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顯微鏡光學(xué)知識(shí)講解-照明系統(tǒng)篇

點(diǎn)擊次數(shù):1678 更新時(shí)間:2023-01-13
顯微鏡中的照明方法,是影響觀察、照相、測(cè)定結(jié)果質(zhì)量的重要因素。正確的照明法不能降低亮度和分辨率,進(jìn)行照明時(shí)不能有光斑和不均勻。具體照明方式,也叫鏡檢方法在后面專門敘述。


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顯微鏡的照明系統(tǒng)應(yīng)滿足下列基本要求:


a.光源有足夠的照明亮度。

b.保證試樣上被觀察的整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)得到強(qiáng)的均勻的照明。

c.應(yīng)有可調(diào)節(jié)的孔徑光闌。調(diào)節(jié)光闌大小,可控制試樣上物點(diǎn)進(jìn)入物鏡成象光束孔徑角的大小,以適應(yīng)不同物鏡數(shù)值孔徑的要求,充分發(fā)揮物鏡的分辨能力。

d.應(yīng)有可調(diào)節(jié)的視場(chǎng)光闌??刂圃嚇颖砻姹徽彰鲄^(qū)域的大小,以適應(yīng)不同目鏡、物鏡組合時(shí)的顯微視場(chǎng)的要求,并同時(shí)lanjie系統(tǒng)中有害的雜散光。






1

顯微鏡的光源條件

作為顯微鏡照明用光源必須具備如下條件:

  • 亮度要強(qiáng)。

  • 合適的分光特性。

  • 發(fā)光部分的大小和形狀適當(dāng)。

  • 熱輻射不宜太大。

  • 光源穩(wěn)定。

  • 經(jīng)濟(jì)性好。






2

照明方法

01

臨界照明

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臨界照明的特點(diǎn):

  • 經(jīng)過(guò)集光鏡和聚光鏡系統(tǒng)把光源成像到試樣上。

  • 光照集中,亮度很高。

  • 光斑顯著不均勻。

由于臨界照明不夠均勻,特別對(duì)低倍下的照明視場(chǎng)更顯不足,目前顯微鏡上基本不采用此種照明方法。






02

柯拉照明

它是柯拉(Kohler)于1898年提出的一種比較理想的照明法,有的書上被翻譯成科勒照明。

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科勒照明的必要條件:

  • 光源燈絲被成像在聚光鏡焦點(diǎn)平面上,以平行光照明樣品的觀察區(qū)域。

  • 照明光源的孔徑光闌成像在試樣表面上,控制物方視場(chǎng)的大小。

  • 通過(guò)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的視場(chǎng)光闌使照明光束與物鏡的數(shù)值孔徑相匹配。

  • 孔徑光闌與視場(chǎng)光闌可獨(dú)立操作。






此照明法是金相顯微鏡常用的照明法,它有如下優(yōu)點(diǎn):

  • 光亮近似自然的自色光。

  • 照明均勻。

  • 有排除光暈等有害光線的孔徑光闌和視場(chǎng)光闌。

  • 不降低分辨率。

  • 操作方便。

由于此類照明法有以上優(yōu)點(diǎn),zui 適用于顯微攝影特別是高倍顯微攝影。






3

光源種類和特性

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01

低壓鎢絲燈

燈絲由鎢絲組成,充氬氣封接,常用有6V 15W、12V 30W,廣泛被用于照明透過(guò)率較好的生物樣品,故多在生物顯微鏡和教學(xué)示范類的學(xué)生用顯微鏡上。對(duì)于以觀察反射樣品為主的金相顯微鏡基本不采用。






02

鹵素?zé)?/strong>

鹵素?zé)舯茸詿霟袅炼攘?,光譜接近于日光,色溫隨時(shí)間變化相當(dāng)少。同時(shí)體積小,發(fā)熱少,單位面積發(fā)光亮度大,是目前顯微鏡,尤其是金相顯微鏡的常用光源,一般情況下多采用12V 100W。






03

氙燈

氙燈是利用惰性氣體氙為發(fā)光元素,常用為短弧氙燈。其光譜接近目光,高亮度,光色質(zhì)量?jī)?yōu)良,色溫約6000k。氙燈廣泛應(yīng)用于高速及彩色攝影,大視場(chǎng)投影及電視觀察。由于氙燈點(diǎn)燃時(shí)需用起動(dòng)裝置,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,體積大,因而價(jià)格較貴。目前金相顯微鏡基本不用。






04

超高壓汞燈

這是點(diǎn)光源高輝度的紫外光燈。適用于熒光觀察,光譜為線狀峰值光譜,點(diǎn)燃需高壓起動(dòng)裝置,常用有50W和100W,壽命大約為200小時(shí),現(xiàn)在最新又有一種長(zhǎng)壽命的超高壓汞燈,功率120W,壽命標(biāo)稱2000小時(shí)。






05

LED光源

目前徠卡的產(chǎn)品都使用了LED光源,LED相較于傳統(tǒng)照明有很多優(yōu)勢(shì):

  • 亮度超過(guò)100w鹵素?zé)簦?/span>

  • 高反差,圖像銳利;

  • 恒定色溫4500K,色彩還原真實(shí);

  • 更久的使用壽命≥72000小時(shí);

  • 調(diào)節(jié)方便,無(wú)需更換燈泡;

  • 適用于多種觀察方式。

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