Lmplfln20x奥林巴斯显微镜物镜

Lmplfln20x奥林巴斯显微镜物镜

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    光学显微镜中最重要的组成部分，因为它们是负责初级图像形成和在确定所述显微镜能够产生的图像的质量方面发挥中心作用。 物镜也是确定特定样本的放大倍率和下细标本细节可以在显微镜观察分辨率工具。

物镜是光学显微镜的最困难的组件设计和组装，并且是光遇到，因为它从检体到像平面进入的一个组件。物镜从一个事实，即它们获得他们名，由接近度，被成像最接近分量的对象 （检体）。

主要的显微镜制造商提供范围广泛的物镜设计，该产品采用的光照条件很宽谱下优异的光学特性和初级光学像差提供不同程度的修正的。 在图1所示的物镜是一个250倍工作距离长复消色差透镜，它包含被胶合在一起为三组透镜双峰，透镜三重峰组，和三个独立的内部单元素透镜14的光学元件。 物镜还具有一个半球形前透镜和弯月第二透镜，其工作同步，以协助在高数值孔径具有最小球面象差的捕获光线。 尽管不存在于该物镜，类似的设计的许多高倍率物镜配备有保护从碰撞损坏前透镜元件和所述检体的弹簧加载伸缩鼻锥组件。内部透镜元件仔细取向和致密成由物镜镜筒包封的管状黄铜外壳。 特定物镜的参数，如数值孔径，倍率，光学管的长度，像差校正的程度，和其它重要特性印迹或刻在筒的外部部分。 虽然在图1中功能的物镜旨在控制利用空气作为物镜前透镜和标本之间的成像介质，其它的物镜有前透镜元件允许它们被浸渍在水，甘油，或一个专门的烃基油。

现代的物镜，组成了无数内部玻璃镜片元件，均达到质量和性能的高境界，具有修正为程度像差和场的平整度确定一个物镜的有用性和成本。 用于制造物镜建筑技术和材料在过去的100年中有很大提高。 现在，物镜是设计为使用具有高度特异性的折射率均匀成分和质量的先进的稀土元素的玻璃配方计算机辅助设计（CAD）系统的协助。 正在使用这些先进的技术，展示了增强的性能使得制造商能够生产出在分散很低，校正最常见的光学工件，例如彗差，像散，几何失真，场曲，球差和色差的物镜。 不仅是现在校正像差更在更广泛的领域显微镜物镜，但是图像耀斑已经与透光大幅增加已大大减少，产生了显着的是明亮，锐利，清晰的图像。

物镜的三个关键设计特点设置在显微镜的最终分辨率极限。 这些包括用于照亮试样的光的波长，由物镜所捕获的光锥的角孔，并在物镜的前透镜和标本之间的对象空间的折射率。 为受衍射限制的光学显微镜的分辨率可被描述为两个紧密间隔开的样本点之间的最小可检测的距离：

其中R是间隔距离，λ是照射波长，n是所述成像介质的折射率，θ是物镜的孔径角的一半。 在检查方程，很明显的，分辨率是成正比的照明波长。 人眼响应400和700纳米之间的波长区域，其表示被用于大多数显微镜观察的可见光光谱。 分辨率也取决于成像介质和物镜孔径角的折射率。 物镜旨在图像标本或者与空气或前透镜和试样之间更高的折射率的介质。 视场往往是相当有限的，并且物镜的前透镜元件被放置在靠近与它必须位于光学接触的样品。 当浸油代替空气作为成像介质获得由大约1.5倍于分辨率A的增益。

在确定物镜的分辨率的最后，但也许最重要的是，因素是孔径角，其具有约72度的实用上限（具有0.95的正弦值）。 当与折射率相结合，该产品：

被称为数值孔径（简称NA），并且提供了分辨率为任何特定的物镜的一个方便的指示器。 数值孔径通常是最重要的设计标准（比光学校正等）选择一个显微镜物镜时要考虑的。 值的范围从0.1非常低倍率的物镜（1倍至4倍），以高达1.6利用专门的浸泡油高性能的物镜。 作为数值孔径值增加了一系列的相同的放大倍率的物镜，我们通常观察更大的聚光能力和分辨率增加。 该显微镜应慎重选择物镜放大倍率，这样一来，在佳情况下，这只是解决细节应充分扩大与舒适的观看，但不能向空的放大倍率妨碍精标本细节的观察点。

