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徕卡课堂 | 显微镜光学知识讲解-照明系统篇

发布时间:2023-01-10      点击次数:141
显微镜中的照明方法,是影响观察、照相、测定结果质量的重要因素。正确的照明法不能降低亮度和分辨率,进行照明时不能有光斑和不均匀。具体照明方式,也叫镜检方法在后面专门叙述。
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显微镜的照明系统应满足下列基本要求:


a.光源有足够的照明亮度。

b.保证试样上被观察的整个视场范围内得到强的均匀的照明。

c.应有可调节的孔径光阑。调节光阑大小,可控制试样上物点进入物镜成象光束孔径角的大小,以适应不同物镜数值孔径的要求,充分发挥物镜的分辨能力。

d.应有可调节的视场光阑。控制试样表面被照明区域的大小,以适应不同目镜、物镜组合时的显微视场的要求,并同时lanjie系统中有害的杂散光。




1

显微镜的光源条件

作为显微镜照明用光源必须具备如下条件:

  • 亮度要强。

  • 合适的分光特性。

  • 发光部分的大小和形状适当。

  • 热辐射不宜太大。

  • 光源稳定。

  • 经济性好。




2

照明方法

01

临界照明

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临界照明的特点:

  • 经过集光镜和聚光镜系统把光源成像到试样上。

  • 光照集中,亮度很高。

  • 光斑显著不均匀。

由于临界照明不够均匀,特别对低倍下的照明视场更显不足,目前显微镜上基本不采用此种照明方法。




02

柯拉照明

它是柯拉(Kohler)于1898年提出的一种比较理想的照明法,有的书上被翻译成科勒照明。

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科勒照明的必要条件:

  • 光源灯丝被成像在聚光镜焦点平面上,以平行光照明样品的观察区域。

  • 照明光源的孔径光阑成像在试样表面上,控制物方视场的大小。

  • 通过调节照明系统的视场光阑使照明光束与物镜的数值孔径相匹配。

  • 孔径光阑与视场光阑可独立操作。




此照明法是金相显微镜常用的照明法,它有如下优点:

  • 光亮近似自然的自色光。

  • 照明均匀。

  • 有排除光晕等有害光线的孔径光阑和视场光阑。

  • 不降低分辨率。

  • 操作方便。

由于此类照明法有以上优点,zui 适用于显微摄影特别是高倍显微摄影




3

光源种类和特性

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01

低压钨丝灯

灯丝由钨丝组成,充氩气封接,常用有6V 15W、12V 30W,广泛被用于照明透过率较好的生物样品,故多在生物显微镜和教学示范类的学生用显微镜上。对于以观察反射样品为主的金相显微镜基本不采用




02

卤素灯

卤素灯比自炽灯亮度亮,光谱接近于日光,色温随时间变化相当少。同时体积小,发热少,单位面积发光亮度大,是目前显微镜,尤其是金相显微镜的常用光源,一般情况下多采用12V 100W。




03

氙灯

氙灯是利用惰性气体氙为发光元素,常用为短弧氙灯。其光谱接近目光,高亮度,光色质量优良,色温约6000k。氙灯广泛应用于高速及彩色摄影,大视场投影及电视观察。由于氙灯点燃时需用起动装置,结构较复杂,体积大,因而价格较贵。目前金相显微镜基本不用




04

超高压汞灯

这是点光源高辉度的紫外光灯。适用于荧光观察,光谱为线状峰值光谱,点燃需高压起动装置,常用有50W和100W,寿命大约为200小时,现在最新又有一种长寿命的超高压汞灯,功率120W,寿命标称2000小时。




05

LED光源

目前徕卡的产品都使用了LED光源,LED相较于传统照明有很多优势:

  • 亮度超过100w卤素灯;

  • 高反差,图像锐利;

  • 恒定色温4500K,色彩还原真实;

  • 更久的使用寿命≥72000小时;

  • 调节方便,无需更换灯泡;

  • 适用于多种观察方式。

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