關(guān)鍵概念尼康PFS相關(guān)的是精確地檢測(cè)一個(gè)合適的軸向可用于建立試樣中的物鏡前透鏡元件的位置和感興趣的焦平面之間的精確關(guān)系近端（z）的參考平面。 這個(gè)任務(wù)是使用近紅外光（870毫微米），它由一個(gè)輔助光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生并引入通過(guò)一個(gè)二色鏡的主要光學(xué)顯微鏡列車(chē)實(shí)現(xiàn)。在870納米的光，不與正常的透射光或熒光觀察干涉，被聚焦的物鏡項(xiàng)物鏡線(xiàn)性圖案在折射率邊界駐留在玻璃蓋玻片（折射率1.5）和周?chē)?a title='介質(zhì)' target='_blank' class='seolabel'>介質(zhì)之間的標(biāo)本（共,1.33-1 .38折射率）使用油浸物鏡時(shí)。 水的折射率邊界作為當(dāng)水或油浸物鏡所采用的參考平面，但干物鏡使用空氣 - 玻璃邊界在面向物鏡前透鏡元件的蓋玻片的另一側(cè)。 本教程將探討偏移鏡頭系統(tǒng)，使尼康的PFS的操作。

教程初始化與尼康PFS的示意圖偏移透鏡系統(tǒng)和線(xiàn)路的CCD出現(xiàn)在沿與顯微鏡焦平面在試樣窗的視圖的主窗口。 為了操作的教程，使用偏移控制滑塊來(lái)改變PFS 偏移量 ，從而改變了參考平面和焦平面之間的距離。 作為該滑塊被翻譯，在試樣焦點(diǎn)區(qū)域也被改變，這種作用是通過(guò)改變線(xiàn)狀圖案廣播到CCD中的教程窗口的上部示出。 盡管在光學(xué)系統(tǒng)沿水平軸的教程所示，它實(shí)際上是垂直的，在實(shí)際的顯微鏡。 需要注意的是真實(shí)的PSF單元響應(yīng)以毫秒為單位集中漂移，因此本教程中的動(dòng)作放緩的教學(xué)考試的物鏡。

油站單元的一個(gè)關(guān)鍵部件是偏置調(diào)整透鏡系統(tǒng)，其位于該半透半反鏡和主二色鏡之間，并與圖1的示意圖概述。由于其定位，偏移透鏡系統(tǒng)是由共享兩個(gè)LED的照明狹縫和線(xiàn)的CCD成象的PFS的光學(xué)列車(chē)。 偏移系統(tǒng)用于與控制顯微鏡軸向（z）的位置的電子反饋回路轉(zhuǎn)移加油站狹縫圖像的焦點(diǎn)位置在和諧，從而使系統(tǒng)能夠?qū)υ嚇雍筒Ａ?水界面創(chuàng)建完全獨(dú)立的焦平面。 檢體圖像平面被定向到檢測(cè)器或目鏡和狹縫圖像是通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)到PFS線(xiàn)CCD探測(cè)器。

在圖1（a）所示，只含有偏移透鏡和主顯微鏡物鏡，以及檢體和蓋玻片光學(xué)系列的簡(jiǎn)化版本，提出了為使說(shuō)明簡(jiǎn)潔。 另外，插圖呈現(xiàn)為其中參考平面所在在蓋玻片上的下表面的空氣 - 玻璃界面的干燥物鏡的情況。 黃色光線(xiàn)追跡是指在圖像形成主鏡光學(xué)系統(tǒng)的光波。 黃色光線(xiàn)不透過(guò)光的PFS列車(chē)通過(guò)由于上述限制二色鏡，其引導(dǎo)這些圖象形成的波前的目鏡或其他檢測(cè)器。 紅色射線(xiàn)追蹤生成并由PFS單元收集輪廓焦點(diǎn)檢測(cè)光波。 偏移透鏡組件被稱(chēng)為轉(zhuǎn)塔透鏡和圖1中的偏移透鏡 ，這些透鏡移位PFS生成的狹縫圖像，它被投射到蓋玻片界面，來(lái)回沿著光軸，他們也同時(shí)移反射圖象向上或跨線(xiàn)CCD的檢測(cè)器的像素下來(lái)。 偏移的系統(tǒng)的物鏡是使操作者選擇的標(biāo)本與物鏡的焦平面重合的區(qū)域，同時(shí)維持物鏡前透鏡元件和試樣之間的固定距離蓋玻片使用PFS漂移校正硬件。

偏移系統(tǒng)炮塔透鏡被固定在光軸上（摻入多透鏡轉(zhuǎn)塔），而偏移透鏡本身被允許翻譯來(lái)回沿著光軸移位的狹縫圖像的位置。 根據(jù)預(yù)可行性研究單元，物鏡（F）的焦點(diǎn)，而油站的初始化狹縫圖像（A）重合在蓋玻片和介質(zhì)洗澡標(biāo)本（圖1（a））之間的界面區(qū)域。 這種情況被稱(chēng)為零點(diǎn)偏移 。 為了引入物鏡焦平面和狹縫參考平面之間的偏移距離，操作者可以轉(zhuǎn)動(dòng)的PFS偏移控制器撥號(hào)移居偏移透鏡，從而狹縫圖像的焦點(diǎn)。 在圖1（b）中，透鏡是由一個(gè)距離 x移動(dòng)，這導(dǎo)致狹縫圖像焦點(diǎn)A的移位到一個(gè)新的位置更靠近物鏡。 因?yàn)槠仆哥R對(duì)物鏡的成像光波（焦點(diǎn)F）的焦點(diǎn)沒(méi)有效果，兩個(gè)焦點(diǎn)正在相對(duì) 于彼此偏移。 一旦PFS反饋環(huán)路調(diào)整的物鏡位置，以重新定位于蓋玻片界面的狹縫圖像的焦點(diǎn)（A）（圖1（c））時(shí)，物鏡焦點(diǎn)（F）然后，移動(dòng)到試樣的中心部分。 的焦點(diǎn)F與A之間的距離被稱(chēng)為偏移量 ，并且可以在操作者來(lái)探測(cè)在樣品的不同深度的便利而改變。

