术语表 - 常用术语与缩略词

术语表

常用术语与缩略词

显微镜技术与成像技术术语表

  • A

    像差(Aberration)
    通过成像光学元件形成的实际像与理想像的几何偏差。

    吸光度(Absorbance)
    透光率(T)倒数的常用对数(以10为底的对数),即A = log10 (1/T) = - log10 T

    吸收光带(Absorption Band)
    在吸收光谱中,吸光度达到最大的区域。

    ACE
    自动组件提取(Automatic Component Extraction)
    用于Lambda序列中单一染料光谱的统计程序。

    精确度(Accuracy)
    最小变化的测量与稳定性息息相关,其主要受限于电子元件中产生的噪声,因为大多数的光谱仪都可以保证光路的稳定。对于所有的参数来说,重要的是这些数值是如何被测量的。例如,对于MMS提供的数据,可以设定10ms的积分时间并且标准偏差 Dd可以通过20次的记录结果来计算。 这就提供了一种方法来测量精确度Symbol; font-size:11.5pt; mso-bidi-font-family:Dl,使用这种方法,强度值可以被确定下来。

    Dl = I噪声 = Dd

    ADC
    模拟-数字转换器 (Analog-to-Digital Converter)

    分析型波长(Analytical Wavelength)
    为了检测样品的组成成份而进行吸光度测量时采用的波长。

    AOM
    声光调制器(Acousto Optical Modulator)

    AOTF
    声光可调滤光器(Acousto Optical Tunable Filter )
    声波可使其产生衍射光栅。通过声光可调滤光器可以快速的调谐激发激光的强度。

    APD
    雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode)
    允许单个光子被记录的高灵敏度探测器。

  • B

    本底(Background)
    除了要进行分析的物质,还有其它明显吸光的物质。

    基线(Baseline)
    为了确定一个代表已知波长光投射到样品上的辐射能量函数的参考点,而绘制在吸收光谱上的曲线。

    比尔定律(Beer’s Law) 
    包含吸光组份的均匀介质的吸光率和吸光组分的浓度成正比。

    闪耀光栅(Blaze grating)
    较长轮廓边缘的槽面或者倾斜角度(叫做掠射角或闪耀角)通常由波长 l 决定,在凹槽数量 G 给定的情况下,第一级衍射效率应达到最大。另外,闪耀角的正弦= 0.5 l G。

    闪耀波长(Blaze wavelength)
    单色光可以被光栅进行多级衍射。经过固定级数光栅分光的光强测量值称作它的效率。因为许多原因,光栅对于所有波长的光来说效率不尽相同。

    效率可以通过凹槽的形成与深度的改变来优化。通过凹槽的形成而进行的效率优化被称为“闪耀”。“闪耀波长"就是可以使光栅达到其最大效率的波长。

     

  • C

    C-DIC
    蔡司创新的高对比技术-圆偏光 DIC 技术。作为材料显微镜技术的应用趋势,它可以解决一系列熟知的成像问题。借助创新的 C-DIC 技术,现今已能够在全部方向上观察到以往仅在特定方向上可见的样本结构– 无论它们处于何种方位且无需旋转样品载物台。只需简单调节 DIC 滑块上的旋钮,即可实现所有样品结构的高对比度成像。所有样品信息清晰可见且对比度更高– 从而让您的工作流程更高效。

    CFP
    青色荧光蛋白(Cyan Fluorescent Protein)
    一种能够被蓝色光谱范围内的光或荧光激发的蛋白质。通过GFP 的实验演变而来。

    更换弧光灯(Changing Arc Lamps)
    汞灯与氙灯在高真空及高温下工作,工作时强烈建议采取以下安全措施:佩戴护目镜。关闭设备后,在灯箱完全冷却前(通常为 20 分钟)切勿再次接通电源。在接触灯泡时,请配戴无尘手套或使用镜头纸。拆卸灯泡前需让灯箱完全冷却。拔出电源。

    CIE
    法国国际照明委员会的缩写。

    光学元件清洁(建议)(Cleaning of Optical Components)
    通常情况下使用柔软的清洁工具清洁光学器件表面(前透镜、目镜后透镜和聚光镜前透镜)。如镜头纸或白色亚麻布(两者均不含有绒毛)。此外,还可使用医用棉签。使用蒸馏水微微湿润会有助于清洁。清洁时作圆周运动擦拭,从中心开始并向边缘移动。使用从相机店购买的气吹吹去绒毛或灰尘,有时需使用医用石油醚去除顽固污渍。这类试剂的优点在于易挥发,因此不会渗入缝隙或连接处,并且试剂的短时反应不会损坏镀膜。显微镜不使用时,套上防尘罩以防止灰尘进入。如出现严重脏污的情况,请联系蔡司技术服务部门。

