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。
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,并同时拦截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
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。
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,最适用于显微摄影特别是高倍显微摄影。
3、光源种类和特性
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。