可與PFS單位的偏移范圍是由所使用的物鏡的類(lèi)型來(lái)確定，但一般的范圍從蓋玻片界面（零毫米）至*多約10微米的用于油浸物鏡，20微米為水浸的物鏡，并且向上至100微米或更長(zhǎng)時(shí)間干燥的物鏡。 注意，偏移范圍一般隨物鏡的工作距離，所以起到了高數(shù)值孔徑油浸物鏡*受限制值，它們具有非常淺的聚焦深度。 一個(gè)成功的，能夠監(jiān)視的Z基準(zhǔn)面的軸向位置的*重要的方面是所述近紅外光在界面處反射的信號(hào)強(qiáng)度。 當(dāng)使用油浸物鏡，狹縫圖像的反射率在油和蓋玻片的玻璃之間的界面上是有效的零，因此不具有焦點(diǎn)控制干擾。 用水浸物鏡，在此界面的反射率的值等于該上蓋玻片界面（在試樣上側(cè)），但這些高倍率及數(shù)值孔徑物鏡的淺焦深可確保較低的反射不與PFS控制干擾功能。 相反，對(duì)于干物鏡，反射率在蓋玻片 - 空氣界面是10倍以上，在檢查體蓋玻片界面，所以前者接口被用作焦點(diǎn)控制的基準(zhǔn)邊界。 在必要時(shí)，使用范圍廣泛的物鏡的可用偏移量的差異可以通過(guò)引入適當(dāng)?shù)呐谒哥R到光路中來(lái)獲得。

在操作過(guò)程中，在物鏡位置的控 制，進(jìn)而，在焦平面成像試樣和PFS狹縫（A和F在圖1中，分別），由狹縫圖像上的線(xiàn)CCD傳感器的投影來(lái)確定將PFS單元，如示于圖2。在情況下，試樣攝像室（參考接口）移動(dòng)的負(fù)的軸向（-z）的方向上，狹縫像沿的CCD的像素行的一端移出并變寬。 在反向時(shí)，會(huì)發(fā)生室位移在正方向（遠(yuǎn)離物鏡; + Z）在顯微鏡的光軸。 一旦變速時(shí)，PFS控制器把物鏡的一種代償方向與狹縫圖像恢復(fù)到線(xiàn)路CCD傳感器的中心。 圖2示出的線(xiàn)CCD傳感器作為焦點(diǎn)位置的函數(shù)的狹縫圖像的信號(hào)強(qiáng)度（z）表示 。 當(dāng)PFS狹縫光直接在參考平面上聚焦，狹縫圖像重疊線(xiàn)CCD的中央部分（圖2（a））。 作為基準(zhǔn)面由越來(lái)越大的距離，在正的軸向方向移動(dòng)時(shí)，狹縫圖像變寬，并移向線(xiàn)CCD（圖2（b）至圖2（d））的邊緣。 當(dāng)基準(zhǔn)平面移位中的負(fù)的軸向方向發(fā)生反向。

線(xiàn)路CCD探測(cè)器是在PFS系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)閺莫M縫圖像的投影而得到CCD面上的信號(hào)被直接饋送到控制電子設(shè)備的CPU容納在單元，它解釋焦點(diǎn)信息來(lái)確定聚焦?fàn)顟B(tài)相對(duì)于參考平面的物鏡。 然后將PFS電子所需的信息輸出到線(xiàn)性編碼器的控制單元（裝在顯微鏡幀），以驅(qū)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換到正確的位置。 與PFS中使用的每個(gè)不同的物鏡被注冊(cè)到控制電子器件，以提供單位與可以用于建立相對(duì)于物鏡前透鏡正確的物鏡轉(zhuǎn)換器的位置數(shù)據(jù)。 當(dāng)PFS單元被激活時(shí)，物鏡轉(zhuǎn)換器被驅(qū)動(dòng)為物鏡寄存的垂直位置，然后更接近試樣腔室由一半的工作距離（約65微米為典型的100倍復(fù)消色差物鏡的數(shù)值）。 在這一點(diǎn)上，PFS單元為參考平面（稱(chēng)為狩獵 ）搜索，直到它由線(xiàn)CCD的檢測(cè)。 在不能檢測(cè)到參考平面的情況下，搜索操作的預(yù)定義的時(shí)間后停止。 過(guò)度狩獵可以是一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)不正確的浸沒(méi)油被用于或者如果樣品參數(shù)不符合PFS單元的要求，導(dǎo)致差的信號(hào)檢測(cè)由線(xiàn)CCD的兩個(gè)條件。 在情況下，水溶液洗澡試樣小于3毫米厚，狩獵或完全故障檢測(cè)接口也可以發(fā)生。 在理想情況下，該加油站的對(duì)焦精度通常是物鏡震源深度小于三分之一。