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                                                                尼康顯微鏡:反射(落射)光照明

                                                                2019-06-12 19:11:23 90

                                                                也許最關鍵的環節,這適用于所有形式的光學顯微鏡觀察標本的照明和感興趣的特點,揭示其有效性的方法。往往利用體視顯微鏡下檢查標本反映(落射)和透射(透射)照明計劃,采用多種光源和配置在適當的位置,這是戰略定位。

                                                                stereoreflected figure1

                                                                在很多情況下,反射和透射的光源相結合,以利用特定試樣的特性,更有效地揭示了感興趣的特征的方式。這次審查的重點各種各樣的技術和設備,目前在使用中,照亮了眾多的標本觀察反射光技術。許多用體視顯微鏡標本是三維的,并需要顯著的程度的創造性的顯微鏡技術的一部分,以便最有效地照亮的具體細節還。圖1給出的是一個現代化的立體顯微鏡(尼康SMZ1500)配備了一些常見的反射光照明,可用這些工具。在配置包括環形燈,同軸照明和分叉的光纖導光管,它代表的三個最有用和最多才多藝的反射光照明源的立體顯微鏡。

                                                                照明所面臨的挑戰,體視顯微鏡和特寫或微距攝影中遇到的那些使用傳統的攝像機和鏡頭組合之間存在許多相似之處。兩種類型的設備可以有效成像放大倍率較低,利用立體顯微鏡重疊再現率可能使用傳統相機鏡頭,加上擴展設備或專門的微距鏡頭,許多對象。粗型照相術已被證明可用于許多的照明技術,可應用與在體視顯微鏡,反之亦然。

                                                                立體顯微鏡常用技術有很大差異,從這些“標準”開發的復合顯微鏡在傳統的光學顯微鏡。許多照明策略方面,這是特別真實。如果在圖像的對比度增強的方法與化合物顯微鏡利用的大多數,主要光學結構和照明策略,根據克勒原則的,保持不變。這一基本的照明方案修改后用于各種對比度增強的方法,通過加入輔助過濾器和其他的光學元件,如利用Nomarski或渥拉斯頓棱鏡微分干涉相差DIC),偏振器和分析器(通常用一個四分之一波長或全波的相位差板)偏振光技術,相位板相襯,熒光激發和發射干擾濾波器。在立體顯微鏡,具有更長的工作距離,更小的數值孔徑,和較低的放大倍率,許多這些技術是不適用的。

                                                                不存在單一的最佳照明策略,這是正確的選擇,體視顯微鏡設計,以適應各種各樣的標本。可以通過多種不同的機制,被照射下檢查每個試樣,采用幾乎無限數量的變化或技術的組合。對于一個給定的樣本或對象,雖然可能有以下幾種可能的照明計劃產生可接受的結果,單一的方法可以發現,經過精心細化,產生特殊的效果。

                                                                照明戰略選擇

                                                                標本的特點,應慎重考慮選擇的照明策略,以適應需求目視觀察,顯微攝影或數字成像試樣不透明度,在一般情況下,最重要的特征是,將決定的基本不同的照明器,應采用反射(落射),傳送(透射),或在某些情況下,這兩者的組合。不透明的標本通常來自上述照明(反射光),使用范圍從軸(平行光學顯微鏡),以高度斜一個90度的入射角從光軸的方向,需要以顯示感興趣的功能或特性。

                                                                一旦它被確定試樣的不透明度表明一個特定的照明器的總類的使用,然后是一個數字的其他因素應考慮進一步細化特定的基本照明場景的變化,可能會產生預期的效果。圖2示出了各種不同的潛在途徑,使用反射光的檢體的照明。所示的一個簡單的鎢(或鎢 - 鹵)照明器,在試樣表面以不同的角度取向,環形燈安裝在物鏡體,提供照明的顯微鏡的光學路徑,它是獨立的。顯微鏡光學列車內,一個同軸照明器,它的功能的照明路徑中所示儀器的切口部。

