第三步是像差平衡。 让各高级像差达到要求后，则开始进行像差平衡。根据系统在全视场和全孔径内的像

差排布规律，自身调整基本像差的数值，再重新进行基本像差的校正，是全视场和全孔径 内可以获得最佳的成像品质。

3 物镜设计参数

3。1 物镜的数值孔径

物镜的数值孔径表征物镜的聚光能力，是物镜性质当中较为重要的，因此要想提高物 镜的分辨率就要增强物镜的聚光能力。数值孔径通常以符号“N。A。”表示（即 Numerical Aperture）。根据理论的推导得出：N。A。=n。sinu，（n 是物镜与观察之间介质的折射率；u 是物镜的孔径半角）

数值孔径 N。A。=n。sinu，是显微镜物镜最主要的光学特性，它决定了物镜的衍射分辨率

，而是显微镜物镜所能分辨的最小两个物点的距离；为光的波长，对正常显微仪器 来说，取平均波长0。0005mm 500nm ； NA为物镜的数值孔径。所以要想提高显微镜 物镜的分辨率，就得要增大数值孔径 NA。

然而提高数字孔径有两种途径。

（1）增大透镜的半径或减少物镜的焦距。

（2）增加物镜与观察之间的折射率 n。

3。2 物镜的分辨率

物镜的分辨率是指物镜能清楚辨别两个点的最大距离，以两个能清楚辨别的点的最小 距离 D 的倒数表示（D 越小就表示物镜的分辨率高），θ0 是极限分辨角。因此，当＞0 时是完全可分辨的，<0 时是不可分辨的。文献综述

由圆孔衍射理论得到

式中为入射光波长，D 为入射光的最大允许孔径（透镜直径）。 因为0 很小，所以可得

d’  0 =1。22S/ D

3。3 物镜的有效放大倍数

物镜的有效放大倍数在上面提到必须保证显微镜的分辨率才能够清晰的分辨所成的 像，且已充分利用的分辨率的显微镜所放大的倍数就称为有效放大倍数。有效放大倍数不

是随意定的，我们人眼的明视距离为 0。25cm，所以也要求物镜的分辨率 d 经过放大成像后 也必须保持在这个值才会被我们肉眼所辨别。

若用 M 表示物镜的放大倍数，则

d。m=0。25 M=0。25/d

=0。25(N。A。)/0。5

=0。5N。A。/ (3-3)

此时物镜的有效放大倍数就用 M 表示，则：

M=0。5N。A。/ (3-4)

由上面公式可得物镜的有效放大倍数由物镜的数值孔径及入射光波长决定。

4 10 倍显微镜物镜 ZEMAX 设计

4。1 ZEMAX 简介

ZemaxTM 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、 分析、公差以及报表整合在一起。ZemaxTM 不仅仅是设计透镜的软件，更是用来进行光学 设计分析， 并且有直观、灵活、便捷、简单易用等优点，与其它软件不同的是 ZemaxTM 的 CAD 转 文 件 程 序 都 是 双 向 的 ， 同 样 ZemaxTM  还 可 以 仿 真 Sequential 和 Non-Sequential 的 成像系统和非成像系统。 其这些所有的强大功能都能够直观的在用 户界面中看出。ZemaxTM 能够在光学设计系统中实现建模、分析等功能。ZemaxTM 的界面 简单明了，接触后多多查找透镜数据加以练习就能够很好的进行自己所需要的光学设计。 ZemaxTM 中的很多功能是通过选择对话框和下拉菜单来实现，同样的也提供了快捷键用来 快速使用菜单命令。ZemaxTM 目前已经在光电子领域中为人所熟知的光学设计的首选软件。