顯微鏡結構設計分析

摘 要：隨著科學技術的不斷進步與現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，人們對顯微鏡的要求也越來越高。顯微鏡幫助人類認識微觀世界，在人類自然觀的形成和發(fā)展過程中有特殊作用。本文分析顯微系統(tǒng)的光學特性和性能指標，研究了光學系統(tǒng)的設計過程及步驟，實現(xiàn)顯微鏡機械設計的全面進行。

關鍵詞：顯微鏡;機械;設計

引言：進行顯微鏡機械設計研究新型顯微鏡的設計和應用系統(tǒng)更加具備便捷性，在顯微物鏡的設計過程中，影像訊號可以在進行觀察檢測的過程中有效的顯現(xiàn)出與目標具有關聯(lián)性的一系列信息。實現(xiàn)了流程的設計的便捷性的進一步的有效提升。

顯微鏡機械設計

進行顯微鏡機械結構設計過程中，線條相繼為透光和不透光。網絡板后適當位置上與光軸對稱地放置兩個受光元件。網絡板在與光軸垂直方向上往復振動。當聚焦面與網絡板重合時，通過網格板透光線條的光同時到達其后面的兩個受光元件。而當離焦時，光束只能先后到達兩個受光元件，于是它們的輸出信號之間有相位差。有相位差的兩個信號經電路處理后即可控制執(zhí)行機構來調節(jié)物鏡的位置，使聚焦面與網格板的平面重合。

分析零件各種信息，其中顯式信息，如尺寸、精度等，由零件經驗設計公式確定，形狀、材料、技術要求等作為圖形模板由零件尺寸驅動;隱式信息如結構形狀的選擇和裝配基準的定義等，由程序做好規(guī)定，用來為裝配鏡頭做準備。最終系統(tǒng)借助于程序接口函數(shù)把數(shù)據(jù)轉換成AutoCAD所能接受的DXF圖形格式文件。

用寫DXF文件的數(shù)據(jù)格式開發(fā)和編制了一個符合國家標準的尺寸、符號標注函數(shù)庫。

首先建立輪廓邊界線方程，將剖面圖形轉化為單一的類型，以便采用統(tǒng)一的描述處理方式，然后根據(jù)所設剖面線縱向間隔及剖面圖形縱向兩極端點的距離，求出剖面線的總條數(shù)，再逐條剖面線進行處理，以減少占用的內存，其處理的步驟是：

a.取出一條剖面線，求出它與輪廓線全部實交點的坐標，存于數(shù)組中。

b.奇（偶）數(shù)剖面線按兩端點橫向坐標的升（降）序排序，以便來回畫線，提高繪圖效率。

折反射式顯微鏡顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結合的一種光學系統(tǒng)，光線先透一片透鏡產生曲折，再經一面反射鏡將光反射聚焦，這種結合折射與反射的光學系統(tǒng)就稱為折反射式顯微鏡。 它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，觀察物體的光線要同時受到折射和反射。這種系統(tǒng)的特點是便于校正軸外像差。開普勒式顯微系統(tǒng)和伽利略式顯微系兩種顯微系統(tǒng)相互比較可知，伽利略式顯微系的應用可以實現(xiàn)所觀測出的影像的整體清晰度的有效提升，與此同時，其成像模式較為便捷，不需要進行倒像裝置的輔助應用來完成成像，并且其結構的緊密性較為理想，但是其應用過程的開展無法實現(xiàn)分劃板的有效安置，同時由于伽利略式顯微系的物鏡和目鏡之間存在像差互補問題，因此在進行化板的化分時，與開普勒式顯微系統(tǒng)的應用相比，伽利略式顯微系應用下的觀測系統(tǒng)的清晰度相對較低。

顯微鏡的設計模式中的折射設計系統(tǒng)以及反射設計系統(tǒng)的有效運作，都需要保障顯微鏡與折反射式顯微目鏡的應用的配合的理想性，同時在開展劃分版的應用工作的過程中，需要明確系統(tǒng)中的實像面的應用流程，進而實現(xiàn)物像的劃分工作的清晰度的有效保障，此時顯微系統(tǒng)的整體放大倍數(shù)為：

Β =f / f o = D / d

以球面鏡為基礎，加入適當?shù)恼凵湓?，用以校正球差，得以取得良好的光學質量。折反射式顯微鏡有以下兩種形式：

施密特折反射式顯微鏡基本上是卡賽格林式，在球面反射鏡的球心上，所以要用特殊盤式底片，放在筒內的焦點處曝光。

馬克斯托夫反射式顯微鏡與施密特式類似，但修正透鏡形狀不同。由兩個球面構成的彎月形透鏡，也能校正球面反射鏡產生的球差和彗差。這種校正透鏡稱作馬克斯托夫彎月鏡，這種系統(tǒng)不能校正整個光束的球差，只能校正邊緣球差。