                                                                stereoreflected figure2

                                                                不透明標本最常用受益于透明或半透明的物體反射照明,而有一些變化透射照明(明,極化,斜,或暗場)通常會產生最好的結果。但是,這并不總是正確的,半透明物體,可能會受益于具有至少部分直接從源放在上面照明。除了混濁,照明戰略規劃中應考慮一些其他因素。這些目的地的檢體,檢查,數字或照相成像要求,以及如何利用這些信息將被從不同的所需要的信息的基本物理特性。

                                                                在選擇和配置照明的方式,就會發現所需信息的幾何輪廓,地形和形態的標本都是重要的因素。不同于那些平整,光滑,甚至是高度拋光,極具立體(擁有高浮雕)的標本,應點亮。例如,高度角的照明可以在粗糙的表面產生陰影,模糊的表面細節,可能是重要的。均勻地照明高漫射光直接從上面表面粗糙的試樣的“峰”和“谷”,但如果紋理信息是必需的,平滑度,平坦度,或其他地形變量,這種類型的照明對象的特征最優。甲大范圍的其他因素影響的照明與試樣相互作用,和許多這樣的在下面的章節中更詳細地討論。

                                                                在其他試樣特性的影響選擇一個適當的照明方案中,該組合物是至關重要的,并直接影響的表面和內部的反射率。金屬,塑料,陶瓷,玻璃和天然材料,如礦物或寶石,所有不同的表現,在不同的光照條件下,其外觀方面。有些標本可能有特定的環保要求,影響他們是否適合與各種源類型的照明。例如,生活水生生物可能在觀察期間,需要浸泡在水中。金屬物體經常是最好的研究而與油或其他保護涂層覆蓋,或者可高度拋光。這些標本可能會產生偽影,通過反射到顯微鏡物鏡的光源的圖像(或來源)。這些反射通常會產生眩光和晦澀的重要細節,或注意力從正在觀察和成像的重要元素。最困難的標本,甚至可能需要一個特殊的照明技術,只是為了渲染可見。

                                                                是必須考慮的另一個重要的因素,在許多情況下,是與試樣的材質是否是敏感的熱或紫外線,這兩者都是顯著一些照明光源的發光成分。光靈敏度可能需要限制試樣被照亮的時間量。當觀察可利用的時間是有限的,可能的照明技術的選擇變得更為嚴格。如果出現類似的問題正在研究標本進行觀察或記錄短暫的,短命的,現象或財產,在這種情況下,光照強度,有可能成為選擇的照明策略的首要因素。

                                                                顯微鏡檢查的目的或特定種類的信息是需要從被研究的試件,往往會強烈影響的策略,選擇用于照明。這可能是必要的登記一個計劃,以顯示各種細節,較大的特點,或總特性。根據信息,必須獲得一個給定的樣本,所采用的照明技術可以極為簡單,更為精細,可能需要相結合的技術。例如,如果一個標本唯一重要的屬性是它的顏色,則所采用的照明可以是非常簡單的身體上,并且只需要提供精確的色彩重現。如果兩種顏色的決心和斷裂格局分析是重要的,那么,必須更加重視照明幾何透露,以便感興趣的所有功能。

                                                                攝影或數字成像要求的是在選擇試樣照明的另一個重要因素,必須予以考慮。如果采用傳統的膠片相機記錄影像時,光源的顏色溫度(可能還有其他的光譜特性)必須是適合使用的薄膜,為了要精確地表示為試樣。相機/膜組合是合理的持續時間,以確保曝光,還必須有足夠的強度的照明。生產,工業,或臨床實驗室設置中,這一點尤其重要。數字圖像捕獲系統需要許多膜系統相同的考慮,雖然上的攝像裝置(數碼相機)中的白平衡調整允許相當大的自由度,相機響應于各種光源的顏色特??性的匹配。如果要進行視頻錄制,光照強度可能是一個更大的問題。

