使用倒置顯微鏡時(shí)，您需要從下方觀察樣本，因?yàn)榈怪蔑@微鏡的光學(xué)元件位于樣本下方，而使用正置顯微鏡時(shí)，您需要從上方觀察樣本。一直以來(lái)，倒置顯微鏡主要用于生命科學(xué)研究，因?yàn)橹亓颖境寥牒兴匀芤旱耐凶撞浚瑥纳戏絼t無(wú)法觀察到太多內(nèi)容。但近段時(shí)間以來(lái)，倒置顯微鏡在工業(yè)應(yīng)用中也變得越來(lái)越流行。我們現(xiàn)在一起來(lái)了解倒置顯微鏡在工業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于正置顯微鏡，樣本的尺寸限制為80 mm的平均高度和3 kg的重量，這也取決于所使用的物鏡。而這一限制并不適用于倒置顯微鏡。由于光學(xué)元件都安裝在載物臺(tái)下方，所以樣本放在物鏡上方。這意味著使用者獲得了更佳的工作距離，可以處理重達(dá)30 kg的大型厚重樣本。所以如果要處理較大且較重的樣本，或者使用的樣本在尺寸和重量方面存在著極大的差異變化，則倒置顯微鏡能夠提供您所需的自由。

圖1: 左：倒置顯微鏡的光通道。右：含有大樣本的倒置顯微鏡。

使用倒置顯微鏡時(shí)，您只需要將樣本擺放于載物臺(tái)上，對(duì)焦表面進(jìn)行成像即可。樣本在所有放大倍數(shù)下都能保持對(duì)焦而且同類型的樣本都能進(jìn)一步保持同樣的對(duì)焦。

使用正置顯微鏡時(shí)，其工作流程包含更多需要操作員完成的任務(wù)：您需要降低載物臺(tái)，將其移出，取下樣品架并安裝新的樣品架，將樣本擺放到位并實(shí)施保護(hù)，再使用樣本壓塊將樣本表面調(diào)平，之后才能轉(zhuǎn)換至更低的放大倍數(shù)進(jìn)行定位。操作員需要練習(xí)全部這些步驟，但不同的步驟在每次操作當(dāng)中依然存在著失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于未經(jīng)培訓(xùn)的操作員來(lái)說(shuō)，樣本的放置可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)；而使用倒置顯微鏡時(shí)，將樣品放在載物臺(tái)上可謂‘小菜一碟’，整個(gè)操作所需的步驟也更少。

還有一點(diǎn)：正置顯微鏡的所有步驟加起來(lái)會(huì)非常耗時(shí)，尤其是當(dāng)您需要對(duì)樣本逐一進(jìn)行觀察而且樣本量較大時(shí)。假設(shè)經(jīng)驗(yàn)豐富的使用者在操作正置顯微鏡。即便每個(gè)步驟只需要5秒的時(shí)間，倒置顯微鏡的使用者也能輕松快于其他的同事：以下舉例了立式顯微鏡與倒置顯微鏡（如Leica DMi8 ）在工業(yè)應(yīng)用中的使用者耗時(shí)對(duì)比。他們的任務(wù)是分析標(biāo)準(zhǔn)的金相學(xué)樣本。

表1：正置顯微鏡對(duì)比倒置顯微鏡的工作流程。

按照這里的假設(shè)，與正置顯微鏡的樣本分析相比，倒置顯微鏡可以讓您速度加快4倍，從而利用倒置顯微鏡完成更大的工作量。

物鏡會(huì)壓碎樣本早已不是秘密。正置顯微鏡的這種風(fēng)險(xiǎn)最大。這種問(wèn)題一旦產(chǎn)生，您不僅要購(gòu)買新的物鏡，還要將樣本丟棄掉。大多數(shù)情況下，無(wú)法立即獲得備用物鏡而是需要重新訂購(gòu)。這就導(dǎo)致了樣本產(chǎn)出效率的下降，而如果沒有第二臺(tái)顯微鏡可用，則最壞情況是導(dǎo)致工作的中斷。

倒置顯微鏡的設(shè)計(jì)有助于大幅降低將物鏡壓迫樣本的風(fēng)險(xiǎn)。首先，物鏡位于載物臺(tái)下方，因此得到了更多的保護(hù)。其次，諸如 Leica DMi8 等工業(yè)應(yīng)用儀器具有上方對(duì)焦停止功能，通過(guò)定義轉(zhuǎn)換器的上止點(diǎn)來(lái)提供額外的安全性。因此，在保護(hù)您投資的同時(shí)，您可以專注于任務(wù)工作而不必花時(shí)間擔(dān)心工具和樣本可能受到的損害。

樣本準(zhǔn)備工作比較少，因?yàn)榭梢灾苯犹崛颖静⒎胖糜谳d物臺(tái)上進(jìn)行觀察。此外，樣本只有一邊需要進(jìn)行處理。由于不需要包埋樣本，也不需要切割過(guò)大的樣本，因此能夠節(jié)省時(shí)間。在顯微鏡上對(duì)樣本進(jìn)行操作的同時(shí)并不需要使用樣本壓塊來(lái)對(duì)樣本進(jìn)行調(diào)平。7個(gè)樣本準(zhǔn)備步驟變成了2個(gè)。這就能幫助您節(jié)省時(shí)間和成本。

圖2: 左：用于倒置顯微鏡的帶拋光表面的樣本。右：對(duì)于正置顯微鏡，樣品必須安放在樣品架上。

使用正置顯微鏡來(lái)觀察樣本時(shí)，您的大腦可能“轉(zhuǎn)不過(guò)彎"：由于儀器的構(gòu)造，將載物臺(tái)移動(dòng)到左邊時(shí)眼睛通過(guò)物鏡看到的樣本圖像會(huì)向右移。反之亦然。

如果通過(guò)工業(yè)用的倒置顯微鏡，如 Leica DMi8等，對(duì)樣本進(jìn)行觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，樣本的移動(dòng)方向與載物臺(tái)的方向一致。移動(dòng)表現(xiàn)和我們?cè)谡鎸?shí)世界中了解到的事物一樣。尤其對(duì)于沒有經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的使用者，這確實(shí)減輕了工作負(fù)擔(dān)，因?yàn)槭褂谜卟槐厮伎紭颖疽苿?dòng)的方向，整個(gè)觀察過(guò)程就好像沒有使用任何光學(xué)元件一樣。無(wú)論如何您都不用在這方面花太多的心思，可以相對(duì)節(jié)省時(shí)間并因此加快整個(gè)操作過(guò)程。