只是作为照明的在显微镜的亮度是由聚光镜的工作数值孔径的平方管辖，由物镜产生的图像的亮度是由它的数值孔径的平方确定。 此外，物镜放大倍数也起着决定图像的亮度，这是成反比的横向放大率的平方的作用。 当与传输照明用的数值孔径/放大比的平方表示物镜的聚光能力。 由于高数值孔径的物镜往往是更好的了像差校正，他们还收集更多的光线，并产生更明亮，更校正的图像的高度解决。 应当注意的是，图像的亮度急剧减小作为放大率增大。 在光平是一个限制因素的情况下，选择具有高数值孔径的物镜，但具有能够产生足够的分辨率的低倍率。

便宜的（和最常见的）物镜，在大多数实验室显微镜的使用，是消色差物镜。 ，其被带入一个单一的共同焦点;这些物镜在两个波长（约486和656毫微米，分别蓝色和红色），校正轴向色差。 此外，消色差物镜是在颜色为绿色球面像差校正（546纳米;见表1）。 的消色差物镜有限的修正可能导致重大的工件时，进行检查，并与色彩显微镜和显微摄影成像标本。 如果焦点在光谱的绿色区域选择，图像将具有红品红卤代（通常称为残留色 ）。 消色差物镜产生了好的结果通过一个绿色过滤器光（通常是干扰过滤器 ），并使用时，这些物镜被用于显微摄影黑白胶片。 缺乏校正场（或平整的场曲 ），进一步阻碍了消色差物镜。 在过去的几年中，大多数厂商已经开始提供的消色差物镜平场改正，并给予这些修正物镜平场复消色差的名称。

校正和成本的下一个更好别的物镜称为萤石 或半复消色差（图2中由中心的物镜所示），命名为萤石矿产，它最初是在其结构中使用发现。 图2描绘的物镜的三大类：与校正量最少的消色差透镜，如上所述; 具有附加的球面校正的萤石（或半复消色差）; 并且，可用的高度校正的物镜的复消色差。 定位在最左边的图2中的物镜是10倍的消色差，它包含两个内部透镜双峰和前透镜元件。 在图2中的中央示出为具有几个透镜组包括两个双峰和三峰，除了半球形前透镜和次级弯月形透镜10倍的萤石的物镜。 在图2中的右边是一个10倍的复消色差透镜的物镜还包含多个透镜组和单元素。 尽管在结构上萤石物镜相似时，透镜具有不同的曲率和厚度，以及被安排在一个配置中是的复消色差透镜的物镜。

物镜校正的光学像差

表格1

在物镜的组装，镜头首先从战略隔开并搭接就位细胞的坐骑，然后打包成内部安装在物镜内桶中央套筒缸。个别透镜落座黄铜肩与在一个精确车床夹头透镜纺丝装入，随后用金属的薄轮缘用于锁定透镜（或透镜组）到位抛光。 球面像差是通过选择佳的一组间隔件的下两个透镜支架（半球形和弯月透镜）之间，以适应校正。 我们的物镜是通过作出向上或向下平移与锁螺母，使装在多个消防水枪的物镜可以在不失去焦点互换套筒内的整个镜头群齐焦。 调整为昏迷与可以优化内部透镜组的位置相对于所述物镜的光轴三个定螺钉来完成的。

萤石物镜是从包含的材料，如萤石或更新的合成替代品先进的玻璃配方生产。 这些新制剂允许大大改善的光学像差的校正。 类似消色差透镜，萤石物镜也色校正的红色和蓝色的光。 此外，萤石也球面校正两种或三种颜色，而不是一个单一的颜色，因为是消色差透镜。 萤石物镜的优良的校正相比消色差透镜使这些物镜与一个更高制成的数值孔径 ，从而产生明亮的图像。 萤石的物镜也比消色差透镜更好的解析力和提供更高程度的对比度，使它们比消色差透镜在白光彩色摄影更适合。

