一個完整的顯微鏡系統(tǒng)設(shè)計是十分復(fù)雜的,涉及到光學(xué)設(shè)計、機械設(shè)計、電路設(shè)計等多方面知識;現(xiàn)代
顯微鏡北京辦事處顯微鏡大多數(shù)與計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)相結(jié)合,是光機電算相結(jié)合的高科技產(chǎn)品。在這里以顯微鏡北京辦事處這幾年的顯微鏡設(shè)計實踐為基礎(chǔ),做一些簡單的知識總結(jié)。
首先,要根據(jù)顯微鏡北京辦事處顯微鏡的使用要求來進行顯微鏡選型設(shè)計。顯微鏡已經(jīng)有幾百年的發(fā)展歷史,它的形式也多種多樣,根據(jù)不同的使用要求顯微鏡的各種參數(shù)有非常大的差異。
第二步,選好形式之后,初步選擇它的外形尺寸和放大倍率、分辨率等主要參數(shù)。這一步在一般大學(xué)里的工程光學(xué)或者應(yīng)用光學(xué)課程中都可以學(xué)到。除了目鏡和物鏡以外還有其它的一些附屬光學(xué)元件也要考慮到,比如場鏡、分劃板、濾光片、轉(zhuǎn)向棱鏡、偏振片等等。這些初始結(jié)構(gòu)的選擇看似簡單,但對后續(xù)詳細設(shè)計來講非常重要,如果初始結(jié)構(gòu)計算不正確,那么將有可能使后續(xù)設(shè)計無法開展,或者設(shè)計到后來才發(fā)現(xiàn)前面初始結(jié)構(gòu)計算不正確,導(dǎo)致前功盡棄。當(dāng)然,這些計算結(jié)果也不可能是一成不變的,后面也許會有一些調(diào)整,但總體來說應(yīng)該不要改變太大。
第三步,顯微鏡北京辦事處詳細設(shè)計物鏡、目鏡以及其它附屬結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。現(xiàn)代光學(xué)設(shè)計一般都使用各種光學(xué)設(shè)計軟件,自動化程度大大提高,減輕了設(shè)計人員的勞動量。光學(xué)設(shè)計實際上就是消像差的過程,盡量提高系統(tǒng)的分辨率、消除像差是光學(xué)設(shè)計這所一直追求的。相信像差理論大家要懂得,這里就不詳細說明怎樣的結(jié)構(gòu)能夠?qū)ο鞣N像差有影響。要強調(diào)的是一個“像差平衡”問題。理論上講,*沒有像差的光學(xué)系統(tǒng)是不存在的,所以說“消像差”只是理想情況,更確切的說應(yīng)該是“盡量減小像差”,使像差不能被接受器或人眼所感知,這就達到了我們的目的。
第四步,顯微鏡北京辦事處設(shè)計顯微鏡的機械結(jié)構(gòu)。由于有了計算機三維設(shè)計軟件,機械結(jié)構(gòu)設(shè)計也沒有以前那么復(fù)雜了,但是基本的原理和基本的要求依然沒變。
第五步,進行調(diào)光、自動調(diào)焦、自動工作臺和計算機控制等方面的設(shè)計。這些在一般的顯微鏡設(shè)計中是不太必要的,但有些的研究型顯微鏡則需要進行這幾方面的設(shè)計?,F(xiàn)在國內(nèi)外的自動調(diào)焦技術(shù)發(fā)展很快,也是研究熱點之一,有很多自動調(diào)焦的算法,有興趣的朋友可以多查一些科技論文看看。
第六步,軟件設(shè)計。有些顯微圖像需要進行圖像處理和專業(yè)軟件,這些要與軟件專業(yè)設(shè)計人員共同進行。