光學顯微鏡有哪些種類和使用範圍？

01-19

謝邀。

不過我倒覺得這個分類其實沒太大意義。

從行業來看，主要分兩大類：生物醫療用顯微鏡和工業用顯微鏡。從結構來看，這兩大類顯微鏡又有交叉。

目前顯微鏡的名稱，其一是和其結構有關，其一是和使用有關

比如單目，雙目，三目顯微鏡，這個和結構有關；

比如偏光顯微鏡，又有雙目，三目；

比如體視顯微鏡，生物顯微鏡，和結構有關，也和使用有關；

再如金相顯微鏡，有些用途又被叫做工業顯微鏡。

顯微鏡技術不斷進步，現在有原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡，已經不是傳統的顯微鏡了

標準不一樣，種類界定也就都不一樣了。這點是一定的。

班門弄斧地嘗試回答，回答內容會由於背景原因偏重於生物領域。

通常，O記、N記、L記和Z記，會將光學顯微鏡業務依照不同的用戶群（其實就是不同的應用領域）分成生命科學和工業技術兩大類；由於交叉學科越來越多，難免應用領域會有一定程度的重疊，但重疊比例小，產生問題，也都內部消化解決。

討論之前，有幾個前提：

（1）討論主要針對普通、常規光學顯微鏡來進行討論

（2）部分特殊類型的顯微鏡後面會有一定程度地涉及

（3）光學顯微鏡，尤其是應用於生命科學領域的顯微鏡，很多時候是在扮演平台的角色，所以，會有各種亂入，請大家慎重

（4）複雜的光路問題，不做深入涉及，能所不能及

PART ONE：

1、雙光路設計

以生命科學領域來說，絕大部分的光學顯微鏡都是單光路設計的顯微鏡；有一類顯微鏡，稱之為，體式顯微鏡（Stereo Microscopes / Macroscopes），或實體顯微鏡，或解剖鏡，是雙光路設計，即模仿人眼光路，對標本獲取具有立體感的正像的顯微鏡。光路可見下圖：

那體式顯微鏡，會為了不同的實驗要求有不同樣的配置，而且不同配置主要集中在光源的類型，和是否能觀察熒光，當然，還有是否需要加裝成像系統等。但與其他光學顯微鏡最大的區別在於，雙光路設計；

2、單光路設計

除上述的體式顯微鏡以外，其他的光學顯微鏡，無論簡單還是複雜，都可以被籠統地被劃歸到單光路顯微鏡這一大類，很大的類，超級大的類，裡面來~~~

那在這個類別裡面，我們再來細說：

2.1 正置顯微鏡

先上圖，先一張L記家的正置顯微鏡DM2500，局部大圖用O記的BX63：

其實，對於正置顯微鏡的判別很簡單，你就看物鏡和載物台的位置關係就可以了：

——如果物鏡在載物台上方的，就是正置顯微鏡；

——如果物鏡在載物台下方的，就是倒置顯微鏡（倒置顯微鏡後面會專門說，莫急莫催）；

那有人問，L記家的那個上面觀察的地方，不也是兩個黑槍口嘛，是不是就是之前說到的雙光路設計？

非也，非也！

需要強調的是：

（1）在體式顯微鏡中，人家的雙光路是從一開始的光源那裡，就是獨立的雙光路，每個光路帶著不盡相同的信息量的，看到的圖像也是立體的；

（2）在正置顯微鏡中，光路從一開始的光源那裡，就只是單光路；只是為了照顧要用兩個眼睛觀察的人類，才在光路快要結束的地方，用稜鏡把一個光路拆成了兩個光路，每個光路帶的信息量，是相同的，看到的圖像也只是平面的；

那麼對於應用來說，正置顯微鏡受限於物鏡到載物台之間的距離，主要用來觀察病理切片等薄的樣品標本；再次強調，特殊的應用，我們這裡暫時不提；

2.2 倒置顯微鏡

還是先上圖，以N記TS100為例：

還記得超級簡單的分辨標準嗎？看物鏡和載物台的相對位置——物鏡在載物台下方的，為倒置顯微鏡；至於是單光路顯微鏡，還是雙光路顯微鏡，請參考上面正置顯微鏡部分；

對於倒置光學顯微鏡來說，雖然物鏡到載物台的距離已經不會很遠，但是，你要知道，物鏡在載物台下面啊，親！載物台上方的空間好大的呀！你不僅可以放切片，放培養皿，而且可以放培養瓶，多孔板，甚至你可以考慮把活體小動物固定在上面（生動畫面請自行腦補）

至此，對於光學顯微鏡的最基本的分類就差不多了，但是，還有一些小問題需要在這裡做補充：

（1）上面所有提到的光學顯微鏡，所使用的光源，都是面場光源，比如鹵素燈、汞燈、汞氙燈、LED等，等等等等；

（2）為了實驗應用，聰明的人類啊，搞出來了很多種觀察方式，一般歸類七種，明場（Bright Field），暗場（Dark Field），相差（Phase Contrast），相襯（Relife Contrast），微分干涉（Differential Interference Contrast），偏光觀察（Polarising Observation）和熒光觀察（FL）——每種觀察方式的成像原理和光路結構是不同的；

雖然有人願意按照觀察方式對顯微鏡進行分類，但是，個人覺得沒意義：因為一台顯微鏡又不是只能實現一種觀察方式，能看BF的，說不定也能看PH，還能看FL，你說算哪個？

（3）至於有提及按照單目、雙目、三目來分，可以這樣分類，但是會有很大的局限性：首先，單目光學顯微鏡已經很少見了，超級普遍都是雙目顯微鏡標配；其次，那所謂的三目，就看用戶是否需要外接成像系統進行顯微圖像的數碼採集，如果需要，就是三目；可見下圖，還是以O記為例：

BUT，對於PART TWO中提到的一些顯微鏡，你就沒有辦法按照這個標準進行分類了，因為，那些系統對於顯微圖像的數碼採集的設備是標配，是默認的，是在機器系統里的；

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PART TWO

在上一部分最後，有強調了一下使用面場光源的顯微鏡，其實也就是，會有顯微鏡使用的不是面場光源，比如點光源。我嘗試著說一說。

1、激光掃描共聚焦

先上圖（Z記的LSM）：

這裡舉例的是激光掃描共聚焦（Laser Scanning Confocal Microscopy）；光源是激光（點光源），成像是靠點構成線，線構成面這樣掃出來的，共聚焦嘛，就涉及到光路結構了，大家可以參考下圖，自行理解；但是，從上圖中，大家可以看出，激光掃描共聚焦要是參考PART ONE的分類來看，就比較不那麼容易了——可以在正置顯微鏡上做，也可以在倒置顯微鏡上做；

2、雙光子

我就直接「借用」百度百科的解釋（雙光子顯微鏡_百度百科）：雙光子熒光顯微鏡是結合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發技術的一種新技術。雙光子激發的基本原理是：在高光子密度的情況下，熒光分子可以同時吸收 2 個長波長的光子，在經過一個很短的所謂激發態壽命的時間後，發射出一個波長較短的光子；其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發熒光分子是相同的。雙光子激發需要很高的光子密度，為了不損傷細胞，雙光子顯微鏡[1]使用高能量鎖模脈衝激光器。這種激光器發出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量，其脈衝寬度只有 100 飛秒，而其周期可以達到 80 至 100 兆赫。在使用高數值孔徑的物鏡將脈衝激光的光子聚焦時，物鏡的焦點處的光子密度是最高的，雙光子激發只發生在物鏡的焦點上，所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦針孔，提高了熒光檢測效率。

大家直接看圖吧，O記的FV1200MPE：