                                                                stereoreflected figure3

                                                                有效配對的顯微鏡和標本的照明系統往往取決于在很大程度上將使用該系統的經營者的技能和訓練后,將在其中可以采用的設置或類型的環境。許多照明系統,可以靈活地適應廣泛的應用具有相當的培訓和專業知識,需要熟練的操作。在制造或工業環境,相對不熟練的操作人員可以利用顯微鏡組裝或生產檢驗過程長期輪班工作,簡單的照明系統,是預設固定配置的優選。簡單介紹操作變量較少,因運營商和更多的一致性,換班。然而,這種策略是唯一可能的,在所檢查的對象或樣本的均勻性有相當大的情況下。任何獨特或不尋常的照明的情況下,可能需要一個更靈活的照明系統和更熟練的技術人員。

                                                                設計成在任何環境下,必須有效地進行重復的操作使用,對照明系統的另一種需求是符合人體工程學的特點的組合顯微鏡和照明系統。舒適性和易用性無疑是重要的,在任何應用顯微鏡嚴重,雖然工作環境,也許是最好的驗證這種擔憂是臨床實驗室。在臨床實驗室的情況下,疲勞或難以照明配置可以減少關鍵的試樣分析的準確性,即使當由熟練的顯微鏡進行。

                                                                一般照明特性的影響因素

                                                                落射照明的顯著被引導的照明角度(或角度)的影響正在研究的試件的外觀。沒有一個單一的角度是“正確”的所有對象被照亮,并通過實驗,最好的光源位置通常是憑經驗確定。不同的角度,在該角度的光照射試樣,相對于觀察(或光軸)的方向,會產生顯著的差異,特性或特征,強調。

                                                                正在研究的試樣的性質將決定最揭示了所需的性能的照明角度。在照明試樣,其表面大約是質感,(垂直)從一個小的調整照明角度可以產生表面紋理的高度重視。與此相反,幾乎是平坦的表面,具有精細的細節,如細 ??小的劃痕,可能不顯示顯著的效果,從照明角度的變化,直到光源是高度傾斜。移動光離軸近90度,從而使波前只是看了一眼試樣表面,有時是有利于揭示精細表面細節或特點是不可見的,當光線射到樣品從更直接的角度。如果有一個以上的光源,它們可以被定位在不同的角度,以結合斜和直接照明的效果。沒有規則,可以預測所有標本的照明角度的影響,并控制實驗可能是最好的方法來開發一個給定需求的照明方案。

                                                                光源的大小,在被照明的場區相比,強烈地影響整體的照明效果。在一般意義上,小的光源可以被視為更定向,有更大的一致性,并能產生高對比度的圖像明亮的亮點,暗陰影,銳利,邊緣精確定義。通常會提供一個更大的光源是不定向照明,導致圖像中亮區和暗區之間具有較低的對比度。此外,這些圖像將都不是很黑暗的陰影區域,邊緣較柔和的劃定不平等的亮度。

                                                                光源可以通過設計,是一個鏡面反射漫反射的性質,雖然這個特性是相互關聯的,從檢體的照明器的大小和它的距離。照明裝置,包括鏡頭,可以集中到更連貫,更嚴格的光束,產生鏡面反射(或難以)照明。其他來源(例如,環形熒光燈燈)產生的,甚至更彌漫,柔和的照明,部分原因是因為燈泡本身的性質,部分原因是由于環形燈顯微鏡物鏡的位置上。圖3給出了由一個小的鏡面源(光纖光管)和一個比較大的環形熒光燈光照明產生的對比標本外觀的例子。擴散配件可用來修改鏡面光源的輸出,但他們不可能有一個小源所需的效果,除非擴散大,相對于被照亮標本。存在相當程度的混亂,這些變量在光源設計和實施方面,但最重要的因素要考慮的是方向性照明標本。方向性不僅取決于光源的設計上,也從樣本的大小和距離。

                                                                stereoreflected figure4

                                                                正如前面所討論的,利用多個光源各種各樣的標本在實現所期望的照明效果提供了額外的靈活性。一照明布置,充分體現多源的策略是一個光源定位在試樣表面以低角度(高度偏斜照明),以強調地形和表面紋理,和其他光更接近光軸部分地照亮陰影揭示一些在這些領域的細節。在一般攝影的術語,這些照明光源,被稱為(斜)和填充(軸)燈。平衡兩燈的相對強度(或照明比),因此通常需要進行一些試驗,以達到最佳的效果。