校正（和费用）的高水平， 复消色差物镜被发现，在图2和图3所示复消色差代表高度校正的显微镜镜头目前已经上市，并且他们的高价格反映了精巧的设计，并在其制造需要仔细组装。 在图3中，我们比较了一系列的复消色差的物镜范围从10倍放大倍率到100倍的透镜元件。 较低倍率复消色差透镜的物镜（10倍和20倍）有较长的工作距离和总的物镜长度比更高的倍率（40倍和100倍）复消色差透镜的物镜短。 传统上，复消色差被色校正三种颜色（红，绿，蓝），几乎消除色差，以及用于两个或三个波长（见表1）的球形校正。 复消色差的物镜是在白光彩色摄影的佳选择。 因为它们的高电平校正的，复消色差透镜的物镜通常有，对于一个给定的放大率，更高的数值孔径比做消色差透镜或萤石。 许多较新的高性能的萤石和复消色差透镜的物镜校正四（深蓝，蓝色，绿色和红色）或更多种颜色和四色球面。

所有这三种类型的物镜从弯曲，而不是平显像场弯曲和项目图像，与更高的放大倍率增加严重性工件受到影响。 为了克服曲面透镜表面所产生的这种固有的条件下，光学设计产生了平场校正的物镜，这产生了在整个视场共同关注的焦点图像。 有平场校正和低失真的物镜被称为平场消色差，平场萤石或平场复消色差透镜，取决于其残余像差的程度。 这样的修正，虽然价格不菲，是数字成像和常规显微摄影非常有价值。

未校正的场曲是发生在萤石（半复消色差透镜）和复消色差透镜物镜的最严重的光学象差，它被容忍作为多年不可避免的工件。 在日常使用中，视场就必须到中心，并捕获所有样品的细节边缘之间不断重新聚焦。 为物镜引进平场（图）修正完善自己的显微摄影和视频显微镜的使用，今天这些修正都是在这两个一般用途和高性能的物镜标准。 校正场曲增加，如图4所示用一个简单的消色差相当数量的透镜元件到物镜。 关于图4中的左侧的未校正的消色差透镜包含两个透镜双峰 ，除了简单的薄透镜前元件。 与此相反，在图4右侧的校正平场消色差透镜包含三个透镜双峰，中央透镜三重峰组，以及位于半球形前透镜后面的弯月形透镜。 平场校正，在这种情况下，导致了除了捆绑成更复杂的透镜分组，这极大地提高了物镜的光学复杂六个透镜元件。在平场校正镜片的显著上升也会发生萤石复消色差透镜的物镜，往往造成镜片（见图1）内部物镜套筒内的一个非常紧密的配合。 在一般情况下，场曲校正平场物镜牺牲相当大的自由工作距离，许多高倍率的版本具有凹入前透镜，其可以是非常困难的清洁和维护。

较早的物镜通常具有较低的数值孔径，并受到失常称为倍率色差 ，需要通过使用特殊设计的校正补偿目镜或目镜。 这种类型的校正是固定管长度显微镜统治时期盛行，但并非必须有现代化的无限远校正物镜和显微镜。 近年来，现代显微镜物镜有其用于放大或者内置于物镜本身（的色差校正奥林巴斯或在管透镜（ 莱卡和蔡司 ）校正和尼康 ）。

在无限远校正系统的中间图像出现在基准焦距 （前身，光管长度）在光路管镜头后面。 此长度变化毫米160和250之间，这取决于由生产商征收的设计约束。 一个无限远校正物镜的倍率被由物镜的焦距除以基准焦距计算。

在大多数生物和岩相的应用中，盖玻璃被用在安装试样，既保护了检体的完整性，并观察提供清晰的窗口。玻璃盖的作用是会聚从在试样各点始发的光锥，还引入了必须通过物镜来校正色差和球面像差（和对比结果损失）。 到光线被会聚的程度由折射率，色散，和盖玻片的厚度来确定。 虽然折射率应该是分批的玻璃罩内相对恒定，厚度可0.13和0.22毫米之间变化。 另一个问题是出在潮湿或厚厚的安装准备样品和盖玻片之间的水溶剂或多余的安装介质。 例如，在生理盐水中，其折射率不同于盖玻片显著不同，物镜必须集中通过的水只有几微米厚的层，导致显著畸变和点扩展函数的偏差即不再对称上述和焦平面的下方。 这些因素增加的折射率和盖玻片厚度的有效变化和非常困难的显微镜来控制。

