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奧林巴斯顯微鏡:聚光鏡的分類和結構

2013-10-16  發布者:admin 

台下聚光器收集從顯微鏡光源的光集中到一個錐形的光,照亮了試樣均勻的強度在整個視野。聚光鏡光錐至關重要的是,進行適當調整,以優化進入物鏡前鏡頭光強度和角度。每次改變一個物鏡,必須進行相應的調整台下聚光的數值孔徑的新的物鏡,以提供適當的光錐。

abbe condenser

 

在圖1中示出一個簡單的雙透鏡的阿貝聚光鏡。在該圖中,來自光源顯微鏡照明源傳遞通過聚光鏡的孔徑光闌,位於聚光鏡的的基礎上,並且是由內部的透鏡元件,然後通過投射光的檢體在平行束從各個方位濃縮。尺寸和數值孔徑的光錐被確定通過調節光圈膜片。通過檢體(在顯微鏡載玻片上)後,與適當的角度成一個倒錐形的光的發散,以填補物鏡前麵的鏡頭。

 

光圈調整和正確聚焦,聚光鏡充分發揮潛力,物鏡是至關重要的。具體來說,適當使用可調整的光圈虹膜式光圈(聚光鏡或略低於納入)最重要的是確保正確的照明,對比度,景深。這個可變光闌的打開和關閉,控製的照明光照射的角度(因此該孔),通過聚光鏡,通過樣品,然後進入物鏡。聚光鏡高度控製通過齒條和小齒輪係統,它允許聚光鏡的焦點被調整為適當的照明的樣品。正確的定位有關的照明和聚焦錐形冷凝器到定量的顯微鏡和最佳的顯微攝影的關鍵。

 

必須小心,以保證聚光鏡光圈打開到正確的位置相對於客觀的數值孔徑。當聚光鏡光圈開太寬,從樣品的斜光線的折射產生的雜散光產生的眩光和降低整體的對比。在另一方麵,當孔徑過小,則照明錐是不足以提供足夠的分辨率和圖像失真由於從試樣的折射和衍射。

 

聚光鏡分為分類的目的(例如:明場,暗場,相位相反,等),並且還可以根據他們的程度的光學校正。有四種主要類型的聚光鏡相對於光學像差的校正,如在表1中列出。

 

聚光鏡像差校正

聚光鏡類型

畸變修正

 

色差

Abbe

---

---

Aplanatic

x

---

Achromatic

---

x

Aplanatic-achromatic

x

x

 1

 

 

最簡單和最糾正(也是最便宜)的聚光鏡是阿貝聚光鏡,可以有一個數值孔徑高達1.4有三個或更多內部鏡頭元件在高端機型。雖然阿貝聚光鏡是能夠通過明亮的光線,它不是色或球形光學像差校正。在圖2中示出一個典型的阿貝聚光。在其最簡單的形式中,阿貝聚光鏡有兩個光學透鏡產生的圖像的不鋒利的,並且在邊緣處由藍色和紅色的顏色包圍的照明視場光闌的元素。

condenser figure2

 

阿貝聚光鏡作為沒有光學矯正的結果,主要用於常規觀察適合與適度的數值孔徑和放大倍率的物鏡。阿貝聚光鏡的主要優點是寬的錐狀照明聚光鏡是能夠的製造,以及作為其工作能力有長工作距離的物鏡。默認情況下,這些聚光鏡常規實驗室使用的是真正的工作母機,大多數顯微鏡阿貝聚光鏡的製造商提供。

 

一個新的水平的聚光鏡校正的分裂,無論是球形(齊明)或色(消色差)光學像差糾正專為消球差和消色差的聚光鏡。這些聚光鏡的典型的例子中示出在圖3(消色)和圖4(消球差)。消色差聚光鏡通常含有3至4個透鏡元件,在兩個波長(紅色和藍色)色像差進行校正。

condenser figure3

 

圖3中示出的消色差的聚光鏡包含四個透鏡元件,具有一個數值孔徑為0.95,可達到的最高無需浸油。聚光鏡是有用的“幹”的物鏡,並為黑白或彩色顯微攝影常規實驗室分析和關鍵。

 

選擇台下聚光鏡中的一個關鍵因素是數值孔徑的性能將是必要的,以提供足夠的用於物鏡的照明錐。應等於或稍小於最高的物鏡數值孔徑的數值孔徑的聚光鏡。因此,如果以最高的放大率的物鏡是一個油浸物鏡的數值孔徑為1.40,然後台下聚光鏡也應該有一個等效的數值孔徑,以保持係統的分辨率最高。在這種情況下, - 浸油將具有聚光鏡頂部的透鏡和所述底麵的顯微鏡載玻片,以達到預定的數值孔徑(1.40)和分辨率之間施加。如果使用油,將限製在最高的係統的數值孔徑為1.0,得到的最高空氣作為所述成像介質。

 

消球差聚光鏡很好地校正球麵像差(綠光),但沒有色差。在圖4中示出一個典型的消球差的數值孔徑為1.40的聚光鏡。此聚光鏡設有5個透鏡元件,並且能夠將光聚焦在一個單一平麵。消球差的聚光鏡能夠一起使用時,由一個激光源,或通過使用一個幹涉濾光器與鎢鹵素燈照明產生的綠色光的製造良好的黑色和白色的顯微照片。

condenser figure4

 

