由于顯微鏡師的主要興趣領域是顯微鏡和相關設備的應用，因此在某種意義上，使用儀器的領域是次要的。然而，許多科學家在選擇了一個領域后，發(fā)現(xiàn)顯微鏡的使用是必需的，但次要的是他們感興趣的主要領域。因此，顯微鏡作為*的工具被推到它們上面。通常，正確使用“工具”所需的基本背景是缺乏或不充分的，已經在工作中被選中，因此他們可以“順便”。

考慮到在所有類型的實驗室中使用的顯微鏡??的數(shù)量以及使用這些儀器的科學家和技術人員的數(shù)量，從報告和要求我們收集他們已經學會在可能被稱為“在職”培訓中使用它們。熟練程度的“逐漸”水平。

本文將嘗試擴大對顯微鏡“商業(yè)區(qū)”，冷凝器和物鏡之間的理解，因為它受到油浸物鏡的影響，并且還擴展了浸油的性質以及它們如何更充分利用。

 

Immersion Oil有助于通過顯微鏡觀察圖像的兩個特征：更精細的分辨率和亮度。這些特性在高倍率下為關鍵; 所以它只是通常為油浸設計的更高功率，短焦點，目標。

油浸物鏡通常可在40到120倍之間使用。這些不得與“高干”物鏡或水浸物鏡相混淆，這些物鏡也是在這個范圍內制造的。正如“油”浸沒物鏡必須與油一起使用以獲得可用的圖像，“水”浸沒物鏡必須與水一起使用并且“干”必須干燥使用。在高干燥條件下使用油會通過消除球面和色差的校正來破壞圖像。

對于任何給定的鏡頭，都有固定的焦距。在物鏡聚焦的情況下，存在從樣品上的點延伸到物鏡的全直徑的光錐。該錐體形成的角度是角度孔徑（AA），如圖1所示。對于低功率干燥（長焦點），它可以從10°變化到高功率油（短焦點）可以變化到140°。當然，大理論角孔徑為180°，焦距為零。

樣品下方是第二個匹配的光錐，錐體的底部是冷凝器的頂部表面，頂部是樣品上的一個點。理論上，照射為從聚光器到物鏡的每條射線提供直線路徑。

這種直線路徑受到任何不同折射率材料的干擾。理想情況下，圖2從冷凝器向上行進，有空氣（指數(shù)1.00），滑動（約1.515），安裝介質，蓋玻片（約1.515），空氣（1.00），后是物鏡。由于大多數(shù)冷凝器和物鏡是1.515，因此通過用浸油（1.515）和使用安裝介質（1.515）填充氣隙來獲得均勻的路徑。除1.515之外的安裝介質具有優(yōu)點和缺點，但不是本討論的一部分。

獲得的分辨率與角度孔徑直接相關，較大的AA具有較寬的錐體，具有更多的傾斜射線。然而，除非存在均勻的光學路徑，否則傾斜的光線會因載玻片或蓋玻片內的內反射而損失。

中角孔徑的油浸物鏡比具有較大角孔徑的“干”具有更大的分辨率，并且必須考慮由Ernst Abbe提出的術語“數(shù)值孔徑”（N.A.）。NA等于nx sin 1/2 AA，其中n是路徑中的低折射率。因此，蓋玻璃與物鏡之間的氣隙給出的理論大NA為1.00; 水，1.33; 浸油，1.515。由于其他限制僅允許透鏡玻璃1.515的實際NA為1.40，因此使用浸油可以充分利用物鏡的分辨能力。并且，對于給定的角度孔徑，浸入式油物鏡比相同焦距的干物鏡提高了約50％的分辨率。

正如浸油允許利用物鏡的*NA（分辨能力）一樣，它也是獲得冷凝器的大NA的必要條件。冷凝器NA 1.40和冷凝器與滑塊底部之間的氣隙，極限值為NA 1.（空氣）; 通過冷凝器內部反射損失額外的光。

物鏡必須根據設計使用“干燥”或“上油”，而冷凝器可以上油或干燥，但于工作值。通過用水（1.33）或浸油（1.515）“加油”可以獲得冷凝器的全分辨率，NA 1.25。NA 1.40的冷凝器必須具有1.40或更大的介質，例如浸油1.515，以利用其設計的NA

