光學顯微鏡是利用光學原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細結構信息的光學儀器。光學顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成，是人類進入原子時代的標志。

光學顯微鏡的光學原理

　　折射和折射率：

　　光線在均勻的各向同性介質中，兩點之間以直線傳播，當通過不同密度介質的透明物體時，則發(fā)生折射現(xiàn)象，這是由于光在不同介質的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時，光線在其介面改變了方向，并和法線構成折射角。

　　透鏡的性能：

　　透鏡是組成光學顯微鏡光學系統(tǒng)的Z基本的光學元件，物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。

　　當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點，這個點稱“焦點”，通過交點并垂直光軸的平面，稱“焦平面”。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱“物方焦點”，該處的焦平面，稱“物方焦平面”;反之，在象方空間的焦點，稱“象方焦點”，該處的焦平面，稱“象方焦平面”。

光學顯微鏡的成像原理

　　光學顯微鏡和放大鏡起著同樣的作用，就是把近處的微小物體成一放大的像，以供人眼觀察。只是光學顯微鏡比放大鏡可以具有更高的放大率而已。

　　下圖是物體被光學顯微鏡成像的原理圖。圖中把物鏡和目鏡均以單塊透鏡表示。物體AB位于物鏡前方，離開物鏡的距離大于物鏡的焦距，但小于兩倍物鏡焦距。所以，它經(jīng)物鏡以后，必然形成一個倒立的放大的實像A1B1。A1B1位于目鏡的物方焦點F2或者在很靠近F2的位置上。再經(jīng)目鏡放大為虛像A2B2后供眼睛觀察。虛像A2B2的位置取A1B1之間的距離，可以在無限遠處(當A1B1位于F2上時)，也可以在觀察者的明視距離處(當A1B1在圖中焦點F2之右邊時)。

　　光學顯微鏡目鏡的作用與放大鏡一樣。所不同的只是眼睛通過目鏡所看到的不是物體本身，而是物體被物鏡所成的已經(jīng)放大了一次的像。光學顯微鏡的重要光學技術參數(shù)在鏡檢時，人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象，這就需要光學顯微鏡的各項光學技術參數(shù)達到一定的標準，并且要求在使用時，必須根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)各參數(shù)的關系。只有這樣，才能充分發(fā)揮光學顯微鏡應有的性能，得到滿意的鏡檢效果。

光學顯微鏡成像影響因素

　　由于客觀條件，任何光學顯微鏡都不能生成理論上理想的像，各種相差的存在影響了成像質量。

　　1、色差

　　色差是光學顯微鏡成像的一個嚴重缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種組成，各種光的波長不同，所以在通過透鏡時的折射率也不同，這樣物方一個點，在像方則可能形成一個色斑。

　　色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置觀察，都帶有色斑或暈環(huán)，使像模糊不清。而放大率色差使像帶有彩色邊緣。

　　2、球差

　　球差是軸上點的單色相差，是由于透鏡的球形表面造成的。球差造成的結果是，一個點成像后，不在是個亮點，而是一個中間亮、邊緣逐漸模糊的亮斑。從而影響光學顯微鏡成像質量。

　　球差的矯正常利用透鏡組合來消除，由于凸、凹透鏡的球差是相反的，可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來給予消除。舊型號光學顯微鏡，物鏡的球差沒有完全矯正，應與相應的補償目鏡配合，才能達到糾正效果。一般新型光學顯微鏡的球差完全由物鏡消除。

　　3、慧差

　　慧差屬軸外點的單色相差。軸外物點以大孔徑光束成像時，發(fā)出的光束通過透鏡后，不再相交一點，則光點的像便會得到逗點狀，型如慧星，故稱“慧差”。

　　4、像散

　　像散也是影響清晰度的軸外點單色相差。當視場很大時，邊緣上的物點離光軸遠，光束傾斜大，經(jīng)透鏡后則引起像散。像散使原來的物點在成像后變成兩個分離并且相互垂直的短線，在理想像平面上綜合后，形成一個橢圓形的斑點。像散是通過復雜的透鏡組合來消除。

　　5、場曲

　　場曲又稱“像場彎曲”。當透鏡存在場曲時，整個光束的交點不與理想像點重合，雖然在每個特定點都能得到清晰的像點，但整個像平面則是一個曲面。這樣在鏡檢時不能同時看清整個相面，給觀察和照相造成困難。因此研究用光學顯微鏡的物鏡一般都是平場物鏡，這種物鏡已經(jīng)矯正了場曲。

　　6、畸變

　　前面所說各種相差除場曲外，都影響像的清晰度?；兪橇硪环N性質的相差，光束的同心性不受到破壞。因此，不影響像的清晰度，但使像與原物體比，在形狀上造成失真。