物镜的前透镜和标本盖玻片之间的成像介质也相对于校正在物镜透镜元件的设计的球面像差和彗差非常重要。 低倍率的物镜具有相对低的数值孔径，并且设计用于干只有空气作为物镜前透镜和盖玻璃之间的成像介质。 与空气可获得的大理论数值孔径为1.0，但在实践中，实际上不可能生产出干物镜与0.95以上的数值孔径。 盖玻璃厚度变化的影响是忽略不计的用于具有数值孔径小于0.4干的物镜，但是，这种偏差在数值孔径变为显著超过0.65，其中波动小到0.01毫米可以引入球面象差。 这对大倍率复消色差，必须以空气使用非常短的工作距离和包含球差的校正倾向于使其难以得到清晰的图像的问题。

为了解决这个问题，许多高性能复消色差透镜干物镜配有校正套环 ，其允许调整通过校正在护罩玻璃的厚度变化来校正球面像差（见图5）。 球面像差的光学矫正是由旋转轴环，这将导致两个物镜中的透镜元件组的移动或更靠近或更远制备。 左侧图5中已调整通过使可调透镜元件非常接近0.20毫米的玻璃盖厚度的校正衣领的物镜。 与此相反，在图5右侧的物镜具有由一个相当大的距离分隔开，以补偿非常薄盖玻璃（0.13 MM）可调透镜元件。 大多数的设计为直立的透射光镜矫正项圈物镜有0.10 0.23毫米之间盖玻片厚度变化的调整范围。许多设计用于观察组织培养标本用倒置显微镜专门相衬物镜具有0至2毫米的更广阔的补偿范围。 这允许通过大多数培养容器，它经常在这个尺寸范围内戏剧性厚度波动的底部观看的标本。 揭露的标本，如血涂片，也可以与校正衣领物镜观察时的调整设定为0到占该缺少的盖玻璃。

缺乏校正领高数值孔径干物镜常常产生劣于较低数值孔径物镜，其中盖玻璃厚度小于关注的图像。 出于这个原因，它通常是谨慎选择较低的倍率（与数值孔径）物镜，以获得不受玻璃盖波动引入所附工件优良的对比度。 作为一个例子，具有0.65的数值孔径的40倍的物镜可能是能够以比60X-0.85数值孔径物镜清晰对比度和清晰度，以产生更好的图像，即使高倍率物镜的分辨能力在理论上是更大的。

对于盖玻片的标准厚度为0.17毫米，它被为一个数1.5护罩玻璃。 不幸的是，并非所有的1.5盖玻片的制造，这种紧密公差（它们的范围从0.16至0.19毫米），有许多样本让他们和玻璃盖之间的媒体。 补偿盖玻璃厚度可通过调节显微镜的机械管长度来实现，或者（如先前讨论的）通过除了改变物镜筒内关键要素之间的间距专门校正环的利用率。 校正衣领被利用来调整这些细微的差别，以确保佳的物镜表现。 与校正环物镜的合理利用要求的显微镜是经验丰富，并提醒足够重置使用适当的图像标准的衣领。 在大多数情况下，焦点可能移位和校正环的调整过程中的图像可能漂移。 使用下面列出的步骤作出一个物镜的修正领小的增量调整，同时观察标本图像中的变化。

• 这样的物镜每桶指示标记刻领外壳上0.17毫米刻度标记重合校正衣领的位置。

• 在舞台上放置一个标本聚焦显微镜上的一个小样本的特征。

• 旋转校正衣领非常轻微和重新聚焦的物镜，以确定该图像具有改善或退化。 由于大多数标本准备从玻璃盖遭受/媒体三明治太厚的事实，试图通过较大的补偿值（0.18-0.23）先启动旋转实验。

• 重复上述步骤，以确定是否图像改善或降低作为校正领子打开在一个方向。

• 如果图像已劣化，遵循相同的步骤并旋转在相反的方向（朝向下的值）的修正衣领找到提供佳分辨率和对比度的位置。

物镜的数值孔径可以显着提高设计的物镜是用液浸介质中使用，例如油，甘油，或水。 通过使用液浸介质具有类似于玻璃盖玻片，图像劣化的，由于护罩玻璃的厚度变化的折射率几乎消除，由此宽倾角的光线不再经历折射和更容易通过物镜掌握。 典型浸没油具有类似于玻璃盖玻片的1.51的折射率和分散。 光线穿过样品遇到盖玻片和浸油之间的均匀介质和当他们进入透镜没有折射，而是只有当他们离开其上表面上。 因此，如果样品被放置在消球差点（在焦点和外地的中心）的一物镜的，通过透镜系统的这一部分成像是完全自由的球面像差。