第三個考慮因素是封裝媒體本身。“空氣安裝”樣品可以接收1.0Na的光錐。通過載玻片頂面的全反射損失過量的光。因此，在確定冷凝器的可用NA時要考慮第二限制或工作NA值。

通過平均物鏡的NA值和聚光器的工作NA來計算光學系統(tǒng)的分辨能力。如上所述，目標必須按設計使用，干燥，澆水或上油。當冷凝器加工到載玻片上時，冷凝器工作NA僅等于設計的NA，并且使用具有大于冷凝器NA的指數(shù)的安裝介質

多年來，人們越來越多地努力使浸油的光學值標準化，因為它成為顯微鏡光學系統(tǒng)的組成部分。獲得高質量的圖像需要顯微鏡設計師依賴于與顯微鏡一起使用的浸油的一致值。標準化浸油的個重要步驟是德國DIN（Deutsches Institute fur Normung）規(guī)范58-884，目前大多數(shù)歐洲和美國浸油（包括Cargille浸油）都符合該規(guī)范。標準化組織（ISO）目前正處于基本符合DIN規(guī)范的更為標準的后階段。

浸油的折射率在一個波長處，通常是水銀e線（5461A），因為該波長接近可見光譜的中間，其中眼睛具有大的靈敏度。e線由DIN / ISO規(guī)定; 但是，仍有一些浸油在鈉D線（5893 A）和氦d線（5876 A）校準。DIN / ISO規(guī)定在23℃的e線處的通用浸油的折射率應為1.5180 +/- 0.0004（DIN），+ / - .0005（ISO）。

通過具有與系統(tǒng)中的玻璃相同的指數(shù)，浸入油有助于冷凝器和物鏡之間的均勻光路。然而，“白色”光由許多波長組成。對于可見光譜中所有波長的折射率以匹配玻璃光學器件，油的色散值必須與那些光學器件匹配。分散通常由nF-nC表示，或Abbe vD或Abbe ve由以下表達式計算：

DIN / ISO規(guī)定浸油在23℃時應具有ve = 44 +/- 5的分散度。

主要的配方問題不是e線的匹配指數(shù)，因為可以配制許多材料來實現(xiàn)這一點，但是找到具有合適色散值的材料，使得色散在可見光譜上緊密匹配。據作者所知，沒有浸油與顯微鏡的光學系統(tǒng)匹配。接近的比賽之一是增稠的雪松油，多年來，它是廣泛使用的，如果不是僅有可用的浸油。雪松油的不利特性是：藍色和紫外光的高吸收，隨著老化而變黃，由于不均勻的揮發(fā)性，酸度和粘度變化而在鏡片上硬化的趨勢（用溶劑稀釋改變了指數(shù)和分散）。

合成浸油消除了上述許多缺點。溫度是一個經常被忽視的因素，因為它適用于浸油。液體和大多數(shù)固體的變化指數(shù)與溫度變化成反比。調節(jié)油的溫度應在瓶子上標明。由于室溫下1°C與規(guī)定值的差異導致油指數(shù)變化約為0.0004，因此夏季天氣或過熱的房間會顯著影響指數(shù)匹配。溫度系數(shù)通常在數(shù)據表中說明或可從制造商處獲得。大多數(shù)顯微鏡制造商使用符合DIN / ISO標準的23°C（74°F）標準化油。有些油可在18°C，20°C和37°C下使用，適用于特殊應用。

選擇校準溫度以接近使用特定儀器的階段溫度條件。通用浸油的23 C值高于理想的室溫72°F（22.2°C），并允許顯微鏡燈和其他來源的輻射熱溫度有所增加。通常，調節(jié)該溫度的簡單方法是稍微提高室溫。通常比冷卻房間更容易增加。

當工作在D線以外的波長，即綠線（5461 A），藍線（4358 A）或近紫外線時，通過稍微改變溫度，可以使指數(shù)與玻璃重合。幻燈片，石油和目標。所需的溫度變化可以從色散值和溫度系數(shù)近似。

