光學(xué)顯微鏡是光學(xué)儀器的一個(gè)大類,由荷蘭科學(xué)家胡克發(fā)明至今已有三百多年的歷史了,主要用于對(duì)微小物體的觀察與操作。經(jīng)過數(shù)百年的不斷發(fā)展,目前已發(fā)展成包括生物、體視、金相、測(cè)量四大類產(chǎn)品,同時(shí)結(jié)合各類技術(shù)成果形成了攝影、攝像、共焦掃描、熒光、偏光、暗場(chǎng)、相襯等一系列變形產(chǎn)品。光學(xué)顯微鏡文泛應(yīng)用于生物、基因工程、新材料、微電子、工業(yè)測(cè)量、微機(jī)械、*刑偵、醫(yī)療、教學(xué)等領(lǐng)域的科研與生產(chǎn)制造過程。
一、工作原理
1、 光學(xué)顯微鏡是利用光波(電磁波的一個(gè)譜段:可見光波長(zhǎng)范圍是:400nm~700nm:近紫外區(qū)域?yàn)?/span>300nm~400nm:近紅外區(qū)域?yàn)?/span>700nm~1500nm。)的折射成像或折反射成像原理,研制的光學(xué)成像儀器。但是由于光波長(zhǎng)的限制,在可見光波段內(nèi)常規(guī)光學(xué)顯微鏡的有效放大倍率在1600倍左右,超過1600倍的放大倍率對(duì)提高光學(xué)系的分辨率并無貢獻(xiàn)。
2、 顯微鏡一般由物鏡系統(tǒng)、棱鏡系統(tǒng)、目鏡、對(duì)焦機(jī)構(gòu)、照明系統(tǒng)、支架、工作臺(tái)等幾大部分構(gòu)成。
3、 基本原理是:顯微鏡物鏡將標(biāo)本放大成像(一次成像),顯微鏡目鏡將物鏡所成的像進(jìn)行二次大成像(二次像)、成像在無窮遠(yuǎn)或人眼的明視距離處,再由觀察者眼睛的光學(xué)系統(tǒng)將“二次像”成像到本人眼睛的視網(wǎng)模上,大腦中即可獲得標(biāo)本的顯微圖像信號(hào)。
4、 光學(xué)顯微鏡總的放大倍率:β總=β物×β目(式中:β物是物鏡放大倍率,β目是目鏡放大倍率)。
如果顯微鏡附帶有攝像裝置,計(jì)算攝影攝像裝置放大倍率的公式是:β總=β物×β目β攝(式中:β攝是攝影或攝像接口裝置中光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率)。
二、產(chǎn)品分類
二、體視顯微鏡
(1) 體視顯微鏡顧名思義就是具有立體視覺的顯微鏡,也叫實(shí)體顯微鏡。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:光學(xué)系統(tǒng)必須有左右兩條“光路”分別對(duì)標(biāo)本進(jìn)行成像,而且左右兩條“光路”之間必須有一定的夾角(稱為體視角,一般在10°~12°范圍),模擬人的雙眼觀察有限距離物體時(shí)的狀態(tài),以形成立體視覺、便于在顯微鏡的物方(物鏡前方的簡(jiǎn)稱)進(jìn)行空間定位或?qū)?biāo)本進(jìn)行鏡下操作。因此,體視顯微鏡廣泛應(yīng)用于科研與生產(chǎn)過程中各類顯微操作場(chǎng)合、成為*的得力工具(克隆技術(shù)中的細(xì)胞顯微操作、集成電路引線焊接與封裝、醫(yī)療 顯微外科手術(shù)等),具有廣闊的市場(chǎng)。
(2) 體視顯微鏡按結(jié)構(gòu)形式有:固定率體視顯微鏡、間隔變倍體視顯微鏡、連續(xù)倍體視顯微鏡三類,分別屬于低檔、中檔和中產(chǎn)品,適用于不同場(chǎng)合。為了滿足記錄、傳播標(biāo)本顯微鏡圖像的要求,還有具備攝影攝像、功能的體視顯微鏡,簡(jiǎn)稱“三目體視顯微鏡”,可以通過攝影、攝像接口連接各類照相機(jī)、攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)。
(3) 因體視顯微鏡的應(yīng)用特點(diǎn),一般產(chǎn)品的放大倍率范圍為:2X~200X。進(jìn)口產(chǎn)品有達(dá)到400X以上的,但放大倍率到200X以上后由于“光學(xué)景深”(通過光學(xué)系統(tǒng)觀察的標(biāo)本深度)太短,儀器已沒有立體視覺,只是起一般的平面放大作用了。
(4) 體視顯微鏡的主要技術(shù)指標(biāo)有:放大倍率與倍率范圍、視場(chǎng)直徑、物方工作距離、物鏡變倍比(連續(xù)變倍體視顯微鏡)等。
(5) 部件配置及常規(guī)參數(shù)
①附加物鏡:
