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John J. CargilleNew York Microscopical Society Yearbook，1964。SecondEdition 1985，John J. Cargille - 保留所有权利

由于显微镜师的主要兴趣领域是显微镜和相关设备的应用，因此在某种意义上，使用仪器的领域是次要的。然而，许多科学家在选择了一个领域后，发现显微镜的使用是必需的，但次要的是他们感兴趣的主要领域。因此，显微镜作为必不可少的工具被推到它们上面。通常，正确使用 工具 所需的基本背景是缺乏或不充分的，已经在工作中被选中，因此他们可以 顺便 。

考虑到在所有类型的实验室中使用的显微镜​​的数量以及使用这些仪器的科学家和技术人员的数量，从报告和要求我们收集他们已经学会在可能被称为 在职 培训中使用它们。熟练程度的 逐渐 水平。

本文将尝试扩大对显微镜 商业区 ，冷凝器和物镜之间的理解，因为它受到油浸物镜的影响，并且还扩展了浸油的性质以及它们如何更充分利用。

浸油的功能

Immersion Oil有助于通过显微镜观察图像的两个特征：更精细的分辨率和亮度。这些特性在高倍率下为关键;所以它只是通常为油浸设计的更高功率，短焦点，目标。

油浸物镜通常可在40到120倍之间使用。这些不得与 高干 物镜或水浸物镜相混淆，这些物镜也是在这个范围内制造的。正如 油 浸没物镜必须与油一起使用以获得可用的图像， 水 浸没物镜必须与水一起使用并且 干 必须干燥使用。在高干燥条件下使用油会通过消除球面和色差的校正来破坏图像。

对于任何给定的镜头，都有固定的焦距。在物镜聚焦的情况下，存在从样品上的点延伸到物镜的全直径的光锥。该锥体形成的角度是角度孔径（AA），如图1所示。对于低功率干燥（长焦点），它可以从10 变化到高功率油（短焦点）可以变化到140 。当然，大理论角孔径为180 ，焦距为零。

样品下方是第二个匹配的光锥，锥体的底部是冷凝器的顶部表面，顶部是样品上的一个点。理论上，照射为从聚光器到物镜的每条射线提供直线路径。

这种直线路径受到任何不同折射率材料的干扰。理想情况下，图2从冷凝器向上行进，有空气（指数1.00），滑动（约1.515），安装介质，盖玻片（约1.515），空气（1.00），后是物镜。由于大多数冷凝器和物镜是1.515，因此通过用浸油（1.515）和使用安装介质（1.515）填充气隙来获得均匀的路径。除1.515之外的安装介质具有优点和缺点，但不是本讨论的一部分。

获得的分辨率与角度孔径直接相关，较大的AA具有较宽的锥体，具有更多的倾斜射线。然而，除非存在均匀的光学路径，否则倾斜的光线会因载玻片或盖玻片内的内反射而损失。

中角孔径的油浸物镜比具有较大角孔径的 干 具有更大的分辨率，并且必须考虑由Ernst Abbe提出的术语 数值孔径 （N.A.）。NA等于nx sin 1/2 AA，其中n是路径中的低折射率。因此，盖玻璃与物镜之间的气隙给出的理论大NA为1.00;水，1.33;浸油，1.515。由于其他限制仅允许透镜玻璃1.515的实际NA为1.40，因此使用浸油可以充分利用物镜的分辨能力。并且，对于给定的角度孔径，浸入式油物镜比相同焦距的干物镜提高了约50％的分辨率。

正如浸油允许利用物镜的完全NA（分辨能力）一样，它也是获得冷凝器的大NA的必要条件。冷凝器NA 1.40和冷凝器与滑块底部之间的气隙，极限值为NA 1.（空气）;通过冷凝器内部反射损失额外的光。

物镜必须根据设计使用 干燥 或 上油 ，而冷凝器可以上油或干燥，但于工作值。通过用水（1.33）或浸油（1.515） 加油 可以获得冷凝器的全分辨率，NA 1.25。NA 1.40的冷凝器必须具有1.40或更大的介质，例如浸油1.515，以利用其设计的NA