    物体颜色(Color)
    物体的外观取决于入射光的光谱成份、物体的光谱反射率或透射率及观察者对光谱的敏感程度。

    浓度(Concentration)
    单位体积里所含物质的量。

    共聚焦显微镜(Confocal Microscopy)
    与"普通"显微镜不同,共聚焦显微镜以最小的光斑照亮样品,对样品进行扫描来实现共聚焦成像。光斑的图像直接通过针孔到达中间图像层,因此,仅仅只有从焦平面发出的光能够到达探测器(光电倍增管)。而所有其他非焦面光均被阻挡,从而形成"光学切片"。图像以电子格式保存并显示在显示器上。通过电动马达沿 z 轴移动微小的距离来逐一采集光学切片, z 轴序列图像可以通过图像软件实现三维结构的重构。这一受入射光技术限制的流程彻底改变了荧光显微镜技术,尤其是在生物学领域。
    共聚焦扫描模块在目镜中的成像,是使用了色彩转换光学系统对样品反射信号的高度进行了色彩编码。这一过程可以实现对晶圆上微小缺陷和瑕疵的快速可靠检测。

    镀膜(Coatings)
    采用何种用于光栅基底的镀膜取决于所选光谱范围。在红外光范围内,蔡司提供的所有镀膜均具有超过 98% 的反射率。针对 λ = 600 nm 的较短波长范围主要使用铝镀膜,特殊情况下还可采用银镀膜。一般而言,会在银镀膜上覆盖 MgF2 或 Si02 保护层。根据需要,我们还可以为您提供特殊镀膜。

     

  • D

    景深(Depth of field)
    景深(单位:mm)是指仍能使物体清晰成像的焦平面的上下区域。

    导数吸收(Derivative Absorption)
    按照波长或任一波长函数绘制吸光度或吸光度函数的变化率。

    确定半宽(Determining the half-width)
    抛物线拟合也可提供半宽的定性数据。为此仅须将 Imax/2 带入抛物线方程。抛物线拟合半宽与高斯拟合半宽之间仅存有微小差异(见下文)。
    AS 显示的半宽也取决于一条直线相对于各像素的位置。我们的规格中已考虑了最差值情况。与高斯或洛仑兹曲线的拟合度越高,则拟合越复杂,这类曲线能更好地反映实际光谱分布。拟合的优势在于,半宽计算不再取决于其相对于像素的位置。

    DlFWHM = 2[(b/2a)2 - (c - Imax)/a]1/2

    DIC
    微分干涉相差(Differential Interference Contrast)(Normarski)
    此光学对比技术可用于对样品进行光学切割及高度差检查。

    衍射效率(Diffraction efficiency)
    特定波长某一级衍射光能量与入射光总能量之比。

    衍射级(Diffraction order)
    依照光栅方程 l = g/m (sin a + sin b),其中 g 代表光栅常数,a 为入射角;b 代表衍射角,m 为衍射级,波长 m*l
    (m = 0; +/-1; +/-2) 落在同一方向 b 上。

    色散(Dispersion)
    该术语 Dl / Pixel (= DlPixel) 与光谱分辨率无关;它是二极管阵列光谱仪的线性色散。像素色散与光谱分辨率通过入射狭缝宽度和光谱仪成像属性相互关联。如果入射狭缝在约 3 个像素上成像,则三倍像素色散约对应DlRayleigh
    Dl Rayleigh ? 3 x DlPixel

    DSP
    数字信号处理器(Digital Signal Processor)
    控制所有激光扫描显微镜程序。

    双板导轨(Dual Plate Guidance)
    超稳定和精准聚焦

    所有 Axioplan 2 显微镜均装配有全新设计的双板导轨(获得专利)系统。该设计大大提高了聚焦机制的短时和长效稳定性(长时间荧光摄影,或时间序列视频录制)。板 (1) 和 (3) 相连且能在固定中间板 (2) 的四个交叉滚轴上上下移动,从而为沿 x、y 和 z 轴的移动提供稳定性。而传统聚焦机制仅使用一块安装有双滚轴的固定板。这种新设计不易受热机械应力和不稳定性的影响。

    Lambda = 白光的平均波长 = 0.00055 mm(绿色)
    NA = 物镜数值孔径
    Mtotal = 显微镜的总放大倍率

    动态范围和强度变化(Dynamic range and intensity changes)
    动态响应被定义为饱和值 lsat 与噪声 Inoise ? Dd 比,即对应于信噪比 S/N。(通过暗电流减少可用范围。)Dd 不仅取决于探测器,而且与能够分解测量信号的最小数字化步宽有关。
    动态范围 = S/N = Isat / Inoise
    链中最薄弱的环节决定了可达到的信噪比。例如,当使用一个 14 位转换器时,它对应 16384 步进量或增量,且 Dd 的噪声 = 1 个计数,即一个能真正被分成 16384 增量的信号(全尺寸显示)。因此,最小的可测量变化为饱和信号的 1/16384。4 个计数噪声时,也会存在 4 个计数的不确定性,例如:最终仅能测量饱和信号的 4/16384 变化或将信号划分为 4096 个增量。
    需要注意的是,如果 PDA(光电二极管阵列)接近饱和极限,则可以得到一个宽动态范围。
    最终目标是获得高光强度 - 此时,光谱仪模块的高灵敏度发挥了关键作用。