0.3X、0.5X、0.7X、1.5X、2.0X、2.5X為常用規(guī)格。
采用平行光路的產(chǎn)品有1.0X物鏡。根據(jù)特殊要求還可以開發(fā)設(shè)計(jì)制造特殊規(guī)格的附加物鏡。
②目鏡系列:
10X、15X(16X)、20X、25X為常用規(guī)格。
另外為適應(yīng)戴眼鏡觀察,有“高眼點(diǎn)目鏡”;視場(chǎng)角大于45°的目鏡稱為“廣角目鏡”。根據(jù)應(yīng)用要求還可以設(shè)計(jì)制造特殊規(guī)格的目鏡。
(6)由于體視顯微鏡的應(yīng)用范圍非常廣闊、操作使用的要求差異很大,為了充分發(fā)揮其使用效能、提高工作效率,有各類附件供選配。
①照明光源:
光源支架(帶落射鹵素?zé)襞c透射熒光或鹵素?zé)簦?、可調(diào)鹵素?zé)簦?/span>50W)、環(huán)形熒光燈、光導(dǎo)纖維冷光源(可配單端、雙端、環(huán)形等光纖,用于不允許有紅外線輻射的場(chǎng)合)、LED光源、偏光裝置、暗場(chǎng)聚光裝置(用于寶石、透明礦物等標(biāo)本的簽定)
②支架系統(tǒng):
單橫桿萬向支架、雙橫桿萬向支架、擺臂平衡式萬向支架、微動(dòng)支架
③移動(dòng)平臺(tái):
2維平移工作臺(tái)、3維移動(dòng)工作臺(tái)(可傾斜、加1個(gè)旋轉(zhuǎn)軸)、集成電路硅片檢查工作臺(tái)、測(cè)量工作臺(tái)(X、Y方向10MM行程、0.01MM度)
④測(cè)微分劃尺:
目鏡分劃尺(0.1MM~0.05MM格值,“一字”“一字”、“十字”、“網(wǎng)格”等形式)物鏡分劃尺(0.01MM格值)
⑤顯微攝影攝像裝置:
袖珍變焦數(shù)碼相機(jī)攝影接口、單反數(shù)碼相機(jī)接口、35MM單反相機(jī)接口、工業(yè)CCD攝像機(jī)接口、DV攝像機(jī)接口。
2、 生物顯微鏡
(1) 生物顯微鏡主要用于動(dòng)植物組織切片、細(xì)胞與細(xì)菌涂片等標(biāo)本的微細(xì)組織結(jié)構(gòu)觀察。隨著生物工程和基因工程的發(fā)展,也是胚胎移植、克隆技術(shù)*的重要工具。生物顯微鏡主要追求zui高的細(xì)節(jié)分辨率、有效放大倍率、更寬廣的視野直徑等技術(shù)指標(biāo)。
(2) 生物顯微鏡常規(guī)結(jié)構(gòu)形式:
①透射照明正置式顯微鏡:為常見方式,其中低檔普及型又有雙目和單目?jī)煞N機(jī)型;
② 透射反射照明正置式顯微鏡:一般為或研究型產(chǎn)品;
③透射照明倒置式顯微鏡:可透過玻璃培養(yǎng)皿底部觀察其中活性生物組織或細(xì)胞的狀態(tài),同時(shí)可以對(duì)這些活性生物組織或細(xì)胞進(jìn)行顯微操作:
④透射反射照明倒置式顯微鏡:用途與透射照明倒置式顯微鏡基本相同,但還可以觀察不透明標(biāo)本。
⑤根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合生物顯微鏡又大致分為:普及型(全部采用消色差物鏡)、中檔產(chǎn)品(可選配平場(chǎng)消色差物鏡、攝影攝像裝置,可添加反射照明等裝置)、研究型產(chǎn)品(基本配置平場(chǎng)消色差物鏡或更的平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡、攝影攝像接口、反射照明裝置,有熒光、偏光、暗光、相襯等功能組件供選配)。
(3)生物顯微鏡主要部件有:
支架、移動(dòng)工作臺(tái)與標(biāo)本夾、對(duì)焦機(jī)構(gòu)、物鏡轉(zhuǎn)換器(按安裝物鏡的數(shù)量有3孔、4孔、5孔、6孔等規(guī)格)、觀察系統(tǒng)(分單目、雙目、三目即含攝像接口3種形式)、照明系統(tǒng)(包括聚光鏡、照明燈、供電與調(diào)光電路等)、目鏡等。
由于生物顯微鏡產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,國(guó)產(chǎn)中低檔產(chǎn)品不同廠家的區(qū)別主要在于光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量和外觀。
(4)生物顯微鏡的主要技術(shù)規(guī)范與指標(biāo)
①放大倍率與倍率范圍:40X~1600X(常規(guī)范圍);
