顯微鏡以顯微原理進行分類可分為偏光顯微鏡、光學(xué)顯微鏡與電子顯微鏡和數(shù)碼顯鏡。偏光顯微鏡（Polarizing microscope）是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡，在地質(zhì)學(xué)等理工科專業(yè)中有重要應(yīng)用。凡具有雙折射的物質(zhì)，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質(zhì)也可用染色法來進行觀察，但有些則不可用，而必須利用偏光顯微鏡。反射偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定的儀器， 可供廣大用戶做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐光觀察。
光學(xué)顯微鏡
通常皆由光學(xué)部分、照明部分和機械部分組成。無疑光學(xué)部分是最為關(guān)鍵的，它由目鏡和物鏡組成。早于1590年，荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。光學(xué)顯微鏡的種類很多，主要有明視野顯微鏡（普通光學(xué)顯微鏡）、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡、微分干涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。
電子顯微鏡
電子顯微鏡有與光學(xué)顯微鏡相似的基本結(jié)構(gòu)特征，但它有著比光學(xué)顯微鏡高得多的對物體的放大及分辨本領(lǐng)，它將電子流作為一種新的光源，使物體成像。自1938年Ruska發(fā)明第一臺透射電子顯微鏡至今，除了透射電鏡本身的性能不斷的提高外，還發(fā)展了其他多種類型的電鏡。如掃描電鏡、分析電鏡、超高壓電鏡等。結(jié)合各種電鏡樣品制備技術(shù)，可對樣品進行多方面的結(jié)構(gòu) 或結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的深入研究。顯微鏡被用來觀察微小物體的圖像。常用于生物、醫(yī)藥及微小粒子的觀測。電子顯微鏡可把物體放大到200萬倍。
臺式顯微鏡,主要是指傳統(tǒng)式的顯微鏡,是純光學(xué)放大，其放大倍率較高，成像質(zhì)量較好，但一般體積較大,不便于移動,多應(yīng)用于實驗室內(nèi),不便外出或現(xiàn)場檢測。
便攜式顯微鏡
便攜式顯微鏡,主要是近幾年發(fā)展出來的數(shù)碼顯微鏡與視頻顯微鏡系列的延伸。和傳統(tǒng)光學(xué)放大不同,手持式顯微鏡都是數(shù)碼放大,其一般追求便攜,小巧而精致,便于攜帶;且有的手持式顯微鏡有自己的屏幕,可脫離電腦主機獨立成像,操作方便,還可集成一些數(shù)碼功能,如支持拍照,錄像,或圖像對比,測量等功能。
數(shù)碼液晶顯微鏡，最早是由博宇公司研發(fā)生產(chǎn)的，該顯微鏡保留了光學(xué)顯微鏡的清晰，匯集了數(shù)碼顯微鏡的強大拓展、視頻顯微鏡的直觀顯示和便攜式顯微鏡的簡潔方便等優(yōu)點。
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡亦稱為“掃描穿隧式顯微鏡”、“隧道掃描顯微鏡”，是一種利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器。它于1981年由格爾德·賓寧（G．Binning）及海因里希·羅雷爾（H．Rohrer）在IBM位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發(fā)明，兩位發(fā)明者因此與恩斯特·魯斯卡分享了1986年諾貝爾物理學(xué)獎。
它作為一種掃描探針顯微術(shù)工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下（4K）可以利用探針精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
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