关于显微物镜成像分辨率的问题请教

wonderly

各位大佬好，一个200nm的物体，我在前端放置一个20x的物镜（成像无限远），然后再在物镜后放置一个1x的聚光透镜，此时聚光透镜观察的物可以认为是200nm倍放到到4um的像吗，然后我在聚光镜的最后使用像元大小是3.45um的相机能看见这个吗，实际像元大小是3.45um，算出来分辨率是在72.4lp/mm，理论上是看不清这200nm的物体，但是能看到吗？

Maxray

能不能看清是由镜头和相机的分辨率共同决定的。相机的分辨率由像素大小决定，镜头的分辨率又不是靠放大率决定的，先搞懂镜头的分辨率是靠什么决定的

一共八下

1.聚光透镜后成的像就是200nm的像，如果只拍摄该物体，可以拍摄到；2.3.45um像素的相机可以拍到，跟你MTF无关那个是能否分辨相近物体的，理论上像为4um，加上像差衍射等因素，物体的像会大于4um

无源一哥

首先 不知道na 和拉姆达  理论分辨率不知道多少 所以你说200nm  可能分辨率达不到200. 其次 你算了像方分辨率 72 就是1000/72*2=6.94um  如果分辨率够  直接6.94/20=0.347um 也就是347nm 显然你观察的对象比这个值小 所以就需要补充我前面提到的参数  来看是sensor限制了分辨率 还是光路部分限制的。

路难行1994

一般20倍物镜NA在0.4~0.6之间，分辨率达不到200nm的，肯定看不清。至于能不能看到，是由你的物体和背景之间的对比度决定的，比如物体反射率高，背景反射率低，那大概率是能看到的；反之如果材料光学特性比较接近，那就很难看到。至于像的大小，只考虑衍射弥散的话，你200nm的物体所成的像大概在20um左右，对应5~6个像素。

wonderly

路难行1994 发表于 2023-12-28 14:40
一般20倍物镜NA在0.4~0.6之间，分辨率达不到200nm的，肯定看不清。至于能不能看到，是由你的物体和背景之间 ...

谢谢您的回复，我还有一点问题，为什么200nm的像的大小会是20微米呢

路难行1994

比如你用400 nm波长观测，20倍物镜NA0.5，分辨率大概是400nm，意味着光斑的弥散半径是400nm×20=8um，直径就是8×2=16 um，再加上你物体本身像高的200um×20=4 um，就是20 um左右。用软件仿真一下也可以。

wonderly

无源一哥 发表于 2023-12-28 14:24
首先 不知道na 和拉姆达  理论分辨率不知道多少 所以你说200nm  可能分辨率达不到200. 其次 你算了像方分辨 ...

明白了，计算出物镜的分辨率（NA=0.4 波长488nm）是744nm，那应该是光路限制了，如果要看清，就换个NA更大的物镜后再选一个分辨率更高的镜头吧

冷夜

系统分辨率=0.61λ/NA       λ取较小的400nm   算出来NA都要1.22  如果取700nmNA要1.55
另外如果是物镜对应的tube，不需要看分辨率直接用就行，两者是匹配的。还有你要真搭建这样的系统，调焦记得做好，因为找到像都很困难，精度不够就只能碰运气。


市面上接近衍射极限的显微系统最有代表的就是共聚焦，是通过荧光标记获取信息。如果你不用荧光标记就能找到，那就解决了很大的工程化问题，建议直接开公司。如果很难去成像，看能不能也借鉴共聚焦的荧光标记思路去做。

无源一哥

wonderly 发表于 2023-12-29 09:15
明白了，计算出物镜的分辨率（NA=0.4 波长488nm）是744nm，那应该是光路限制了，如果要看清，就换个NA更 ...

是的 20倍目前air镜可以选择nikon的拉姆达D NA 0.8,2022款NA 0.75 ，这样分辨率就可以到600nm以下。油浸物镜可以选择的范围比较广，na到1.4，足够你使用。（若采纳请设置最佳答案 谢谢）