                                                                另一個重要的考慮因素,當開發立體顯微鏡的反射照明的策略,是顯微鏡物鏡,它可以嚴重制約了定位的靈活性,反射照明器工作距離在物鏡和試樣之間的測量距離,并包括幾個厘米的范圍內(較低的光圈和倍率物鏡)最高的數值孔徑物鏡只有幾毫米。在熟悉的工作室設置在一般攝影,攝影師有一個顯著量的緯度,在將燈放置在幾乎任何安排,是必要的,以實現所需的照明效果。相比之下,“工作室”在立體顯微鏡下目標的大小可能測量只有幾個厘米或毫米,并在照明方案的選擇上施加嚴格的限制。

                                                                一個小的工作空間限制,可用于不同的照明器,而且從光的角度范圍內可以達到“檢體字段。物鏡前透鏡和標本之間強制安置照明更遠離軸比預期的面積有限,并且經常妨礙消除陰影表面粗糙的標本。圖4示出的情況下,短物鏡的工作距離限制照明的一個高度傾斜角,并防止被實現均勻的照明。提供更有效的照明,在此情況下,一個有效的方法是將試樣的光源相對的一側上的小反射鏡或其他反射面。

                                                                型,如圖4所示的簡單的照明器能夠提供足夠的照明的比圖中所示的較長的工作距離。然而,在更短的工作距離,顯微鏡物鏡物理妨礙當光源的位置在一個較小的角度,接近顯微鏡光軸檢體的全照度。根據不同的工作距離與儀器配置,可以采用多個燈和反射器,它們的相對距離和角度位置的變化,以達到所需的直接和間接照明(反射)的比例。

                                                                在軸的照明是必要的情況下,環型燈或同軸照明可能是一個可能的解決方案,但這些來源,也有最佳的工作距離和角度。在顯微鏡的工作距離極長,有可能成為環式照明過于分散,無法提供足夠的強度。與此相反,在很短的工作距離,試樣在于在黑暗的中央區域的光錐,并將被照明不均。的環光照明器的最佳工作范圍內,如圖5所示。需要注意的是,這種類型的照明源光錐被很好地定義。

                                                                stereoreflected figure5

                                                                在立體顯微鏡,用于兩個眼睛的角度略有不同,每一個在5至7度的角度相對于顯微鏡光軸取向。兩個眼睛的視角的差異的主要因素,使大腦創建一個三維圖像感知。從試樣表面由于光的反射角等于入射角照明光,反射用一只眼睛觀察到的可能會出現不同的另一只眼睛。此外,重要的是要記住,在圖像記錄時,傳遞給攝像系統的光行進在顯微鏡只能通過一個單一的通道,產生稍微離軸視圖試樣。這個因素,可能會影響照明效果,并相對于通過目鏡觀察試件的外觀,必須進行評估和比較。

                                                                另一個因素是可調控照明燈的位置,從而影響的戰略選擇,以滿足照明要求,是在許多顯微鏡照明器提供的鎢或鎢-鹵燈產生了相當數量的紅外輻射。這種無形的輻射可能會導致在相當大的熱量在樣品飛機,可能無法容忍的生物體,可能變形,甚至融化,有些材料的增益。當熱敏感標本正在研究中,定位燈遠一點是一種策略,以減少熱量輸入。如果重新定位燈是不是適當的解決方案,或者是不是一種選擇,設計可最小化,應考慮的紅外輻射的照明組件的利用率。

                                                                試樣加熱減少一些照明器的設計,例如光纖設備的性質,由于燈本身的物理位置的光輸出在該點有一定距離的。然而大量的熱量可能仍然可以交付夜光纖維端。作為進一步的措施,以減少問題,許多照明有紅外截止濾光片(也稱為熱過濾器或鏡)紅外線傳輸衰減。另外,光源可有二色性反射鏡(稱為鏡)反射可見光照明的投射型燈具,同時允許紅外線通過反射鏡和相差的光路。

