所有的频繁,复杂和装备精良的显微镜无法产生优秀的图像由于不正确使用光源,这通常会导致样品照明不足。 当优化,检体的照明要明亮,无眩光,并均匀地分散在视场中。
同时有对常规观测和临界显微摄影可以照亮无数显微镜光源。 一个最常见的光源,因为它的成本低,寿命长,是50或100瓦钨卤素灯作为在显微镜图的图1中的基础上,还详细介绍了光路径在一个典型的现代透射光显微镜示出。 在该图中,钨 - 卤灯发射在3200 K(当设置在+9伏的灯电压),然后被反射到台下聚光镜和前通过一个集电极和场透镜通过中心的光的连续光谱到样品。 成象光线通过显微镜物镜捕获并通过任一进入目镜或定向由一个分光镜成若干照相机端口之一。 整个显微镜的光路,照明被引导,并通过一系列膜片和,因为它从源行进到照亮样品镜片,然后进入目镜或照相机附件聚焦。 显微镜在现代显微镜来优化照明的光学部件的对准进行以下科勒照明的规则。 如何既透射和反射光显微镜的更多细节进行适当的排列柯勒照明在我们的部分上设置了一个讨论显微镜透射光与反射光 。 在上面图1中所示的光路径是典型的透射光显微镜和涉及多个透镜,膜片,反射镜和分束器通过显微镜来引导光。
卤钨灯是与3200 K中心的彩色光谱相对亮(当设定在约+9伏),但要求颜色转换器,以提高他们的色温日光等效。 另一种流行的光源,因为它的非常高的亮度和长寿命,在整个可见光谱相对均匀的输出,并且近似于要求日光薄膜乳剂色温的75至150瓦特氙灯。 在需要非常高的光强度,锡 - 卤化物灯经常被使用。 在荧光显微镜,特别是用于临界显微摄影的物镜,百瓦或200瓦特汞的燃烧器常使用。 在往年,有可能被用于碳弧灯或锆灯泡,但这些能源目前很少见到的。 欲了解更多信息,可供显微镜照明灯的广泛的详细讨论,请访问我们的部分光源的显微镜和显微摄影。
通过反射光显微镜的光学路径源照明对准也是首要关注的,特别是对于金相,半导体晶圆检测,并显着的新进展荧光显微镜正在取得进展。 反射光显微镜也与各种光源照明的(如上所述),并可以调整为使用科勒照明最佳性能。
在他的优秀著作“ 摄影通过显微镜 ”, 约翰·德伊(John Delly)指出,提交竞赛,展览,科学出版物都显微照片的80%到90%是导致样品照明不佳正确对齐的光学系统的受害者。 这是与一般显微镜和显微摄影中最常见的问题之一,在许多大学实验室学生显微镜的惊喜检查就会发现调整后的不良台下聚光镜和照明光源的丰盈。 我们怀疑不正确对准和两个台下聚光镜和视场光阑的调节,比在给定的显微镜物镜的整个范围,在显微摄影误差的最大来源。
远焦或非聚焦照明 -不在光学路径某些点形成光源的像的照明系统被称为远焦或非聚焦照明。 电灯泡的发明之前,显微镜在他们选择的显微镜照明合适来源是有限的。 白天,他们可以点自己显微镜(或台下反射镜)朝向天空,并使用云,原油扩散屏幕横跨整个视野均匀扩散照明。 仪器制造商也将成为地面镜子努力增加在物平面的光强度产生凹面反射面。 云和蓝天都不是借给自己显微镜的光学路径内被轻易成像,并且因此远焦照明光源。 室内和夜间的工作被迫提前显微镜依靠照明的人工光源当中,由于这些源产生的固有色温较低,在不同的强度,色调和铃声比自然光下观察标本呈现颜色。 为了弥补这一点,显微镜已经使用各种类型的蓝滤色器以改变人造光的表观颜色温度密切匹配自然光线。 然而,在没有形成所述光路内的某处的光源的图像,照明的这些各种早期方法仍落入远焦或非聚焦照明的类别。
早期研究显示,日光和人工光源之间旋转时,有(实际上来说)在光学字符或图像的分辨能力没有明显的变化,提供的物镜的后透镜完全充满光。 后来,科学家们发现的最重要的要求是,在照明的数值孔径为至少等于物镜。 在十九世纪,新的照明光源被开发,以及新的“源中心”(后来被称为临界或Nelsonian照明)方法的开发是为了改善显微镜的光照条件。
临界(或Nelsonian)照明 -显微镜照明这种方法是由英国爱德华显微镜尼尔森利用恩斯特阿贝先进的光学原理首先开发。 Nelsonian照明从十九世纪一直延续到二十世纪后期的使用非常成功显微镜。 时至今日,仍然有重要的照明有的主张谁继续与显微镜需要外部光源,或更便宜的学生显微镜使用显微摄影的地方不是一个问题。
Nelsonian照明依赖于使用台下聚光器,以产生从在试样的平面的烧油灯(或其它均相光源)的火焰的聚焦图像,以实现在整个视场一个偶数有些照明条件。 光源均匀性是重要的考虑方面照度此方法时。 由燃烧的灯产生的火焰是相当均匀和一致的,但其他的源,例如磨砂放大器灯泡,蛋白石灯泡,或带状长丝也可用于临界照明。 图2示出了使用一个假想油灯,提供了一个均匀的照明源临界照明的光学通路。
从油灯火焰发射的光必须由台下聚光器聚焦(见图2),从而使火焰的图像是在的微滑块在样品平面产生的。 在实践中,常常是困难的(或不可能)找到聚焦在火焰的中心部分,所以火焰的“边缘”,通常被聚焦与台下镜的后续调整,使得的中央部分的图像火焰填充的视场。 光的进入显微镜的量可以通过视场光阑,它(如果存在的话)通常是外部连接进行控制。 足够的光必须进入显微镜完全填满物镜的后面,这可以通过聚光镜孔径光阑的适当调节来控制。 聚焦在样品平面光源是不稳定的,并且常常可以得到颗粒状,凹凸不平,或者斑点背景。 这可以通过略微散焦台下聚光镜,以产生一个更均匀的背景来克服。 Nelsonian照明在很大程度上是由显微镜照明的更有效的方法科勒取代。
柯勒照明 -这个主题将进行更详细的入门的另一部分讨论,但我们将在大的方面简单谈谈在这里。 在科勒照明,光源的图象被聚焦在聚光镜孔径光阑通过试样或对象的平面,以产生平行(和未聚焦)的光。 光源的聚光镜(在孔径光阑)所示的放大图像产生所需的检体的最佳分辨率照明的宽锥。 聚光镜孔径光阑的尺寸可以用于控制光锥照射该样品的数值孔径,并减少不必要的杂散光及眩光。 另外,灰尘和聚光镜的玻璃表面上的其他缺陷成像被最小化。
有效的样品照明是非常依赖于显微镜所有光学组件,包括照明源的正确对准。 严重的显微镜应该熟悉每个组件的调整范围,应实行不同的样品和物镜对准这些。 照度不均匀可以对显微照片的质量严重影响,引起“热点”,暗角,色彩条纹,对比度差,以及其他各种不良影响。 一些最新的显微镜配备有“为中心的预”灯不允许调整,有的甚至提供不具有横向调节机构聚光镜。 以确保这些镜下进行适当的科勒照明在工厂从事显微摄影对准前是很重要的。 请仔细阅读显微镜使用说明书和/或质疑你的工厂的技术代表,了解这些显微镜是如何照明优化的重要细节。