显微放大法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第126页（2133字）

显微放大技术是将被测物体的尺寸、轮廓或由光干涉及衍射所产生的图样等，经过光学显微镜或电子显微镜放大的一种方法。根据放大的原理不同，有光学显微放大技术和电子显微放大技术。

1．光学显微放大

光学显微镜的光学系统是由物镜和目镜以及光源所组成，如图3．3－7。物镜使用焦距较小的正透镜，物体AB位于物镜物方焦点之外，但小于两倍焦距，因此物体被物镜放大成一倒立的实象A′B′，并恰好位于目镜前焦面F₂处或在F₂后很近的地方。此实象经目镜再次放大，在无限远或明视距离处(d=250mm)成一虚象A″B″。因此，显微镜是一个两次成象的光学放大系统。由几何光学可知，物镜放大倍数β_物为

图3．3－7 显微放大原理

式中Δ为目镜前焦点F₂与物镜后焦点F₁′之间的距离称为“光学间隔”或“光学筒长，f_物为物镜象方焦距。

目镜的放大倍数

其中f_目为目镜象方焦距。因而显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数，即：

整个显微系统对物体两次放大成象，所以显微系统有较大的放大倍数。物镜所成的象是实像，故可以在实象处安放各种用途的分划板，供对准或测量用。计量用的显微镜一般都有一个固定的分划板，在分划板的一个表面刻有各种用途的刻线或图案，物体经物镜所成的实象和分划板的刻线面重合，通过目镜可以同时观察到物体的实象和分划板上的刻线或图案。实际使用中，往往把目镜和分划板做成一体，这种部件称为测微读数装置，也叫测微目镜。光学显微镜的有效放大倍数最高可达2000倍。

2．电子显微放大

与光学显微镜类似，电子显微镜是采用电子流做光源，其基本组成包括光源部分、成象部分和观察部分，如图3．3－8。电子显微镜中的成象透镜不象光学显微镜那样是由玻璃直接研磨而成，而是由电磁场组成，称为电子透镜。相当于光源的电子枪反射电子束，由加有正高压的阳极加速达到样品，再由电子物镜放大成象得到中间象A′B′。电镜的观察部分是一套将电子流转换为可见光的装置，如常用的荧光屏。投影镜将中间象变换成最终象在荧光屏上呈现出来。

图3．3－8 电子显微放大系统

在电子显微镜中，放大倍数的提高是通过改变中间镜(在物镜与投影镜之间)的电流来实现的。为了得到更高的放大倍数，电镜成像系统一般可由物镜、中间镜和投影镜组成。一般说来，用三个透镜(包括一个中间镜)的电镜，最大可达25万倍的放大倍数。电镜总的放大倍数是各级透镜放大倍数的乘积，电镜中的透镜所成的象都是实象，这与光学显微镜不同。现代电子显微镜的放大倍数最高可达100万倍，分辨力可达到0．3nm。

【参考文献】：

［1］王因明主编，光学计量仪器设计，机械工业出版社，1982。

［2］薛实福、李庆祥编着，精密仪器设计，清华大学出版社，1991。

［3］叶声华主编，激光在精密计量中的应用，机械工业出版社，1980。

［4］罗南星主编，几何量计量技术简明教程，机械工业出版社，1993。

［5］角度计量编写组，角度计量，中国标准出版社，1984。

［6］童竞主编，几何量测量，机械工业出版社，1988。

［7］王江主编，现代计量测试技术，中国计量出版社，1990。

［8］蒋诚志编，计量光学，中国计量出版社，1989。

［9］梁铨廷主编，物理光学，机械工业出版社，1981。

［10］强锡富，于汶编，电路基础与电路量仪，哈尔滨工业大学出版社，1989。

［11］黑龙江省标准计量局、哈尔滨工业大学编，长度计量手册，科学出版社，1979。

［12］张国雄、沈生培主编，精密仪器电路，机械工业出版社，1987。

［13］几何量实用测试手册编委会，几何量实用测试手册，机械工业出版社，1985。