                                                                立體顯微鏡的照明組件

                                                                當采用非常低的放大倍數(1 - 3倍),在體視顯微鏡觀察,在實驗室的環境光條件下可能是足夠的,并且可以被認為是最基本的照明系統。使用顯微鏡照明室內照明的主要缺點是缺乏掌控的光的強度,位置和色溫,它可能是不現實的,任何嚴重的應用程序依賴于這種光源。

                                                                大部分體視顯微鏡制造商提供至少一個基本照明白熾燈(鎢或鹵鎢燈),可直接安裝在聚焦立場,或者說是一個靈活的臂方便附件的立場的抵押。這些簡單的照明裝置的幾個品種的圖6中所示。通常情況下,小的白熾燈照明裝置采用10或20瓦的鎢絲燈或石英鹵素燈燈觀看各種各樣的標本,提供了一個足夠的光量。更先進的體視顯微鏡臺燈都配備了一個內置的反射光的源,它提供了類似的照明,提高了便利性的殼體。

                                                                stereoreflected figure6

                                                                通常是便宜的白熾燈照明,只需要很少的空間,并且很容易配置。它們的主要缺點是有限的光量,可以從低功率的燈,這往往是不足以適當地照亮該標本的所有必要的區域,尤其是當需要顯微攝影,數字或視頻成像。一個次要的問題是高度定向的,有些鏡面的性質,這些發光體產生的光,這可能導致不希望的陰影。白熾燈的發光體結合反射鏡或擴散器可用于修改的光束擴展特性在一定程度上,雖然強度的限制和覆蓋面積小,不能完全克服。當這種類型的光源被放置在靠近試樣的熱能量傳遞的照明面積太大,某些熱敏感的材料。然而,在一般情況下,簡單的白熾燈光源耐用,實用性強,是理想的學生顯微鏡,運輸和在野外使用,或簡單的工業檢驗或組裝。

                                                                所有的照明光源可用于立體顯微鏡,光纖照明可能是最通用和流行。許多不同的光源設計,光纖類型和配置,并提供配套附件。可配置的光纖照明系統,滿足幾乎任何應用的嚴格要求。一般采用高強度鎢鹵燈,光纖照明是相對明亮的來源,并利用適當的過濾器,可以是色彩平衡的視頻或靜止圖像記錄。配置為冷光源(通過添加紅外濾光片),光纖的系統更適用于對熱敏感的試樣的調查比基本白熾燈照明。

                                                                stereoreflected figure7

                                                                光纖環形燈是最廣泛使用的產生的基于光纖的照明裝置的配置之一。附件的固定裝置,周圍的顯微鏡物鏡,消除了調整中的任何變量,并確保的照明的質量穩定,重現性好,從試樣試樣。由于照明路徑幾乎是在顯微鏡的光軸重合,視區是均勻的照明系統和近無影。這些特性可以是有益的,但不適合質地的調查,有利于更多的定向照明。然而,環型燈是非常普遍的電子裝配和質量控制應用,包括焊點檢測在印刷電路板的附加 ??組件,它可以投射陰影其他類型的照明。漫射照明提供的環型燈,近軸,消除陰影,同時仍然提供足夠的對比度視力檢查。

                                                                環形光源的其他常見的應用包括動物手術和解剖標本的研究。環形燈提供的照明是最不透明的物體足夠,但觀察許多標本,尤其是圖像記錄的目的是沒有的首選技術。的纖維束環單元有不同的尺寸,并與各種附件附加裝置,例如擴散器,偏振器,透鏡和復曲面透鏡,其中用于修改的光分布。在圖7中示出一種光纖環形光(露出部分的裝配構造細節的局部剖),安裝在一個共同的主要目標(CMO)立體顯微鏡的物鏡

                                                                如果一個特定的試樣在不同的角度和方向的照明,或更多的圖像對比,不是一個固定的環形燈提供的控制需要更大的靈活性,一個可能的解決方案是使用加上鎢鹵素燈光源的柔性光導。這些指南可作為一個單一的光管或兩倍或三倍的單位,如分叉光管(光輸入到兩個輸出圖8)。各種各樣的導光體和選裝如圖8所示,包括一個光纖環形燈。幾種光管設計提供了顯著的靈活性,提高他們的實用程序,用于照明難以到達的地方,如那些發生在一些機器安裝。這些光導管必須夾緊或松散地連接到留在原地,但是,他們不再那么受歡迎了顯微鏡使用半剛性設計。