在進行顯微鏡的matlab的整體機械設計過程中，同每個組元之間的焦點距離的運算，可以實現(xiàn)多倍數(shù)值的運動的影響下該組織結構的倍率參數(shù)的精確性的有效保障，進行實現(xiàn)多倍數(shù)值的運動的影響下該組織結構的倍率參數(shù)的計算，同時在進行數(shù)顯微結構分類選擇的過程中，為了確保所觀測到的影像的質量的穩(wěn)定性，需要開展物鏡成像的色差的降低工作。

開展顯微鏡設計的研究可知，在進行數(shù)顯微結構的應用的過程中，可以通過提升顯微的距離長度實現(xiàn)顯微物體對于人的視覺的角度的變化實現(xiàn)自身的分辨率的有方向性的調整。在所需要觀察的影像的大小一定時，人眼所能夠觀測的距離與人的視覺張角成反比，折反射式顯微鏡顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結合的一種光學系統(tǒng)，光線先透一片透鏡產生曲折，再經一面反射鏡將光反射聚焦，這種結合折射與反射的光學系統(tǒng)就稱為折反射式顯微鏡。 就光學系統(tǒng)存在的差異來說，其主要有兩種，一種為光學鏡片所存在的誤差，其中包括厚度誤差，曲率中心誤差和曲率半徑誤差等，而另一種則為鏡片之間所存在的誤差，主要包括了光軸同軸度誤差和鏡片誤差等。疊加系統(tǒng)中不存在移動組元，需要保證其安裝方法和物鏡安裝方法的相同性，受到其光闌在系統(tǒng)內部的影響，所以其光闌位置為分界，其左右兩端均需使用一個獨立的鏡筒，并在隨后將其固定在一起，使得其左右兩端通過階梯型結構將其鏡片固定在鏡筒中，并將隔圈進行應用，對其透鏡和鏡組之間的空氣間隔進行固定，并用壓圈進行緊固，而左端套筒中需要加入鏡孔光闌，并對成像光束進行限制。在開展設計的過程中，還需要將左右套筒的安裝問題進行考慮，其中的左端套筒在設計的過程中，需要給予其一個帶有內螺紋的套筒，并通過螺紋將其兩部分進行固定.右向左促進鏡片的放入，會受到其最右面鏡片表示為尖角形式的接觸，而這一鏡片所對應的曲率半徑是相對較大的，使得其能夠在收到隔圈壓力的情況下實現(xiàn)自動定心。而中間的負透鏡則在經過磨邊的情況下，保證其外徑和右面的鏡片相同，而對應的負透鏡邊緣需要與光軸的平面相互垂直，從而實現(xiàn)其與隔圈的配合，并且需要將其誤差轉化為邊緣和光軸的角度誤差。就左面的鏡片來說，其所對應的外徑相對較大，需要將其固定在鏡筒中。其中的左面正透鏡和負透鏡中間所對應的隔圈僅僅起到的是固定作用，能夠針對其隔圈對透鏡產生擠壓，從而導致其隔圈所產生一定的壓力，并將其進行固定。其應用好處主要是將其受到的加工差異而導致的內應力進行減少，避免光學系統(tǒng)出現(xiàn)變質。 它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，觀察物體的光線要同時受到折射和反射。這種系統(tǒng)的特點是便于校正軸外像差?，F(xiàn)代顯微系的應用可以實現(xiàn)所觀測出的影像的整體清晰度的有效提升，與此同時，其成像模式較為便捷，不需要進行倒像裝置的輔助應用來完成成像，顯微鏡的設計模式中的折射設計系統(tǒng)以及反射設計系統(tǒng)的有效運作，都需要保障折反射式顯微物鏡與折反射式顯微目鏡的應用的配合的理想性，當下在進行顯微鏡的成像色差的消除工作的過程中，主要應用的設計方法為對稱式設計方法。開展顯微鏡設計的研究，實現(xiàn)顯微鏡設計理念的引用的先進性在顯微鏡設計工作開展進程中的真正有效發(fā)揮，可以確保顯微鏡設計工作開展的科學性和穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]范應娟. 基于ZEMAX的折反射式顯微物鏡的設計[J]. 陜西科技大學學報（自然科學版），2013，31（02）：146-149.

[2]姚波，袁立銀，亓洪興，舒嶸. 雙通道成像光譜儀共用離軸三反射光學系統(tǒng)的設計[J]. 紅外技術，2013，35（07）：419-424.

[3]袁立銀，何志平，舒嶸，王建宇. 短波紅外棱鏡-光柵-棱鏡成像光譜儀光學系統(tǒng)設計[J]. 光子學報，2011，40（06）：831-834.

[4]張永生，趙軍，馬連英，易愛平，劉晶儒. 高功率準分子激光系統(tǒng)光學設計[J]. 強激光與粒子束，2011，23（07）：1857-1860.

作者簡介：

姓名：許亞利 （性別：女出生年月：1982年3月6日）籍貫：陜西西安民族：漢? 單位：寧波永新光學股份有限公司學歷：本科職稱：中級工程師研究方向：? 顯微鏡機械設計及測量。

（寧波永新光學股份有限公司? 浙江 寧波? ?315040）