一个实用的油浸物镜的总体设计包括半球形前透镜元件，接着是正弯月形透镜和一个双峰透镜组。 示于图6是出现在一个典型的复消色差油浸物镜的前两个透镜元件的等光程折射。 试样夹在显微镜载玻片和盖玻璃在点P，所述半球形透镜元件的等光程点之间。 在半球形透镜的后侧折射的光线似乎从点P（1），这也是曲率为弯月形透镜的一表面的中心进行。 折射光线进入凹凸透镜沿着其一表面的半径，并在该表面经历无折射。 在弯液面镜片的后表面上，光线被aplanatically折射，因此它们出现从点P（2）发散。 在后续的透镜组在物镜表面上的光线的折射完成的从点P始发，从而形成中间图像的光线会聚。

适当设计的油浸物镜透镜也是正确对于由前两个透镜元件引入色差的缺陷，同时引入球面像差的最小量。 该光锥中的球面像差的控制进入一透镜元件助剂之前部分地会聚的事实。 应当注意的是，采用一种油浸物镜而不盖玻片并在缺陷图像一透镜元件结果之间的应用的油。 这是由于发生在该前透镜，它引入了不能由物镜中的后续透镜组件来校正球面像差的表面折射。

如果使用了错误的浸没流体的浸油物镜的优点严重损害。 显微镜制造商生产的物镜与严格的公差折射率和色散，这需要在放置玻璃盖和物镜镜头前端之间的液体匹配值。 好是采用只由物镜制造商规定的油，并且不制造商之间的混合浸泡油，以避免不愉快的工件，如结晶或相分离。

使用水和/或甘油作为成像介质的物镜，也可用于在培养的活细胞或浸渍于生理盐水溶液的组织切片的应用程序。 平场复消色差透镜水浸泡的镜头都配备了矫正项圈和数值孔径可达1.2，比油浸同行略显不足。 这些物镜使显微镜聚焦通过水介质可达200微米，仍然保留优良的光学矫正。 缺点是，高数值孔径水浸泡镜片往往花费数千美元，当物镜是通过折射的组织或细胞的部分深深聚焦影像仍可降低。

有丰富的刻在物镜桶，因为在我们的部分讨论的信息规范和识别物镜。 简单地说，每一个物镜已经刻有放大倍数（如：10倍，20倍或40倍等）; 管长度其物镜是为了给它好的图像（通常为160毫米或希腊的无穷大符号）; 和护罩玻璃的保护样本的厚度，这是假定具有在校正球面像差（通常0.17毫米）由设计为恒定值。 如果物镜是设计与它和标本之间一滴油来操作，物镜上会刻OIL或OEL或HI（同质浸泡）。 在后面这些名称不刻在物镜的情况下，物镜是指物镜和试样的低部分之间使用干，用空气。 物镜也总是随身携带的数值孔径（NA）值雕刻。 这可能会从0.04为低功耗的物镜各不相同，以1.3或1.4的高倍率油浸复消色差的物镜。 如果物镜不携带更高的修正标识，可以通常认为它是一个消色差物镜。 更高度校正的物镜有铭文如刻在桶，这是放大的量度复消色差透镜或载脂蛋白，平场，FL，氟等旧版物镜通常具有的焦距（透镜至图像距离）。 在现代显微镜，物镜被设计用于特定的光管长度，所以包括在筒的焦距和放大率变得有些多余。

表2列出了工作距离和数值孔径倍率物镜的四种最常见的类的功能：消色差透镜，平场消色差，平场萤石和平场复消色差透镜。 需要注意的是干的物镜都具有设计用于液浸介质小于1.0和仅物镜数值孔径值具有一个数值孔径超过此值。

物镜放大倍率规格

表2

当制造商的匹配的物镜，例如，不同放大倍率（在表2中列出的物镜的单一子集）的所有消色差物镜，一套安装在鼻形件，它们通常设计成一个图像投射到大致相同的平面中的身体管。 因此，通过旋转物镜转换器改变物镜，通常只需要很少使用微调旋钮重新建立大家关注的焦点。 这样一组的物镜被描述为齐焦，有用的方便和安全的功能。 的物镜匹配集也设计成parcentric，以便在视为一个物镜遗体领域为中心的检体为中心时，喷嘴被转动以使另一个物镜使用。