    动态范围 = ADC 范围 / Dd

  • E

    小阶梯光栅(Echelette grating)
    配有三角槽型和大光栅常量的反射光栅,常应用于梯栅摄影仪。
    光栅具有锯齿状槽型。长边倾斜角多数由波长决定。在此角度下,如果槽数G给定,第一级衍射的衍射效率在各级衍射中应获得最大。

    教学用显微镜(Educational Microscope)
    教学用显微镜常用于大学、医学院及学校,可满足多种特定需求。

    效率异常(Efficiency anomaly)
    光栅同时在几个方向上发生衍射的与波长相关的效率曲线的最小值,一束衍射光不会随意传播,而是沿光栅表面传播,这是因为光在能量守衡中逐渐消失。

    效率(Efficiency)
    绝对效率被定义为给定波长的衍射强度与入射强度之比。而相对效率则被定义为特定衍射级衍射强度与使用和光栅相同反射涂层反光镜的反射强度之比。

    光谱效率(Spectral efficiency)
    相对效率随波长和效率极大值的变化而变化,主要由槽型和光束形状来决定。我门区分两个域:标量和电磁。在标量域(λ </= 0.6 g)内,相对光谱效率曲线具有明显的最大值,使用小阶梯光栅通常能超过 80%,使用正弦光栅和层状光栅分别为 33% 和 40%。
    在电磁域(λ </= 0.7 g)内,主要发生在 0 级和第 1 级,不同槽形效率的差异会随着槽深(h >/= 0.3 g)增加而消失。此外,光谱效率曲线会因偏振光与槽的平行和垂直关系而有所不同。在正弦和层状光栅中,也能达到超出 90% 的效率值,尤其是在垂直偏光的情况下。

    放射指纹(Emission Fingerprinting)
    LSM 510 META 中使用的一种在多荧光成像中用于采集、分析和分离发射信号的方法;在宽重叠发射光谱中同样可行。

  • F

    FCS - 荧光相关光谱(Fluorescence Correlation Spectroscopy)
    利用分子不同的扩散速度对其进行区分的一种统计评估方法。

    毫微微升(Femtoliter)
    10-15 升(例如:1 升的一千万分之一)

    视场数(Field of view number)
    视场数是指可见中间图像的直径,以毫米为单位。因此,通过光阑限制目镜内的中间图像非常重要。此外,光束需要穿过整个显微镜的光路。Axioplan 2 成像显微镜的视场数被设计为 25,而 Axioskop 2 plus、 Axioskop 40 和 Axiovert 200 显微镜则为 23 mm 视场。 Axiovert 40 与  Axiostar plus 均为 20 mm 视场。 Plan APOCHROMAT、 Plan-NEOFLUAR 和  Epiplan-NEOFLUAR 物镜适用于 25 mm 视场; A-PLAN 与  ACHROPLAN 物镜则适用于 23 mm 视场。
    视场对物体成像范围起到了决定性作用,因此,视野会随着视场数的增加而变大。

    示例:

    • Plan-NEOFLUAR 物镜 40x 和目镜 10x/25:视野 = 0.625 mm 
    • ACHROPLAN 物镜 40x 和目镜 10x/20:视野 = 0.5 mm 
    • Plan-NEOFLUAR 物镜 1.25 和目镜 10/25x:视野 = 20 mm 
    • Plan-NEOFLUAR 物镜 63x 及目镜 10x/20 和显微镜中间放大镜 1.25x:视野 = 0.254 mm 

    FLIP
    光漂白荧光损失(Fluorescence Loss in Photobleaching)

    荧光(Fluorescence)
    分子(荧光染料)吸收高能量发射光后产生的反射光波长比吸收光波长更长(斯托克位移)的现象。在显微技术中,荧光是一项非常重要的技术,因为大多数 荧光染料不会破坏细胞,所以能够用于活体生物的显微观察。此外,它们能与抗体及其他特定分子结合,用于准确地定位、观察及测量细微变化。被检测的材料中也存在自发荧光现象。 

