顯微鏡基礎知識 - 工作距離

顯微鏡物鏡通常設計的工作距離都不長，工作距離定義為由物鏡前透鏡到樣品表面的直線距離；如果在有玻璃蓋的情況下，則定義為從物鏡的前透鏡元件到玻璃蓋表面的直線距離。

圖 1 是物鏡示意圖，顯示齊焦和工作距離長度的定義，以及物鏡鏡筒上雕刻或印刷的其他說明。一般來說，物鏡工作距離隨著放大倍率和數值孔徑的增加而減小，表 1 列出部分校正的 Nikon 平場螢光物鏡和平場複合消色差物鏡。

目前的趨勢是生產工作距離盡可能長的乾式物鏡，但由於需要高數值孔徑取得更高的解析度，這一需求在一定程度上受到工作距離的限制，導致製造商必須在這兩個參數間進行折衷。對於許多應用來說，長工作距離是非常必要的，因此雖然在實現大數值孔徑和光學像差校正方面存在困難，但還是為長工作距離的用途，設計專門的物鏡。

當使用長工作距離物鏡和金相顯微鏡，檢查化學樣本時特別有用，其中必須通過厚蓋玻片保護物鏡前透鏡免受熱、腐蝕性蒸氣和揮發性化學物質等環境危害。這些物鏡比起具有相同或稍大數值孔徑的同類物鏡，通常有兩到三倍的工作距離。 表 2 列出了長工作距離（ELWD）和超長工作距離（SLWD）的無限遠校正物鏡。

如同表 1 一般，工作距離隨著放大倍數和數值孔徑的增加而減小，但不如表 1 中列出的物鏡那麼顯著；另外，SLWD 物鏡的工作距離 ELWD 系列物鏡相比明顯更長，但數值孔徑相應更低。

資料來源：https://www.microscopyu.com/microscopy-basics/working-distance-and-parfocal-length

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