顯微鏡光學(xué)知識講解-照明系統(tǒng)篇

顯微鏡中的照明方法，是影響觀察、照相、測定結(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。

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)的視場光闌。控制試樣表面被照明區(qū)域的大小，以適應(yīng)不同目鏡、物鏡組合時(shí)的顯微視場的要求，并同時(shí)攔截系統(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

臨界照明的特點(diǎn)：

• 經(jīng)過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，特別對低倍下的照明視場更顯不足，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。

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，控制物方視場的大小。

• 通過調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的視場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)，最適用于顯微攝影特別是高倍顯微攝影。

 

3光源種類和特性

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)量優(yōu)良，色溫約6000k。氙燈廣泛應(yīng)用于高速及彩色攝影，大視場投影及電視觀察。由于氙燈點(diǎn)燃時(shí)需用起動裝置，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)在最新又有一種長壽命的超高壓汞燈，功率120W，壽命標(biāo)稱2000小時(shí)。

 

05LED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：

• 亮度超過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，無需更換燈泡；

• 適用于多種觀察方式。

  

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