第三个考虑因素是封装媒体本身。 空气安装 样品可以接收1.0Na的光锥。通过载玻片顶面的全反射损失过量的光。因此，在确定冷凝器的可用NA时要考虑第二限制或工作NA值。

通过平均物镜的NA值和聚光器的工作NA来计算光学系统的分辨能力。如上所述，目标必须按设计使用，干燥，浇水或上油。当冷凝器加工到载玻片上时，冷凝器工作NA仅等于设计的NA，并且使用具有大于冷凝器NA的指数的安装介质

浸油的理想特性

多年来，人们越来越多地努力使浸油的光学值标准化，因为它成为显微镜光学系统的组成部分。获得高质量的图像需要显微镜设计师依赖于与显微镜一起使用的浸油的一致值。标准化浸油的个重要步骤是德国DIN（Deutsches Institute fur Normung）规范58-884，目前大多数欧洲和美国浸油（包括Cargille浸油）都符合该规范。国际标准化组织（ISO）目前正处于基本符合DIN规范的更为国际标准的后阶段。

浸油的折射率在一个波长处指定，通常是水银e线（5461A），因为该波长接近可见光谱的中间，其中眼睛具有大的灵敏度。e线由DIN / ISO规定;但是，仍有一些浸油在钠D线（5893 A）和氦d线（5876 A）校准。DIN / ISO规定在23℃的e线处的通用浸油的折射率应为1.5180 +/- 0.0004（DIN），+ / - .0005（ISO）。

通过具有与系统中的玻璃相同的指数，浸入油有助于冷凝器和物镜之间的均匀光路。然而， 白色 光由许多波长组成。对于可见光谱中所有波长的折射率以匹配玻璃光学器件，油的色散值必须与那些光学器件匹配。分散通常由nF-nC表示，或Abbe vD或Abbe ve由以下表达式计算：

DIN / ISO规定浸油在23℃时应具有ve = 44 +/- 5的分散度。

主要的配方问题不是e线的匹配指数，因为可以配制许多材料来实现这一点，但是找到具有合适色散值的材料，使得色散在可见光谱上紧密匹配。据作者所知，没有浸油与显微镜的光学系统匹配。接近的比赛之一是增稠的雪松油，多年来，它是广泛使用的，如果不是仅有可用的浸油。雪松油的不利特性是：蓝色和紫外光的高吸收，随着老化而变黄，由于不均匀的挥发性，酸度和粘度变化而在镜片上硬化的趋势（用溶剂稀释改变了指数和分散）。

合成浸油消除了上述许多缺点。温度是一个经常被忽视的因素，因为它适用于浸油。液体和大多数固体的变化指数与温度变化成反比。调节油的温度应在瓶子上标明。由于室温下1 C与规定值的差异导致油指数变化约为0.0004，因此夏季天气或过热的房间会显着影响指数匹配。温度系数通常在数据表中说明或可从制造商处获得。大多数显微镜制造商使用符合DIN / ISO标准的23 C（74 F）标准化油。有些油可在18 C，20 C和37 C下使用，适用于特殊应用。

选择校准温度以接近使用特定仪器的阶段温度条件。通用浸油的23 C值高于理想的室温72 F（22.2 C），并允许显微镜灯和其他来源的辐射热温度有所增加。通常，调节该温度的简单方法是稍微提高室温。通常比冷却房间更容易增加。

当工作在D线以外的波长，即绿线（5461 A），蓝线（4358 A）或近紫外线时，通过稍微改变温度，可以使指数与玻璃重合。幻灯片，石油和目标。所需的温度变化可以从色散值和温度系数近似。