                                                                一種半剛性的光導保持其形狀和定位夾緊,并作為一個獨立的單元,可以采用配合光源基地。在一般情況下,導光管的照明提供簡單的控制,因為它們很容易定位,并且可以被添加到過濾器的光源,用于色彩平衡,發熱量減小,極化,及其他用途。光管的聚焦透鏡集中到一個較小的光束,增加照明強度,從而在較短的曝光時間內記錄圖像,錄像或更少的噪音。

                                                                stereoreflected figure8

                                                                光纖導光管的來源是鏡面(尤其是聚焦透鏡)和方向,并可能產生不均勻的照明,這就要求他們小心放置在照明領域,以避免不良的陰影效果。通過添加一個或多個附加的導光管,例如具有雙(分叉)管道系統,兩個光纖源可以作為主燈和填充消除陰影,并且通常提供更均勻的照明。另外,光管可以獨立定向,強調所需的功能為目的,不同的區域有選擇地照亮。使用多個導光管提供了一種技術,為實現更均勻的照明,同時保留了鏡面的,對比度更高的外觀,有時是可取的,并不能得到與源多漫。光管的許多立體顯微鏡應用是非常受歡迎的照明光源,包括集成電路和其他電子部件的檢查行動,在生物學的清掃任務,珠寶組裝和維修,材料失效分析。

                                                                為了提供照明彌漫陰影,熒光環形燈可能是不相等的。類似的光纖環燈在許多特性,這些來源包括一個環形熒光管作為一個大的,漫反射,近軸光源產生相對較低的對比度的圖像。環形熒光燈燈的主要應用是電子裝配和工業檢驗任務,易于使用,低熱量輸出,甚至照明,色溫一致的理想。熒光燈管的壽命很長,并可能延長年才需要更換。這些燈具有幾個缺點,但是,使熒光照明裝置更適合于比用于圖像記錄的目視檢查。有些機型表現出高頻率閃爍,而不易察覺的眼睛,可以通過視頻圖像中產生偽影,強度迅速波動。此外,熒光燈所產生的光的發射光譜在綠色波長區域具有尖銳的峰,而在某些情況下,它們顯示出光譜的不連續性,復雜化的因素,這些光源的彩片的響應相匹配。

                                                                設計為放置在盡可能靠近于光軸入射的光路,但不是對軸的,被分類為接近垂直的發光體的光源,反射鏡格里諾設計立體顯微鏡位于兩眼之間的直接路徑在顯微鏡主體的基礎上,并且向下引導從光源,在試樣表面,幾乎垂直。

                                                                stereoreflected figure9

                                                                在共同的主要目標(CMO)的設計中,一個反射鏡之間放置的目標和變焦機構(同樣的距離偏離中心作為兩眼路徑),使三個光路的試樣上面的平面重合。在本設計中,目標輔助聚光的光中,除了它的圖像形成功能。圖9顯示了兩個(格里諾和CMO)體視顯微鏡設計的照明和成像光學途徑。

                                                                垂直照明器提供真正的離軸照明,通過加入一個半反射面,它被放置在一個45度角的光軸下方的顯微鏡物鏡。的反射光,從照明器的光軸成直角放置,向下朝向試樣,同時允許從檢體反射的光通過顯微鏡的光學系統傳回。在體視顯微鏡,半反射鏡通常采用執行的分束功能。格里諾顯微鏡照明器必須被設計,以適應每個眼睛路徑(在特定的相互垂直的),并且可結合成角度的光學元件,以滿足這一要求。為一個單一的光路中,如粗型照相術中使用的,所述反射器可以是簡單的一塊薄玻璃。