在消色差,平場消色差聚光鏡的光學像差的校正成立的最高水平。良好地校正色差和球麵像差,此聚光鏡是聚光鏡,給出用於在關鍵與白色光的彩色顯微攝影。圖5(數值孔徑= 1.35)中示出一個典型的消球差的消色差聚光鏡。這聚光鏡提供8個內部凝成2個的雙峰和4個單鏡頭的鏡片。

condenser figure5

 

雕刻上發現聚光鏡殼體包括其類型(消色差的,消球差的,等等),數值孔徑,並且,表示近似調整(大小)的孔徑光闌的漸變規模。正如AG亚游集团上麵提到的,聚光鏡與數值孔徑在0.95以上時,最好執行一滴油被施加到其上部的透鏡與樣本載玻片的底麵接觸。這確保了從聚光鏡產生的傾斜的光線不會反映從下方的滑動,,但引導到試樣。在實踐中,這可以變得乏味,通常不是在常規顯微鏡,但在高分辨率和精確的顯微攝影工作時,使用高功率(數值孔徑)的物鏡是至關重要的。

 

另一個重要的考慮是顯微鏡載玻片的厚度,這是至關重要的聚光鏡蓋玻片厚度是物鏡。大多數商業化生產商提供的滑動,最常見的是非常接近到1.0毫米的厚度在0.95毫米和1.20毫米的範圍內。要使用最高數值孔徑的聚光鏡,往往有一個很短的工作距離的顯微鏡滑動的厚度1.20毫米是太厚。雖然這並沒有很大的關係為常規標本觀察,結果可能是災難性的精密顯微攝影。AG亚游集团建議顯微鏡玻片上選擇具有的厚度為1.0±0.05毫米,和它們進行徹底的清洗使用前。

 

當物鏡被改變時,例如,從10X到20X,聚光鏡的孔徑光闌也必須進行調整以提供一個新的物鏡相匹配的數值孔徑的光錐。這是通過把圖2-6中示出的聚光鏡上的滾花旋鈕。有一個小的黃色箭頭或索引標記位於此旋鈕上,表示相比,聚光鏡殼體上的線性灰度時,該孔的相對大小。許多製造商將同步此灰度對應的近似數值孔徑的聚光鏡。例如,如果選擇的顯微鏡已的數值孔徑0.25的10X物鏡,然後沿箭頭將放在旁邊的值0.18-0.20(大約80%的物鏡的數值孔徑),在聚光鏡殼體上下的灰度。

 

通常,它是不實際的物鏡(2X到100X)的整個範圍由於必須產生物鏡的數值孔徑相匹配的範圍廣泛的光錐,使用一個單一的聚光鏡。物鏡範圍內的2至5倍,具有低功耗,照明錐的直徑在6-10毫米之間,而高功率的物鏡(60X到100X)需要高度集中的光錐的直徑隻有大約0.2-0.4毫米, 。一個固定的焦距,它有一個單一的聚光鏡是很難實現的這種大範圍的照明錐體。

 

condenser figure6

在實踐中,這個問題是可以解決的,在幾個方麵。對於低功率的物鏡(在下麵的10倍),它可能是必要擰開頂端透鏡的聚光鏡,為了填補與光的視場。有些聚光鏡產生與翻蓋上透鏡來完成,這更容易,如在圖6中示出。許多製造商現在生產的聚光鏡完全翻轉時,使用低功耗的物鏡。其他公司可能將在光路中的輔助矯正鏡片的10倍以下的物鏡,為確保適當的照明。當聚光鏡不使用其頂部的鏡頭,光圈可變光闌打開,寬視場光闌,現在可見的物鏡的背麵,提供就好像它是孔徑光闌。翻蓋式聚光鏡的製造中的各種配置與取值範圍從0.65至1.35的數值孔徑。數值孔徑為0.95或更小值的那些聚光鏡旨在用於與“幹”的物鏡。但是,具有大於0.95的數值孔徑的搖擺聚光鏡旨在用於油浸物鏡,並檢查關鍵樣品時,它們必須有一個在顯微鏡載玻片和聚光鏡頂部透鏡的底部之間放置一滴油。

 

除了上麵討論的共同的明視野聚光鏡,有各種各樣的專門適合於許多不同的應用程序的模型。表2中列出了不同的的聚光鏡配置和預期的應用。

 

 

台下聚光器的應用

聚光型

明場

暗場

相差

DIC

偏光

平場消色差/

 Aplanat NA 1.3

-
[10X〜100X]

消色差透鏡旋出 
NA 0.90

-
[4X〜100X]

低倍率 
NA 0.20

-
[1X〜10X]

相襯阿貝 
NA 1.25

-

-
[NA 0.65]

-
[10X〜100X]

相襯消色差透鏡 
NA 0.85

-

-
[NA 0.70]

-
[4X〜100X]

DIC通用 
平場消色差/ Aplanat

-

-
[NA 0.70]

-
[10X,100X]

-
[20X,40X,100X]

暗場,幹 
NA 0.80〜0.95

-
[4X〜40X]

暗場,油 
NA 1.20〜1.43

-
[4X〜100X]

染色無消色差透鏡 
旋出NA 0.90

-

-
[4X〜100X]

表2

 

 

從表2中的數據,這是顯而易見的,台下聚光鏡有很大不同的應用程序之間的可互換性。比如,DIC普遍消色差透鏡/ 消球差聚光鏡是有用的明場,暗場,相襯,除了主DIC應用。其他聚光鏡有類似的互換性。AG亚游集团會處理各方麵的需要AG亚游集团修改後的聚光鏡部分的個人技術,專業的顯微鏡技術。請隨時訪問AG亚游集团網站的這個有趣的部分為台下聚光鏡更具體的信息。



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