必须记住的是，玻璃和油都随温度变化。然而，固体的变化通常是微不足道的，可以忽略不计。

当然，颜色是配制浸油的一个考虑因素，因为其存在表示通过吸收损失光。颜色的关键程度是一个悬而未决的问题。这是不受欢迎的，但是，如果某种颜色不能是无效的，则可以通过满足其他所需的规格来抵消。

由颜色产生的大问题可能是在所使用的单色照明的波长处产生吸收带。特殊油已经配制用于在约3000-4000A的较低波长下工作。

浸油的酸值应该很低。合成物通常具有低于雪松油的酸值。高酸度会及时影响物镜的金属部件的状况，并且可能更重要的是，会导致镜片水泥的劣化。镜片粘合剂也是一种密封，可防止油渗透到镜片背面。水泥中的裂缝或穿孔通过毛细吸引力吸油，薄薄的油膜缓慢地从物镜背面掠过;如果没有立即注意到，可能会形成不良的形象当显微镜师意识到图像已经恶化时，他可能没有意识到原因，除非他之前遇到过这个问题。

镜片水泥中的缺陷应由制造商或合格的维修服务部门及时修复，否则仪器将使用较差的图像，当油扩散导致图像无法使用时，连续清洁将浪费时间。后透镜的清洁是不方便的，因为它相对难以接近的位置和阻碍进入的隔膜的位置。

我们发现制造商已经将物镜放入浸油中，让它们在批准用于仪器的油之前浸泡6至12个月。目的是确保酸性，溶解性或任何其他性质不会以任何方式损害其设备。

在制造每个油目标时，必须对其进行测试以确保镜片水泥密封以防止油进入镜片背面。在这项测试工作中，一些显微镜制造商使用浸油。

合成油不应含有挥发物，并且由不受氧化，光降解或其他形式分解影响的稳定材料配制而成，这些材料可能会慢慢改变其性质。这种稳定性意味着显微镜技术人员知道他正在使用的材料，并且可以依赖它具有与初购买时相同的属性。稳定性通常使得制造商的质量控制对产品的影响远远大于由年龄或暴露引起的性质的任何变化。

如前所述，规格温度和阶段温度之间的差异导致光学性质的变化。到目前为止，由于阶段温度引起的偏差可能超过来自同一制造商的批次油之间的任何差异。

尽管通常已知和理解，但应该指出，光学系统的分辨率随着照明波长的减小而增加。因此，显微镜师倾向于从白色平均值5500A变为绿色（5461A），蓝色（4358A）或近紫外（2750A）照射。

标准光学器件可以在近紫外线下使用，但是制造了许多特殊的光学器件，其中精细的是石英，这是紫外线的要求。在紫外线工作和使用石英光学器件需要大量的经验才能获得设备能够生产的宜工作。

近紫外和紫外范围属于荧光显微镜类别。在这些波长范围内使用的浸油必须具有极低或无荧光。任何荧光仅用于 雾化 场并使图像模糊不清。可提供檀香油和几种分类为 非荧光 ，无荧光或非常低荧光的合成油。

石英光学器件通常与甘油和水混合物一起使用，或者用于减少蒸发，甘油和糖的溶液。一些制造商提供稳定的非吸湿性浸油，特别是与石英光学一起使用的混合油。

浸油的粘度主要取决于显微镜的个人偏好。如果过量使用，低粘度油更容易蠕变。当从盖玻璃到物镜的距离非常小时，一些人优选低粘度（150cSt）。低粘度油不易保留小气泡。

已发现较高的粘度（约1250cSt）是需求量大的，并且由更多的显微镜制造商提供。较高粘度的油更令人满意地填充较大的间隙，并且还可重复使用，因为第二滑块可以定位并摆动到位并与留在物镜上的油滴接触。1250 cSt的粘度使油冷凝器具有更大的自由度，因为它可以填充更大的间隙而不会 破裂 并且不需要再加油。

极高粘度 （21,000 cSt）油特别适用于宽冷凝器间隙，长焦（低功率）油浸物镜，水平或急倾斜仪器和一些微型投影仪。如果制造的粘度不是合适的，则可以制备混合物。如果需要混合物，浸油制造商可以在订购材料时将少量特殊批次混合为不同类型的常规线的百分比。