    荧光滤片模块包含激发光滤色片、分光镜和带通滤色片,此外荧光激发还需要高强度照明(通常为超高压汞灯或氙灯)。卓越成像(相对于暗背景的高对比度荧光)的关键因素是使用高数值孔径的物镜,尤其是在弱染色样品内。 物镜孔径翻倍可检测到四倍多的荧光。

    随着 2004 年 10 月蔡司向市场推出三款新品,标志其开始涉足于 荧光领域。 

    焦点曲线(Focal curves)
    在沿色散方向进行理想像点成像时,依照波长绘制成像光栅的焦距

    FRAP
    光漂白后荧光恢复(Fluorescence Recovery After Photobleaching)

    FRET - 荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer)
    供体将能量转移至一个靠近它的受体,使其发射光子。

  • G

    GFP - 绿色荧光蛋白 (Green Fluorescent Protein)
    一种能够被光激发并发射绿色波段荧光的蛋白。它被广泛应用于细胞生物学。

    光栅方程(Grating equation)
    sin a+ sin b= ml G
    a 代表光入射角、b 代表光衍射角、m 代表衍射级、l 代表光波长、G 为槽数。

    槽沟频率(Groove frequency)
    使用槽形来描述光栅槽沟(线)的形状。个别槽沟以g为间隔周期性(即俗称的光栅常数)重复。其倒数值为空间频率,即行频N,通常以行/毫米(L/mm)单位表示。

    沟槽数量(Groove number)
    光栅行数 G 的量纲为 mm-1,它是光栅常数的倒数。

    槽形轮廓(Groove profile)
    栅槽光形的横截面。它可以是对称结构(正弦、三角和矩形)或非对称三角结构。

  • H

    谐波齿轮传动箱(The Harmonic Drive Gear Box)
    极高的减速比性能结合非常精准的移动

    所有配备电动聚焦功能的 Axioplan 2 均安装有谐波齿轮传动箱&系统。图中您可以看到该传动机由三个基本部件组成。波发生器 (1) 的全方位 360? 旋转会引起柔性齿轮 (3) 上两个小齿相对于钢性齿轮 (2) 的位移,这一显著的传动比直接影响驱动调焦的精度。聚焦旋钮转动,则会引起编码器转盘旋转。编码器通过转盘上的刻度线来计算聚焦旋钮的转动量,此信息会被发送至聚焦马达控制器。结合设定好的聚焦灵敏度,该信号被转换成对直流聚焦马达的移动命令,聚焦马达通电后开始移动。聚焦马达轴上连有另一个编码器,它会将马达的实际位置信息传送给聚焦马达控制器。一旦聚焦马达到达目标位置,控制器会切断供电且停止运动。

    这种控制可实现 40 种不同的精度等级,您可从中为特定物镜选择一种聚焦灵敏度。用户也可以对某个物镜自定义调整,从而确保聚焦驱动顺畅精准的移动。一般粗调焦范围为微调焦的五倍,但这一系数也可调整为 1x 至 40x。

    规格参数: 

    精度:最小步进25 nm  
    重复性:100 nm 
    漂移:0 
    逆转齿隙:300 nm 

    全息曝光(Holographic exposure)
    在一个平整或弯曲衬底上沉积的光刻胶层内,获取由两个激光点光源形成的干涉图。平面光栅在平面波干涉的情况下曝光,在平面或球面/非球面波干涉的情况下对其中一些光栅成像。如果干涉波束源于同一个半球,则槽形为正弦;如果它们源于不同半球,则槽形为略微带圆边的锯齿形。曝光后必须进行光刻胶显影。

    全息光栅(Holographic grating)
    通过记录光刻胶层内的干涉图来形成主光栅槽沟

  • I

    ICS 光学器件(ICS Optics) 
    拥有卓越图像品质的物镜是蔡司"显微镜"的主要部件。

    成像光栅(Imaging grating)
    衍射结构被放置在衬底的凸面(正半径凸面光栅)或凹面(负半径凹面光栅)上

    成像特性(Imaging properties)
    使用光栅的Point resp. silt成像,可以将像散和彗差降到最小。

    红外光谱(Infrared Spectrum)
    指从约 0.78 至 300?m 的电磁频谱范围。

    离子刻蚀(Ion etching)
    一种增加全息光刻胶光栅的闪耀角的方法,将沟槽移入衬底材料内并利用抗蚀剂的不同蚀刻率来实现这一目的。因为光栅的光谱分布,其效率向波长更长的范围移动。离子刻蚀是一种将正弦槽型转换成矩形槽型的方法。

    强度分辨率(lntensity resolution)
    测量强度时,我们需要关注以下指标。
    相对:
    - 可检测到的最小变化
    - 信号稳定性
    - 检测或动态范围
    -  线性度
    绝对:
    - 可检测到的最低光量或灵敏度。