                                                                垂直照明裝置包括光源和半反射鏡之間的任一聚光透鏡或擴散板。在冷凝器系統中,來自所述光源的光線被聚焦在一個類似的方式反射光科勒照明。的照明光線收斂,從分束鏡被反射后,在出射光瞳(后孔徑)的物鏡。這種類型的系統最大化的有效數值孔徑的照明路徑中,產生的圖像具有相對較高的對比度,杰出的分辨率和良好的再現分鐘表面細節。

                                                                stereoreflected figure10

                                                                系統設計的垂直照度擴散元素(而不是一個冷凝器)在光路中的鏡子前,一般具有較低的照明數值孔徑。這些設計更容易對齊,但是,并產生較低的對比度的圖像,用更少的陰影。小的表面細節沒有得到很好的解決與冷凝器系統,雖然這種類型的彌漫性軸向照明的許多任務,需要進行評估鏡面是理想的。在這些應用程序中的檢查CD-ROM的表面和硅片,字符閱讀小零件,和在印刷電路板上的焊料焊墊成像元件檢查,除了生物和醫學研究的標本。垂直照明燈可以進行配置,使簡單的照明或光纖系統可以作為光源。自定義照明往往是耦合到光纖導游的具體尺寸,多分支光纖作為附件提供一個特定的照明設計指南。

                                                                同軸照明是相似的(概念)上軸垂直照明,標本照明特性和可比較的結果。然而,一個主要的不同是同軸照明的照明路徑顯微鏡的光學系統中,而不是顯微鏡和標本之間的范圍內。這項技術可以被描述為通過透鏡照明,作為主圖像的體視顯微鏡成像光學列車作為它自己的冷凝器,經典金相顯微鏡的功能類似的方式。這種技術的主要優點是,在照明系統的數值孔徑的人士的目標改變。作為體的體視顯微鏡在放大倍率增大,數值孔徑也增大,對于圖像形成和照明通路。這體現偏移中的損耗增加放大倍率的圖像強度,是其他的照明技術,如簡單的垂直照明的特點。因此,通過目鏡的視場是整個變焦光學系統的放大倍率范圍同樣明亮。

                                                                變焦體視顯微鏡,同軸照明器的位置(如在圖1中示出),和下面的雙目鏡筒及輔助攝影器材適配器采用分束器。圖10給出的剖面圖中的一個典型的同軸照明顯微鏡放大體與其它成分為清楚起見移走。光被引導通過兩個獨立的途徑和透鏡系統(右眼和左眼)變焦體中,由半反射鏡的位置。偏光元件是用來消除內部反射光學元件,以及其他來源的眩光,這將降低圖像的對比度。被放置在光源和反射鏡之間的主偏振器,偏振入射的光放大體。分析儀(或二次偏光)上方的半反射鏡消除不良反射,才到達目鏡。為了允許從檢體的圖像形成的反射光通過上偏振片的目鏡或相機附件,四分之一波長的相位差板,它的功能作為一個去偏振器,被安裝的前端透鏡元件??的共同主要目標。在使用中,相位差板可以是旋轉的角度位置,以確保正在研究的試樣進行了優化的圖像的亮度和對比度。

                                                                垂直照明同行顯微鏡配備同軸照明器的目標應用程序是相同的,并包括集成電路和半導體晶片,金屬和材料分析,檢查和任何的任務,需要拋光的表面的均勻的照明。的光軸上的光的光軸成直角的位置不粗糙的表面或表面是不理想的。照明軸線成直角定向的表面會出現在圖像中的明亮的,而其它方位出現暗的,因為光被反射相差的成像路徑。同軸照明技術的這種特性使有益的應用投奔拋光或磨練表面的分析。

                                                                同軸照明器是一個最低的顯微鏡的放大倍率,可以采用限制阿顯著的限制。對于放大倍率視野的大小接近的有效直徑的物鏡孔徑,反射的光從該字段的邊緣可能無法進入變焦身體。作為一個結果,將顯著地降低照明強度(“脫落”)時,圖像的邊緣。此外,有關此限制的其他圖像的問題可能會導致,根據顯微鏡的特性,身體的放大倍率低于約2倍至3倍,可能無法。利用同軸照明器的另一個考慮因素是,所述照射器模塊本身可能會增加倍率(也許1.5倍),乘以總的基本顯微鏡的放大倍率,從而進一步限制了最大可用視場直徑。