必須記住的是，玻璃和油都隨溫度變化。然而，固體的變化通常是微不足道的，可以忽略不計。

當然，顏色是配制浸油的一個考慮因素，因為其存在表示通過吸收損失光。顏色的關鍵程度是一個懸而未決的問題。這是不受歡迎的，但是，如果某種顏色不能是無效的，則可以通過滿足其他所需的規(guī)格來抵消。

由顏色產生的大問題可能是在所使用的單色照明的波長處產生吸收帶。特殊油已經配制用于在約3000-4000A的較低波長下工作。

浸油的酸值應該很低。合成物通常具有低于雪松油的酸值。高酸度會及時影響物鏡的金屬部件的狀況，并且可能更重要的是，會導致鏡片水泥的劣化。鏡片粘合劑也是一種密封，可防止油滲透到鏡片背面。水泥中的裂縫或穿孔通過毛細吸引力吸油，薄薄的油膜緩慢地從物鏡背面掠過; 如果沒有立即注意到，可能會形成不良的形象 當顯微鏡師意識到圖像已經惡化時，他可能沒有意識到原因，除非他之前遇到過這個問題。

鏡片水泥中的缺陷應由制造商或合格的維修服務部門及時修復，否則儀器將使用較差的圖像，當油擴散導致圖像無法使用時，連續(xù)清潔將浪費時間。后透鏡的清潔是不方便的，因為它相對難以接近的位置和阻礙進入的隔膜的位置。

我們發(fā)現(xiàn)制造商已經將物鏡放入浸油中，讓它們在批準用于儀器的油之前浸泡6至12個月。目的是確保酸性，溶解性或任何其他性質不會以任何方式損害其設備。

在制造每個油目標時，必須對其進行測試以確保鏡片水泥密封以防止油進入鏡片背面。在這項測試工作中，一些顯微鏡制造商使用浸油。

合成油不應含有揮發(fā)物，并且由不受氧化，光降解或其他形式分解影響的穩(wěn)定材料配制而成，這些材料可能會慢慢改變其性質。這種穩(wěn)定性意味著顯微鏡技術人員知道他正在使用的材料，并且可以依賴它具有與初購買時相同的屬性。穩(wěn)定性通常使得制造商的質量控制對產品的影響遠遠大于由年齡或暴露引起的性質的任何變化。

如前所述，規(guī)格溫度和階段溫度之間的差異導致光學性質的變化。到目前為止，由于階段溫度引起的偏差可能超過來自同一制造商的批次油之間的任何差異。

盡管通常已知和理解，但應該指出，光學系統(tǒng)的分辨率隨著照明波長的減小而增加。因此，顯微鏡師傾向于從白色平均值5500A變?yōu)榫G色（5461A），藍色（4358A）或近紫外（2750A）照射。

標準光學器件可以在近紫外線下使用，但是制造了許多特殊的光學器件，其中精細的是石英，這是紫外線的要求。在紫外線工作和使用石英光學器件需要大量的經驗才能獲得設備能夠生產的宜工作。

近紫外和紫外范圍屬于熒光顯微鏡類別。在這些波長范圍內使用的浸油必須具有極低或無熒光。任何熒光僅用于“霧化”場并使圖像模糊不清。可提供檀香油和幾種分類為“非熒光”，無熒光或非常低熒光的合成油。

石英光學器件通常與甘油和水混合物一起使用，或者用于減少蒸發(fā)，甘油和糖的溶液。一些制造商提供穩(wěn)定的非吸濕性浸油，特別是與石英光學一起使用的混合油。

浸油的粘度主要取決于顯微鏡的個人偏好。如果過量使用，低粘度油更容易蠕變。當從蓋玻璃到物鏡的距離非常小時，一些人優(yōu)選低粘度（150cSt）。低粘度油不易保留小氣泡。

已發(fā)現(xiàn)較高的粘度（約1250cSt）是需求量大的，并且由更多的顯微鏡制造商提供。較高粘度的油更令人滿意地填充較大的間隙，并且還可重復使用，因為第二滑塊可以定位并擺動到位并與留在物鏡上的油滴接觸。1250 cSt的粘度使油冷凝器具有更大的自由度，因為它可以填充更大的間隙而不會“破裂”并且不需要再加油。