  • L

    光谱扫描(Lambda Stack)
    包含有 x 轴、y 轴和 lambda 维度信息的图像扫描可与 z 轴和/或时间序列组合;用于在样品的任一位置测定光谱特征。

    层状光栅(Laminar grating)  
    光栅槽型为矩形。

    线性拆分(Linear Unmixing)
    用于光谱去卷积多路发射信号的数学方法。

    线性色散(Linear Dispersion)   
    求导,dx/dl,x 代表出射狭缝平面内沿光谱的距离, l 代表波长。

    线性度(Linearity)   
    当探测器和经过探测器的电子器件提供理想的线性度时,此时的观察才完全准确,例如:测得的电荷对辐射强度的依赖关系呈完全线性。定量分析时须明确允许的偏差。值得庆幸的是,现代半导体探测器的性能在很宽的范围内都能达到良好的线性度。然而,在达到饱和(非线性度的极端情况)前,电流的增加(与信号强度有关)已不再与撞击光敏材料的光子数量呈线性关系,因此,线性度的范围要小于动态范围。

  • M

    放大倍率和横向放大倍率(Magnification and Lateral Magnification)
    显微镜的总放大倍率是由物镜放大倍率乘以目镜放大倍率计算得出,必要时还需乘以中间放大倍率。

    机械刻划光栅(Mechanically ruled grating)
    在韧性材料内使用刻划钻石切出或压制主光栅沟槽。

    变换追踪(Metatracking)
    LSM 510 META 的一种扫描模式,类似于多通道扫描(Multitracking),还可实现探测器之间的快速切换。

    单色器(Monochromator)  
    一种设备或仪器,与适当的能源设备组合后用于提供特定波长或频率范围的电磁能波段。

  • N

    NLO
    非线性光学器件(Non-Linear Optics)(多光子成像)

    数值孔径 (Numerical Aperture)  
    缩写:NA

    它是物镜孔径角正弦值的一半。仅适用于物镜与样品之间为空气的情况。为了使该数值更精准:同时须考虑浸泡介质的折射率。公式如下: 

    NA = n x sin (* x alpha)

    n = 物镜前透镜与样品或盖玻片之间的介质折射率 

  • O

    物镜分类(Objective Classes)
    物镜分类描述
    更多信息

    配有校正环的物镜(Objective With Correction Ring)   
    为何需要对油镜进行盖玻片校正?因为盖玻片与油具备几乎相同的折射率(同质浸润),无论是否使用盖玻片,油镜的成像效果都不应该出现明显差异。但理论与实际往往不一致。制造商提供的盖玻片折射率往往与 1.525 ± 0.0015 标准范围存在偏差,且厚度也不在高数值孔径物镜所需的 0.17 (+0/-0.02) mm范围内。仅 0.01 mm 的盖玻片厚度偏差都可能会降低图像质量。为确保获得出色的图像,还须精准地保证浸润介质的折射率。折射率为 1.518 的蔡司镜油可谓理想之选。当使用高数值孔径的空气镜时,补偿这类偏差就显得尤为重要。因此,所有数值孔径大于 0.85 的物镜均配有一个校正环。 


    科研显微镜用物镜(Objectives for Research Microscopy)

    日常与科研显微镜用物镜(Objectives for Routine and Research Microscopy)

    日常显微镜用物镜(Objectives for Routine Microscopy)

    浑浊度(Opacity)  
    可见光的透过率。(D 16)a。

    光学接口(Optical interface)  
    接口须采用机械和光学方式进行定制。光学系统的机械接口,在模块中也用于连接SMA 。与设计出众的光导参数共同打造了一个独特的接口。

  • P

    光度计(Photometer)  
    一个用于提供两种电磁束辐射功率比或比率函数的仪器。这两条光束在时间、空间或时空上相互分离。

    光度测量线性(Photometric Linearity)  
    光度测量系统用于获得入射到 ist 探测器上的辐射功率与系统提供的一些可测量数值之间的线性关系。

    平面光栅(Plane grating)  
    拥有平面衬底和直线等距沟槽的光栅。

    可推入式(Push) & 滤色片模块
    多种可选,灵活方便。全新设计的可更换式滤色片模块,能够快速更换或添加滤色片。无需装卸螺丝,且易于校准:该装置保证了滤色片的正确定位,所有操作仅需几秒。

  • R

    实时感兴趣区域扫描(RealROI Scan )
    扫描模式下自由且精确的定义感兴趣区域,对其激发并拍摄图像;借助于非所选样品区域的激光线精确消隐技术,能够最大限度地保护样品。 