                                                                發光二極管照明燈

                                                                在顯微鏡照明,特別是應用立體顯微鏡,最新的技術之一是基于白光發光二極管(LED)。一個相對較新的技術的發展,發出白光二極管光源在機器視覺應用所接受,并且正在越來越多地應用在顯微鏡。現在市場有幾家公司將白光LED環形燈不同的變化,包括現貨重點,彌漫性,短于或長于正常工作距離進行了優化版本。其他的基于LED的照明器的配置是可用的,包括射燈,背光板,線性陣列,彌漫性軸向發光體。圖11說明了將一個發光二極管陣列的環形照明器的結構細節。

                                                                stereoreflected figure11

                                                                發光二極管是一種冷光源,具備的優勢和大多數設計有一個恒定的輸出光譜對他們極長的壽命。照明率的LED 40,000小時或以上,有可能超過10萬小時的壽命(比鹵素燈的典型壽命約1000小時)的供應商。由于這些來源所表現出長壽命,他們基本上沒有需要更換,而制造商可以選擇密封在光源和相關聯的光學元件。這可以是一個顯著的優勢,在許多應用中,由于在拆卸更換燈泡照明節省時間,并在經常繁瑣的調整顯微鏡組件維護。

                                                                與目前的白色發光二極管甲顯著的問題是其強度比較低,這可能會限制它們的應用在體視顯微鏡的放大倍數降低,如果直接的視覺檢查是必要的。照相膠片或數字捕獲的文檔中,低強度可以被補償,在一定程度上,通過曝光時間的增加。的另一個缺點是目前可用的白色二極管光源的輸出顏色溫度不能很容易地過濾修改的光譜特性。這種情況的原因很多LED不產生真正的紅,綠,藍輸出,可以在一個簡單的過濾方式塑造。

                                                                發光二極管設備固有的單色,與被確定的所述半導體材料的帶隙在其構造使用的顏色。繼早期的紅色發射器件,材料開發,使橙色,黃色,和綠色LED的生產。然而,直到最近開發的半導體材料,生產高亮度藍光和紫外線的波長,它成為技術上是可行的,以生產固態白光。大多數白光LED的制備氮化鎵藍色發光半導體死亡所包圍,它會發出藍色光激發一系列的可見光波長較長時磷光材料。磷的排放主要是由黃色的光,通過添加劑混合產生白色的外觀與互補的藍色結合。其他技術產生明顯的白色輸出包括兩個大幅單色補充來源(雙色LED)的,或三個單色光源(三基色發光二極管)在適當的比例來實現白色感的顏色混合。的波長的組合,可以產生“白”光具有相對較高的色溫,這是在合適的范圍內光學顯微鏡應用。

                                                                實現白色發光,這是熒光燈管的機制相似,采用另一種方法,在寬范圍內的可見光的波長的寬的光譜輸出的白色光發射的熒光體。通常依賴于這種類型的LED的半導體材料,其發射的紫外線來激發熒光體,和從器件的輸出在整個可見光的磷光體發射的二次的結果。LED照明裝置可報告表現出日光的色溫(大約5500 K),但它們的光譜特性的幾個可能不容易的響應相匹配的照相膠片。其結果是,這些LED用于數碼相機系統可能更合適。雙色,三基色的器件,即產生似乎是白色的光,這是特別真實的,但現在是不適合的所有應用程序的光譜特性。

                                                                在固態照明光源的諸多優勢是相對較低的功耗需求,使這些設備進行操作的合理期間電池電量。這樣做的好處,大大提高LED供電顯微鏡在現場應用的效用。通常情況下,LED照明器的操作,為1?3伏的電源,在10?100毫安。環形燈照明,利用LED的一般行為表現出相同的光纖和其他環形燈,他們的許多優點,似乎給他們在顯微鏡應用的巨大潛力,尤其是當他們隨著時間的推移得到改善。利用LED燈的替代照明配置,隨著它們的發展在發展中,都應該有其靈活性與體視顯微鏡使用的幾乎無限的潛力。



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