打包

制造商通常包装在小玻璃涂布器瓶和较大的原料瓶中，涂布器瓶可以从该瓶中再填充。玻璃容器的重量往往使它们比等体积的塑料容器更稳定。较大的原料瓶可降低油的成本。

一些科学供应商提供浸入式油/苦瓜瓶，其具有深蹲，非常稳定的形状，涂抹器杆和盖上方便的玻璃滴。这些瓶子可以从购买油的原料瓶中装满。

显微镜制造商使用几种类型的包装作为附件装运的小油瓶。带有螺旋井盖和玻璃涂抹杆的玻璃瓶占主导地位。还提供聚乙烯挤压瓶或管。

塑料挤压包装可避免在翻倒或掉落时破损和弄脏;然而，除非在每次使用后彻底清洁，否则保持油性并捕获灰尘。挤压型通常在位于显微镜载物台上的载玻片上使用时稍微不方便，并且轻微的过度挤压会在载玻片上放置过多的油。

应用浸油

具有锥形或球形端部的涂抹杆使得易于将油涂抹到定位的滑块上。杆还具有通过在浸油瓶的颈部内 倾倒 来测量液滴的优点，以获得液滴尺寸经验表明是正确的。颈部内部的倾斜可防止油渗入瓶外，消除灰尘捕获和油性手指。

将其应用于显微镜时，避免将空气夹带在油中。充当镜片的气泡会破坏图像或降低其清晰度。如果将液滴接触到载玻片或冷凝器并允许从涂抹器流出，则通常可以避免该问题。轻拍增加了泡沫的可能性。

冷凝器应在低位置上油，并在定位滑块后，缓慢升起以进行接触。通过将液滴放在载玻片上并缓慢地将物镜放入其中，或者使用parfocaled转塔，将油目标缓慢旋转到油滴中来完成对物体的上油。一旦光学器件上油并更换滑块，物镜上可能有足够的油以避免重新润滑。

干燥类型，如雪松，檀香或其他天然油，应在使用后立即去除。如果这些油硬化，则难以去除，并且镜头可能会损坏。不干燥的合成材料可以无限期地留在镜片上，因为不会发生硬化损伤;然而，油腻，它们会捕获并保持灰尘。历史悠久的溶剂是Xylol。用于终擦拭的镜片组织上的少量离子使光学器件处于良好状态。

Cargille精选浸入液

由标准的浸入液而言，精选浸入液具有不同的公式，并具有特殊的光学和物理特性，这使得它们更适合某些应用程序。他们是定制混合在25 C，5893埃米其精度 0.0005范围内的nD1.4520-1.656。自定义的变化可以以相同的方式作为常规浸入液体。

用途：

填充空心棱镜

使光学连接

艺术项目

精选浸入液代码为4550、50350和500BN几乎无荧光油。代码OHGL和OHZB是水溶液(相比油性液体不太稳定)。所有的精选浸入液浸液是无色的，除了代码50BN,它有一个轻微的黄色调。

浸渍液配方类似于折射率液体标准，但通常较便宜。它们在589.3nm和25℃下定制混合，精度为 0.0005，范围为nD1.293-1.700。与标准规格的偏差可用于波长，温度和精度的变化，但需额外付费。

用途：

Immersion Liquid Specials具有与标准浸泡液不同的配方，并具有特殊的光学或物理特性，使其更适合某些应用。它们在25 C时定制混合5893埃，精度为 0.0005，范围为nD1.4520 - 1.656。自定义更改的提供方式与常规Immersion Liquids相同。

用途：

Immersion Liquid Specials代码4550,50350和50BN几乎是不发荧光的油。代码OHGL和OHZB是水溶液（比油基液体稳定性差）。所有Immersion Liquid Specials都是无色的，除了代码50BN，它有轻微的黄色调。

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