    反射系数(Refelectance)   
    反射辐射线与入射辐射线之比。(实践中要求考量相关参数:入射和反射辐射线的光谱与几何加权)。

    反射光栅(Reflection grating)
    此光栅用于反射,使入射光方向逆转。首选铝和金作为反射镀膜。

    复制(Replication)  
    利用复制方法来大规模生产衍射光栅。光栅结构在环氧树脂或紫外固化的胶粘剂内复制。通常而言,复制光栅是用更新一代光栅的复制品(副本的副本),但其效率接近母版光栅。

    分辨率(Resolution)
    显微镜的分辨率是通过分辨一张图中紧紧相邻两个点或两条线的能力来衡量的。这些可区分的点或线的间距表示为 do。此间距可使用下列公式计算: 

        1.22 x Lambda 
    do = -------------------------------------- 
            物镜数值孔径 + 聚光镜数值孔径 

    Lambda = 白光的平均波长,例如:550 nm(绿色)

    NA = 数值孔径  

    分辨能力(Resolution capability)  
    通过光栅的分辨力可分离两个波长的最小间距,其与光栅区域成正比且与波长成反比

    分辨力(Resolving Power)

    光栅的分辨力 R 用来表示分离平均波长 λ 相邻光谱线的能力。其通常被作为一个无量纲量。

    R= λ / Δλ
    公式中  Δλ 代表分辨率极限,指可被区分且具有相等强度的两条线之间波长的差值。
    通常使用 Rayleigh 准则测定 Δλ – 如果一个波长强度的最大值与另一个波长强度的最小值一致,则可以认为两条相邻波长强度的最大值可分辨。
    平面衍射光栅的理论分辨力表示为

    R=mN
    m 代表衍射级,N 代表光栅表面上照亮的条纹的总数。

    当衍射级为负值(m < 0)时,采用 R 的绝对值。
    R 不仅仅依赖于光谱级或条纹数量;这些参数还包含在刻划宽度及入射与衍射角内。因为

    | sin a + sin b| <2
    所以最大可获得的分辨力为

    R max = 2W/ λ
    理论上,分辨力不仅取决于角 a 和角 b,而且还与光栅表面的光学品质、条纹间距的一致性、系统内相关光学器件的质量及狭缝宽度(或探测器元件)有关。任一大于 λ/10 的衍射波阵面从一个平面(平面光栅)或一个球面(球面光栅)内离开均会造成像平面畸变进而降低分辨力。

     

    光谱分辨率(Spectral resolution)
    由于相对于入射光波长的像素位置固定,所以 AS 提供的分辨率不同于由含移动部件的单色仪/光谱仪提供的分辨率:分辨率被定义为“两条相邻线的分离”,它依赖于与像素相关的这些线的相对位置:最小值落在中心像素(I2)且最大值落在相邻像素(I1,I3)。如果以此方法在这些像素上对两条相邻线成像,如果显示强度为 I2 < 0.81 x I1 (I3),则 Dl 精确为两个像素(2 x DlPixel)。在这种情况下,三个像素足以进行评估;最大值的位置几乎与像素显示的中心波长精确对应。

    感兴趣区域漂白(ROI Bleaching)
    对几处自由定义的样品区域进行光漂白,例如:针对 FRAP 或解笼锁实验。

    rROI
    实时感兴趣区域

  • S

    散射光(Scattered light)  
    散射光数据规范仅可与测量指南一同使用。使用三种不同光源测量散射光的不同光谱分量来确定用于光谱仪模块的散射光参数:UV 氘灯、VIS 氙灯和 VIS-NIR 卤灯。散射光等级被定义为使用 Schott GG495 和 KG3 滤色片获得的相对测量值与最大有用信号之比,因而只适用于短波长范围。这反映了光谱仪模块内散射光的主要分量来自近红外光谱。光谱仪能轻松地过滤掉那些不在感兴趣光谱范围内的光谱分量。近红外光平面光栅光谱仪的散射光值被减至 0.1 %(在 1450 nm 波长、卤素灯、Schott RG 850 滤色片和 10 mm 水吸收的条件下进行测量)。当整个范围不再可用时,散射光会影响动态范围。然而,所用辐射内的变化仅会影响与散射光成比例的动态范围:例如,如果散射光分量为 0.1%,若所用辐射内发生 pf 10 % 的变化,则会引起 10–4 的改变。如果无法使用辐射引起的散射光,则可以过滤此辐射进一步减少散射光总量。在上述情况下,103 的阻塞会导致 10–7 的变化。因此,最小变化的测量只会产生非常有限程度的削弱,因为在大多数情况下噪声才是更严重的问题。此外,如果引起散射光的信号已知,则可以通过计算来消除散射光分量。

