蓋玻片

載玻片上的大多數生物標本都被蓋玻片保護。這意味著來自標本的光必須總是穿過玻璃罩，使得這塊薄的玻璃片成為顯微鏡工藝的重要組成部分。

日本制造的蓋玻片規格由日本工業標準（JIS）確定。以下是具體光學興趣的一個例子：

• 折射率：

  No.1

• 阿貝數：

  υ= 56±2

• 平整度：

  0.010mm

• 厚度：

  名稱：No.1，厚度范圍：0.12-0.17 
  名稱：No.1-S，厚度范圍：0.15-0.18

所以我們看到蓋玻片根據嚴格的標準制造，這也決定了物鏡的設計（通常為0.17毫米厚）。正確使用顯微鏡的*步是使用符合這些標準的蓋玻片。

覆蓋玻片和球面像差

為什么有必要設計一個符合保護標本的蓋玻片標準的物鏡？

例如，如果你要把一塊玻璃放在一些東西上，通常看起來不會很明顯，而不是稍微靠近一點。這是因為從對象朝向觀察者的眼睛（也稱為光學術語的數值孔徑）的單一光線的角度非常小。換句話說，如果數值孔徑小，則覆蓋層將不會顯著影響物體的出現。

然而，如果數值孔徑較大，例如在物鏡的情況下，則甚至薄的覆蓋層將對圖像質量產生負面影響。其主要原因是稱為“球面像差”。

如圖1所示，當光線L0-L3在覆蓋玻片下從物體P彈起時，它們在進入物鏡之前都被折疊在蓋玻片內。從物鏡的角度來看，似乎每個這些光線都來自不同的點。即使是具有*小數值孔徑的L0，看起來好像是來自P以外的點。這就是為什么玻璃上的物體看起來更接近肉眼，其深度P0等于厚度（d）除以折射率（n）。偏離此位置變為球面像差。

當數值孔徑相對較小時，如光線L1，與P0點的偏差較小。然而，隨著數值孔徑的增加，球面像差也增加。這就是為什么在設計具有更大數值孔徑的生物學物鏡時需要考慮覆蓋玻片球面像差的像差設計。

校正環

生物樣本的物鏡通常設計為0.17毫米厚的覆蓋層。然而，如上所述，即使根據顯微鏡規格設計的覆蓋層也可以具有在0.12-0.18mm之間的厚度變化。

覆蓋玻片產生的球面像差隨著覆蓋層厚度的增加而增加，因此厚度大于0.17 mm的厚度將*出大多數物鏡的修正。然而，這并不意味著更薄的總是更好。由于物鏡被設計為補償0.17mm覆蓋玻片的球面像差，所以太薄的覆蓋玻片也將引起球面像差。因此，比設計的物鏡更薄或更厚的覆蓋玻片將引起球面像差。

圖2說明了覆蓋層厚度的偏差如何影響圖像質量。橫軸表示覆蓋玻片厚度偏差，而垂直軸顯示圖像退化量作為點擴散功能，其中理想圖像為1.圖表顯示，即使使用與數值孔徑相同的蓋玻片偏差，圖像質量也會很大。例如，在數值孔徑為0.95的情況下，即使0.01mm的厚度偏差，導致圖像從理想值降低了一半。然而，0.4的數值孔徑對于具有0.01mm相同厚度偏差的圖像幾乎不施加影響。

圖3顯示了通過具有適當覆蓋玻片（A）的數值孔徑0.95的物鏡和具有厚度偏差（B）的覆蓋玻片觀察到的相同物體的顯微鏡圖像。后一種形象的焦點和對比度都較差。

 

圖3.圖像質量與正確或不正確的覆蓋層玻璃的比較

為了獲得具有高數值孔徑的理想圖像，必須非常精確地測量覆蓋層厚度，并選擇合適的厚度。然而，這在實踐中很難實現。這就是為什么幾乎所有具有高數值孔徑的物鏡都具有內置的稱為校正環的機構。

校正環是連接到物鏡的一塊圓形金屬。通過旋轉，顯微鏡用戶可以沿著光軸移動透鏡組的一部分，以補償覆蓋層厚度偏差并消除球面像差。顯微鏡用戶可以輕松地旋轉校正環，來回移動對焦，直到達到*佳圖像為止。但是，糾正環也有限制。當蓋玻片厚度*過標準太多或者蓋玻片材料是不同的材料時，不能使用它們。一般來說，使用具有高數值孔徑的物鏡時，選擇厚度偏差小的1號S覆蓋玻片是個好主意。

*近，新的和不同的顯微鏡技術伴隨著更高的性能要求。覆蓋層和修正環起著關鍵作用，使這種增強的性能成為可能。