“*粘度”（21,000 cSt）油特別適用于寬冷凝器間隙，長焦（低功率）油浸物鏡，水平或急傾斜儀器和一些微型投影儀。如果制造的粘度不是合適的，則可以制備混合物。如果需要混合物，浸油制造商可以在訂購材料時將少量特殊批次混合為不同類型的常規(guī)線的百分比。

制造商通常包裝在小玻璃涂布器瓶和較大的原料瓶中，涂布器瓶可以從該瓶中再填充。玻璃容器的重量往往使它們比等體積的塑料容器更穩(wěn)定。較大的原料瓶可降低油的成本。

一些科學供應商提供浸入式油/苦瓜瓶，其具有深蹲，非常穩(wěn)定的形狀，涂抹器桿和蓋上方便的玻璃滴。這些瓶子可以從購買油的原料瓶中裝滿。

顯微鏡制造商使用幾種類型的包裝作為附件裝運的小油瓶。帶有螺旋井蓋和玻璃涂抹桿的玻璃瓶占主導地位。還提供聚乙烯擠壓瓶或管。

塑料擠壓包裝可避免在翻倒或掉落時破損和弄臟; 然而，除非在每次使用后*清潔，否則保持油性并捕獲灰塵。擠壓型通常在位于顯微鏡載物臺上的載玻片上使用時稍微不方便，并且輕微的過度擠壓會在載玻片上放置過多的油。

具有錐形或球形端部的涂抹桿使得易于將油涂抹到定位的滑塊上。桿還具有通過在浸油瓶的頸部內“傾倒”來測量液滴的優(yōu)點，以獲得液滴尺寸經驗表明是正確的。頸部內部的傾斜可防止油滲入瓶外，消除灰塵捕獲和油性手指。

將其應用于顯微鏡時，避免將空氣夾帶在油中。充當鏡片的氣泡會破壞圖像或降低其清晰度。如果將液滴接觸到載玻片或冷凝器并允許從涂抹器流出，則通常可以避免該問題。輕拍增加了泡沫的可能性。

冷凝器應在低位置上油，并在定位滑塊后，緩慢升起以進行接觸。通過將液滴放在載玻片上并緩慢地將物鏡放入其中，或者使用parfocaled轉塔，將油目標緩慢旋轉到油滴中來完成對物體的上油。一旦光學器件上油并更換滑塊，物鏡上可能有足夠的油以避免重新潤滑。

干燥類型，如雪松，檀香或其他天然油，應在使用后立即去除。如果這些油硬化，則難以去除，并且鏡頭可能會損壞。不干燥的合成材料可以無限期地留在鏡片上，因為不會發(fā)生硬化損傷; 然而，油膩，它們會捕獲并保持灰塵。歷史悠久的溶劑是Xylol。用于終擦拭的鏡片組織上的少量離子使光學器件處于良好狀態(tài)。

浸漬液配方類似于折射率液體標準，但通常較便宜。它們在589.3nm和25℃下定制混合，精度為±0.0005，范圍為n _D 1.293-1.700。與標準規(guī)格的偏差可用于波長，溫度和精度的變化，但需額外付費。

用途：

• 用玻璃檢測條紋
• 折射率匹配和光學耦合（可防止兩個固體，透鏡或光纖之間界面處的反射損失）
• 極譜浸入技術

Immersion Liquid Specials具有與標準浸泡液不同的配方，并具有特殊的光學或物理特性，使其更適合某些應用。它們在25°C時定制混合5893埃，精度為±0.0005，范圍為n _D 1.4520 - 1.656。自定義更改的提供方式與常規(guī)Immersion Liquids相同。

用途：

• 填充空心棱鏡
• 進行光學連接
• 匹配BK-7，熔融石英和其他玻璃類型
• 藝術項目

Immersion Liquid Specials代碼4550,50350和50BN幾乎是不發(fā)熒光的油。代碼OHGL和OHZB是水溶液（比油基液體穩(wěn)定性差）。所有Immersion Liquid Specials都是無色的，除了代碼50BN，它有輕微的黃色調。