    灵敏度(Sensitivity)  
    可检测到的最小变化。很难说明最低可检测的光量,或检测电子器件需要多少光子来记录一个变化,这些困难来自测定光源的光强和耦合效率。此外,这些参数与波长相关。一方面有直接依赖性,即设备内所有组件均与波长效率相关(包含耦合部件);另一方面有间接依赖性,即带宽对灵敏度测量起到了关键作用。最简单的实例便是具有非常窄带宽的光源,如激光。如果使用的光源带宽明显小于光谱仪带宽,则情形会很简单。使用红色氦氖(HeNe)激光器可以测量大于 1013 counts / Ws 的 MMS 值。

    正弦光栅(Sinusoidal grating)  
    光栅槽型为正弦状。

    光谱带宽(Spectral Band Width)   
    从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的二分之一高度处的波长或频谱宽度。

    光谱分辨率(Spectral resolution)  
    下列三个术语常被用来描述"光谱" 分辨率:
    1.线宽,大多数情况下为全宽最大值的一半 – DlFWHM
    2.亚像素分辨率(Sub-pixel-resolution)(也被称为"软件分辨率")
    3.平均光谱像素间距 (Mean spectral pixel pitch)– DlPixel
    实际应用为此提供了有用的定义。光谱仪主要分为三种不同用途(当然,也可以组合应用):
    1.光谱内两条或更多条线的分离 – 成份分析
    2.测定线形,大多数情况下测定线宽或带宽(FWHM 或 1/e2- 宽度)
    3.关于峰值波长和最大强度的线测量。

    Spline 扫描(Spline Scan)
    沿手绘线扫描来记录快速(生理)过程,例如:沿神经元。

    光谱分辨率(Spectral resolution)(二极管阵列光谱仪)  
    由于相对于入射光波长的像素位置固定,所以 AS 提供的分辨率不同于由含移动部件的单色仪/光谱仪提供的分辨率:分辨率被定义为“两条相邻线的分离”,它依赖于与像素相关的这些线的相对位置:最小值落在中心像素(I2)且最大值落在相邻像素(I1, I3)以此方法在这些像素上对两条相邻线成像,;如果显示强度为 I2 < 0.81 x I1 (I3),则 Dl  精确为两个像素(2 x DlPixel)。在这种情况下,三个像素足够进行评估;最大值的位置几乎与像素显示的中心波长精确对应。如果线的最大值在两个像素(I1,I2)之间的分离线上成像,则需要共 4 个像素才能够探测到像素强度的明显衰减。两个像素记录了相同的强度,直至下一个像素才显示 81 % 的衰减结果(I3)。在此使用少于 3 个像素分离实际最大值;AS 显示了 3 x DlPixel 的光谱间距,而二极管阵列仅能使用像素色散的步宽来探测离散值。处理时需要总共 4 个像素。

    光谱解析能力(Spectral resolving power)  
    根据 DIN 标准,Rayleigh 准则与谱线分离相关。准则给出两条线的光谱间距宽度 DlRayleigh 须允许它们能以分离谱线的形式被识别。在此,单条线的光谱宽度 DlLine,(见上)须明显小于它们的间距。这仅是光谱解析能力的定义。
    若想利用 Imax,1 = Imax,2 分离两条线,则 Dl decrease ? 需为 19 %。

    摄谱仪(Spectrograph)  
    借助一条狭缝使用摄影技术记录一段光谱范围的仪器。

    光谱仪(Spectrometer)  
    拥有一条入射狭缝及一条或多条出射狭缝的仪器,可通过逐点扫描获得某个波段范围的光谱信息,也可测量某些指定波长的光谱信息。

    分光光度计(Spectrophotometer)  
    属于一种光谱仪,使用专门的设计获得光谱位置信息与两束光辐射功率之比之间的函数关系。

    点扫描(Spot Scan)
    一种共聚焦扫描模式,该模式下可以以极快的速度获得某点的信号。

    步进扫描(Step Scan)
    快速预览扫描模式,此模式下间隔信息可能通过插值补齐。

    亚像素分辨率或抛物线拟合(Sub-pixel resolution or the parabola fit)  
    为测定峰值对应的波长 lmax(和/或峰值强度 Im),需要至少对三个像素的光谱信息进行测量(如下)。三对数值(单位像素强度 I 1,2,3 和对应的像素中心波长 l 1,2,3)能相对容易地拟合为抛物线关系。通过该抛物线关系可以获得曲线的峰值,从而得到峰值对应波长和峰值强度数据。此方法的精度主要取决于像素中心波长的绝对精度。在二极管阵列光谱仪中,理论上可以以任意精度获得这一波长。如有必要,可对每个像素单独进行校正,然而,这要求测量模块有足够的稳定性。否则,震动或温度波动造成的变化都会使得标称波长精度发生变化。如果在光谱成像时已选择仅照亮少于3个像素点,则无法确定极值,从而会产生矛盾的情况:一方面需要符合输出线足够小,另一方面这会导致结果不精确。例如,如果仅在单个像素上对一条线成像,在这种情况下光谱误差为 DlPixel
    抛物线方程
    I (l) = a x l 2 + b x l +c
    系数
    a = (I3 + I1 - 2 I2) / 2 Dl2
    b = (I3 - I1) / 2 Dl- 2a x l2
    c = I2 - a x l2 - b x l2
    l max = -b / 2a 时的最大值

