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显微镜的白光照明方式

发布时间:2022-03-07 14:00:52 浏览量:2846 作者:Leon

摘要

显微镜由于其强大的作用被集成到很多的光学显微测量、表征设备中,对样品的成像和捕捉需要利用显微镜自己的照明方式在相机上成像,例如低波数显微共聚焦拉曼光谱仪。

正文


显微镜白光照明方式

显微镜的照明方式按照其照明光束的照射方向,可被分为透射式照明和反射式照明两大类。顾名思义,透射式照明方法可以用来照亮透明或半透明的被检物体,由于载玻片的使用,绝大数生物显微镜属于此类照明法;反射式照明方法可以用来照亮完全不透明的被检样品,光束从样品上方照射,主要应用于金相显微镜荧光镜检法。

1. 透射式照明

透射式照明方法按照其光轴方向又分中心照明和斜射照明两种形式:

(1) 中心照明:中心照明是最普遍的透射式照明法,其特点是照明光束的中轴与显微镜的光轴同在一条直线上,一般从待观察样品的正下方入射。它又分为临界照明和柯勒照明两种。


图1.临界照明


临界照明:如上图1,临界照明的光源经聚光镜聚焦后成像在待观察样品上,光束狭而强,这是它的优点。但是光源的灯丝像与被检物体的平面重合,这样会造成待观察样品表面的照明不均匀,在有灯丝像的部分照明比较亮;无灯丝像的部分照明就较为暗,不仅会影响成像的质量,更不适合显微照相,这是临界照明的主要缺陷。针对上述问题的解决方法是在光源的前方放置乳白和吸热滤色片,使照明变得较为均匀和避免光源的长时间的照射而损伤被检物体。


图2.柯勒照明


柯勒照明:柯勒是十九世纪末蔡司厂的工程师,为了纪念他在光学领域的突出贡献,后人把他发明的二次成像叫做柯勒照明。柯勒照明,是用灯丝光源给标本提供均匀的照明。如上图2所示,柯勒照明系统由一个光源、两个镜组、孔径光阑视场光阑构成。孔径光阑紧靠于聚光镜前组放置,是一个可变光阑。孔径光阑经聚光镜后组成像在显微系统的待测样品表面上。而照明光源经过聚光镜前组成像于视场光阑处,视场光阑位于聚光镜后组的物方焦面上(也是可变光阑),这样,光源经过聚光镜后组后将成像在无穷远处。并且同时,视场光阑经聚光镜后组成像于无穷远处。柯勒照明系统是将光源上每个点所发出的同心光束变成平行光束照射在物面上,从而避免了对物面上各个位置的照明不均。柯勒照明系统也可以看作是将临界照明系统的「光源」替换为「光源+前置物镜+光阑」,从而将光源通过前置物镜成像在临界照明的「孔径光阑」处。实际上,柯勒照明的孔径光阑位于临界照明的光源位置。柯勒照明克服了临界照明的缺点,这种照明法不仅观察效果佳,而且是成功地进行显微照相所必须的一种照明法。此外,这种照明的热焦点不在被检物体的平面处,即使长时间的照明,也不致损伤被检物体。


(2) 斜射照明:斜射照明方法中,白光光束的光轴与显微镜主体的光轴不在同一条直线上,而是与显微镜主体光轴有一定的夹角,斜入射在待测样品上,因此称呼为斜射照明。相衬显微术和暗视野显微术就是斜射照明。


2. 反射式照明

反射式照明的光束来自物体的上方,与显微镜的主体光轴重合,通过显微聚焦物镜后照射到待测样品上,因此物镜同时又起到了聚光镜的作用。这种照明法是适用于非透明物体,如金属材料、矿物等。


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