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                        顯微鏡光學知識講解-照明系統篇

                        更新時間:2023-01-11      點擊次數:589
                        顯微鏡中的照明方法,是影響觀察、照相、測定結果質量的重要因素。正確的照明法不能降低亮度和分辨率,進行照明時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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                        顯微鏡的照明系統應滿足下列基本要求:


                        a.光源有足夠的照明亮度。

                        b.保證試樣上被觀察的整個視場范圍內得到強的均勻的照明。

                        c.應有可調節的孔徑光闌。調節光闌大小,可控制試樣上物點進入物鏡成象光束孔徑角的大小,以適應不同物鏡數值孔徑的要求,充分發揮物鏡的分辨能力。

                        d.應有可調節的視場光闌??刂圃嚇颖砻姹徽彰鲄^域的大小,以適應不同目鏡、物鏡組合時的顯微視場的要求,并同時lanjie系統中有害的雜散光。






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                        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。

                        • 合適的分光特性。

                        • 發光部分的大小和形狀適當。

                        • 熱輻射不宜太大。

                        • 光源穩定。

                        • 經濟性好。






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                        照明方法

                        01

                        臨界照明

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                        臨界照明的特點:

                        • 經過集光鏡和聚光鏡系統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。

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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平面上,以平行光照明樣品的觀察區域。

                        • 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。

                        • 通過調節照明系統的視場光闌使照明光束與物鏡的數值孔徑相匹配。

                        • 孔徑光闌與視場光闌可獨立操作。






                        此照明法是金相顯微鏡常用的照明法,它有如下優點:

                        • 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點,zui 適用于顯微攝影特別是高倍顯微攝影。






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                        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率較好的生物樣品,故多在生物顯微鏡和教學示范類的學生用顯微鏡上。對于以觀察反射樣品為主的金相顯微鏡基本不采用。






                        02

                        鹵素燈

                        鹵素燈比自熾燈亮度亮,光譜接近于日光,色溫隨時間變化相當少。同時體積小,發熱少,單位面積發光亮度大,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光元素,常用為短弧氙燈。其光譜接近目光,高亮度,光色質量優良,色溫約6000k。氙燈廣泛應用于高速及彩色攝影,大視場投影及電視觀察。由于氙燈點燃時需用起動裝置,結構較復雜,體積大,因而價格較貴。目前金相顯微鏡基本不用。






                        04

                        超高壓汞燈

                        這是點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,點燃需高壓起動裝置,常用有50W和100W,壽命大約為200小時,現在最新又有一種長壽命的超高壓汞燈,功率120W,壽命標稱2000小時。






                        05

                        LED光源

                        目前徠卡的產品都使用了LED光源,LED相較于傳統照明有很多優勢:

                        • 亮度超過100w鹵素燈;

                        • 高反差,圖像銳利;

                        • 恒定色溫4500K,色彩還原真實;

                        • 更久的使用壽命≥72000小時;

                        • 調節方便,無需更換燈泡;

                        • 適用于多種觀察方式。

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