    学生用显微镜(Student Microscope)
    学生用显微镜常用于大学、医学院及学校,须满足多种特定需求。

  • T

    区块扫描(Tile Scan)
    使用电动 XY 载物台生成包含大量区域图像的概览图;通过增强的分辨率记录大尺寸样品。

    透射光栅(Transmission grating)  
    在透射光中使用的光栅。

    透射率(Transmittance)  
    样品透射的辐射能量与入射至样品上辐射能量之比。

  • U

    紫外线(Ultraviolet)   
    大约 10 至 380 nm 范围内的电磁频谱。若未做进一步限定,通常术语紫外线是指从 200 至 380 nm 的范围。

    有效放大倍率(Useful Magnification)
    当放大倍率介于物镜数值孔径的 500 倍与 1000 倍之间,可以获得有效放大倍率。由于眼睛的分辨能力有限,所以选择放大倍率时应让眼睛仍能分辨出图像细节。如果总放大倍率低于这一范围,则无法使用眼睛识别出细节。如果总放大倍率高于这一范围,则被称之为空放大倍率。此时,借助物镜无法分辨结构。图像处于焦点失调状态。示例:

    Plan-NEOFLUAR 物镜 40x/0.75 + 目镜 10x = 400x 375x ...750x 正常 

    ACHROPLAN 物镜 100x/1.25 + 目镜 16x = 1600x 625x ...1250x 异常 

    Plan-APOCHROMAT 物镜 20x/0.75 + 照像目镜 10x + 相机放大倍率 0.25 + 辅助放大倍率 10x = 500x 375x ...750x 正常。 

  • V

    VAREL 相差(VAREL-Contrast)
    一种相差结合单侧倾斜照明的相差技术,用于观察培养容器中的活体细胞。在光源侧使用一个环扇形辅助光栏实现单侧倾斜照明。单侧暗场观察时,从外向内移动光栏在相差和倾斜明场上叠加成 VAREL 相差。这是一种用于观察培养容器中样品的低成本成像法。 图像呈现浮雕状,即便是曲底容器也能成像。在某些情况下单单依靠相差观察是不会得到理想的检测结果的,因为培养容器类似一个透镜,且会干扰相位环叠加,而该方法已被成功运用于检测活体样品(显微操作)。

    如果需要,还可调节两个环片,从而实现从左侧或右侧进行照明。即便是在微量滴定板的洞或临近洞边缘,也能对细胞进行相差成像。

    可见光(Visible)  
    指电磁光谱范围内人眼可见的辐射能量(约从 380 至 780 nm)。

  • W

    波长精度(Wavelength accuracy)  
    为确定单线 l – 借助特定精度 Dl± – 的光谱位置,需要光谱仪至少拥有 Dl±绝对波长精度。这一参数取决于读出元件(像素或狭缝/探测器)位置的精度或重复表征这些位置的稳定度。与此相反,绝对波长精度仅间接取决于光谱仪的色散和聚焦特征,且从传统意义上而言并非“分辨率”。光谱传感器的稳定性(或重复精度)则取决于模块的机械稳定性及与温度相关的波长漂移。前者在光谱仪模块中并不不重要,而漂移也能或多或少地被忽略。

    波长(Wavelength)   
    沿传播方向的相邻波相位内两点之间测得的距离。

    波数(Wavenumber)   
    每单位长度的波长数量。

    谱线宽度(Width of spectral lines)  
    为能测量谱线宽度 Dl谱线,光谱仪对这条线的传播须小于线自身的光谱宽度。因此,必须知道由光谱仪产生的半高全宽DlFWHM。这一属性与 Rayleigh准则有关。
    DlFWHM = l 2(Imax/2) - l1(Imax/2)
    DlFWHM ?0.8 x DlRayleigh

    工作距离(Working Distance)   
    如果焦点被调整至正位于盖玻片下方的样品最上部位置时,物镜前透镜与盖玻片表面之间的距离被称为工作距离(或自由工作距离),这是利用了反射光光学器件让焦点落在样品表面。数值孔径越大,则工作距离越短。为能使用操作臂或毛细管针操作样品,需使用长工作距离(LD-)物镜。针对反射光应用,例如在高温条件下(热台)可选择 LD-Epiplan 物镜。

  • Y

    YFP - 黄色荧光蛋白(Yellow Fluorescent Protein)
    一种可以被光激发并发射黄色波段荧光的蛋白。 通过GFP 发展而来。