多年来，专为大多数厂商生物学应用物镜都符合齐焦距离的国际标准。 因此，大多数的物镜具有45.0毫米的齐焦距离和被认为是可互换的。 与迁移到无限远校正管的长度，一组新的设计标准出现来校正在物镜和管透镜的像差。 耦合到用于更大的灵活性的需求增加，以适应越来越大的工作具有较高的数值孔径和视野大小的距离的需要，来自不同制造商的物镜之间互换性消失。 这种转变是由拥有“无铬”的物镜，管镜头和目镜现代尼康CFI-60光学系统例证。 在CFI60系统中的每个组件不用于实现校正另一个的存在单独校正。 管长是使用管透镜设置为无穷大（平行光路），以及齐焦距离已经增加到60毫米。 即使物镜安装螺纹尺寸已经从20.32到25毫米改变以满足的光学系统的新的要求。

在光学显微镜的视场直径由场的视图数目或仅仅视野号 ，它是用毫米表示，并在中间像平面测量的视场的直径来表示。 在对象（检体）面的场直径变成由物镜的倍率除以场号。 虽然场数往往是由目镜（目镜）视场光阑的放大率和直径的限制，显然也由物镜的设计所施加的限制。 在早期的显微镜物镜，大可用场直径被限制在约18毫米（或对于高倍率目镜相当少），但现代plan复消色差和其他专门平场物镜往往有一个可用场的范围可以毫米22和28之间或更多的时候用大视野目镜相结合。 不幸的是，大有用视野数通常不刻在物镜镜筒，也不常用的显微镜目录列出。

轴向范围，通过它，一个物镜可以聚焦而不在图像清晰度任何明显的变化，被称为场的物镜深度 。 这个值根本变化从低到高数值孔径物镜，通常随着数值孔径降低（见表3和图7）。 在高数值孔径，场的深度由波光学主要决定的，而在较低的数值孔径，在几何光学“混乱的圆”支配。 场的总深度由波和现场作为几何光学深度的总和给出：

其中λ是照射波长，n是所述成像介质的折射率，NA是物镜的数值孔径，M为物镜横向放大率，和e是可以由被放置在一个检测器来解决的最小距离物镜的图像平面。 注意，视野的衍射限制的深度（在方程的右手侧的一项）与数值孔径的平方成反比收缩，而分辨率的横向界限与数值孔径的一倍率减小。 其结果是，轴向分辨率和光学切片的厚度是由系统数值孔径多比显微镜的横向分辨率的影响（见表3）。

视场和图像深度的深度

表3

玻璃盖的最近表面和物镜的前透镜之间的间隙距离被称为工作距离 。 在检体被设计没有盖玻璃将被成像的情况下，工作距离在试样的实际表面测量。 通常，工作距离在一系列匹配物镜为倍率及数值孔径的增加而降低（见表2）。 意欲查看试样用空气作为成像介质应具有工作距离，只要可能，物镜条件是数值孔径的要求得到满足。 浸没物镜，另一方面，应具备较浅的工作距离，以容纳前透镜和检体之间的浸没液体。 设计有密切的工作距离的许多物镜具有一个弹簧加载的缩回止动件 ，其允许前透镜组件由推入物镜物体和扭曲以将其锁定到位缩回。 当物镜在鼻形件转动，所以它不会跨越清洁载玻片表面拖动浸油这样的附件是方便的。 扭转在相反的方向的后退止挡件释放使用的透镜组件。 在一些应用中（见下文），长自由工作距离是不可缺少的，和特殊的物镜设计用于尽管参与实现大的数值孔径和光学校正的必要程度的困难这样使用。

一种在物镜设计的最显著进展的过程中是近年来在抗反射涂层的技术，这有助于减少当光穿过透镜系统中发生的不希望的反射的改善。 每个未涂覆空气 - 玻璃界面能反映入射光束垂直于表面的百分之四，五间，导致在垂直入射的95-96％的透射率值。 具有合适的折射率的四分之一波长厚抗反射涂层的应用可以用三个此值下降到百分之四。 作为物镜变得更加复杂以不断增加数目透镜元件，以消除内部反射的需求相应地增加。 具有高度校正的一些现代物镜可以含有具有许多空气 - 玻璃界面多达15透镜元件。 如果镜片镀膜，单独轴向光线的反射损失会下降率值50％左右。 单层透镜涂层一旦用于减少眩光和提高传输现在已经被产生透射数值超过在可见光谱范围内99.9％的多层涂层所取代。

在图8所示是光波反射和/或透过涂敷有两个反射防止层的透镜元件的示意图。 入射波以一定角度撞击所述一层（图3中A层 ），导致光的一部分被反射（R（○））和部分正在通过一层传输。 在遇到第二防反射层（ 层B）的光的另一部分被反射以相同的角度，并与从一层的反射光发生干涉。 一些剩余的光波继续到玻璃表面在那里再次都反射和透射。 光从玻璃表面会干扰（既建设性和破坏性）与光从防反射层反射的反射。抗反射层的折射率从该玻璃和周围介质（空气）的不同而不同。 作为光波穿过抗反射层和玻璃表面，大部分光（取决于入射角，通常是垂直于光学显微镜的透镜）通过玻璃最终发送和聚焦以形成图像。

氟化镁是在薄层的光学增透膜使用的许多材料之一，但大多数显微镜制造商现在生产自己的专利配方。 一般结果是对比度和可见波长的透射与躺在传输频带外谐波相关的频率并发破坏性干扰的显着改善。 这些专门的涂层可以通过操作不当很容易损坏，而且显微镜应该意识到这个漏洞。 多层防反射涂层具有略微呈绿色，而不是单层涂层的略带紫色的色调，可以采用涂层来区分的观察。 内部透镜用于抗反射涂层的表面层往往比相应旨在保护外部透镜表面涂层更加柔软。 应十分注意清洁已涂覆有薄膜是光学表面时，尤其是如果在显微镜已经被拆卸和内部透镜元件受到作出。

透镜系统的焦距定义为从透镜中心到平行光线聚焦在光轴上的点的距离（通常称为主焦点 ）。 垂直于主焦点的假想平面称为透镜系统的焦平面 。 每一个镜头都有光两个主要的焦点在进入每边，一个在前面，一个在后面。 按照惯例，物镜焦平面即更靠近前透镜元件被称为前焦面和位于物镜后方焦平面被称为后侧焦点面 。后侧焦点面的实际位置与物镜结构而异，但通常是位于为高倍率的物镜的物镜筒内某处。 较低的放大倍率的物镜通常具有后侧焦点面是外观到桶，位于螺纹区或显微镜物镜转换器内。

作为光线通过物镜的，它们是由物镜的后孔或出射光瞳的限制。 该孔的直径为12毫米的低倍率物镜之间变化下降到约5毫米的高倍率复消色差的物镜。 孔径大小为依赖于物镜充当两者的成像系统和聚光镜，其中，出射光瞳也变的入射光瞳的外部照明系统中是非常关键的。 光源的图像必须完全填充物镜后孔产生甚至整个视场照明。 如果光源图像比孔径小，视场将光照不均体验暗角。 另一方面，如果光源图像是比后孔径较大，一些光不会进入物镜和照明的强度减小。

总之，高品质的显微镜物镜的发展是由阿贝，谁一个与卡尔蔡司和奥托·肖特合作，19世纪80年代后期开发的复消色差物镜和补偿目镜迎来。 当汉斯Boegehold（蔡司）建造在30年代末期的一个平场消色差透镜和复消色差透镜平场物镜发生在物镜设计的下一个重大进步。 最近，“无铬”（CF）由善治Wahimoto（尼康）和霍斯特Riesenberg（蔡司）光学的发展，导致了显微镜的物镜设计的新革命。

今天正在生产的许多显微镜物镜提供非常低的程度的像差和其它缺陷，提供适当的物镜是选择并正确使用。然而，显微镜需要知道该物镜没有制成为从各个角度看完美的，但被设计根据预期的用途，以满足一组特定的规格，在物理尺寸，和价格范围的限制。 因此，物镜是有不同程度的校正为色差和球面像差，场大小和平整度，传输波长，免于荧光，双折射率，和其他因素促成的背景噪声进行。 此外，它们的设计在一定切的条件下，如与特定管长度和管透镜，类型和浸渍介质和盖玻片，波长范围，视野大小，眼类型和特殊聚光镜的厚度使用。 光学显微镜的最终物镜是提供一种有效的放大倍数，允许非常详细待观察分钟标本，从而暴露否则将保持看不见不可见对象的一个隐藏的世界。