②目鏡視場(chǎng)直徑:10X目鏡一般為φ18MM~φ22MM,進(jìn)口產(chǎn)品有達(dá)到φ26MM的:
③物鏡規(guī)格:4X、10X、40X、100X是常規(guī)規(guī)格(其中100X物鏡為獲得極限分辨率通常是“油鏡”,即在物鏡前鏡片與標(biāo)本“數(shù)值孔徑”,進(jìn)而提高物鏡分辨率,外觀標(biāo)“OIL”字樣),此外有2X、20X、25X、50X、60X、90X等規(guī)格,物鏡倍率用不同的外觀“色環(huán)”和數(shù)字來區(qū)分:
④物鏡品種:消色差、平場(chǎng)消色差、平場(chǎng)復(fù)消色差、相襯、暗場(chǎng)
⑤物鏡標(biāo)識(shí)
項(xiàng)目 | 標(biāo)識(shí)的形式與內(nèi)容 | 實(shí)列 | 附注 | |
放大倍率 數(shù)值孔徑 | 筒長(zhǎng)有限遠(yuǎn)物鏡 | 100 | 數(shù)值孔徑標(biāo)注到小數(shù)點(diǎn)后第二位 | |
筒長(zhǎng)無限遠(yuǎn)物鏡 | 100X | |||
數(shù)值孔徑 | /1.25 | |||
浸液介質(zhì): | 空氣 | 不加標(biāo)識(shí) | | |
油 | 黑色OIL | | | |
水 | 白色W | | | |
甘油 | 橙色GLYC | | | |
筒長(zhǎng) | 共軛距離為有限遠(yuǎn)機(jī)械筒長(zhǎng)(MM) | 160 | 通常標(biāo)注為: 160/0.17、160/0、∞/0.17、∞/0 | |
共軛距離為無限遠(yuǎn)的機(jī)械筒長(zhǎng) | ∞ | |||
蓋玻片 | 厚度(MM) | 0.17 | ||
光學(xué)性能等級(jí) | 字母筒寫(國(guó)內(nèi)外廠家不同統(tǒng)一) | PC | 如消色差、平場(chǎng)消色差等 |
⑥目鏡規(guī)格:10X、16X(常用規(guī)格),6.3X、12.5X、20X、25X(為系列規(guī)格,可選用)
⑦目鏡品種:觀察目鏡、測(cè)微目鏡(內(nèi)置測(cè)微分劃尺)、指針式目鏡
⑧照明聚光系統(tǒng):自然光照明、電光源照明、消色差聚光鏡、相襯聚光鏡、暗場(chǎng)聚光鏡、偏光裝置、熒光照明裝置
(5)生物顯微鏡的主要功能部件
①反射照明裝置
光源在物鏡后方、通過物鏡聚光照明標(biāo)本,可以觀察不透明標(biāo)本:通過汞燈光源的紫外光激發(fā),可用于觀察熒光染色標(biāo)本的熒光顯微圖像。
②攝影攝像裝置
袖珍變焦數(shù)碼相機(jī)攝影接口、單反數(shù)碼相機(jī)接口、35MM單反相機(jī)接口、工業(yè)CCD攝像機(jī)接口、DV攝像機(jī)接口
③生物顯微圖像電腦分析系統(tǒng):
將顯微鏡獲取的標(biāo)本圖像通過攝像機(jī)與圖像轉(zhuǎn)化卡、數(shù)碼相機(jī)、DV攝像像機(jī)等設(shè)備轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),利用專業(yè)的圖像處理與分析軟件包完成顯微圖像的增強(qiáng)、銳化、色彩等處理,自動(dòng)進(jìn)行各類參數(shù)的提取、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、繪制圖表、存儲(chǔ)、輸出等工作。目前該類設(shè)備已成為生物顯微鏡在研究、教學(xué)與醫(yī)療領(lǐng)域*的數(shù)字化、智能化配套裝備,對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率與工作質(zhì)量貢獻(xiàn)巨大。
3、 金相顯微鏡
(1) 金相顯微鏡是專門用于觀察金屬、礦物、巖石、陶瓷、半導(dǎo)體等材料細(xì)微結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡,基本結(jié)構(gòu)和類型與生物顯微鏡相似。與生物顯微鏡的主要不同之處有:
①因標(biāo)本多為不透明材料,照明方式以反射照明為主、較少配備透射照明系統(tǒng);
②因標(biāo)本上不覆蓋“蓋玻片”,物鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)形式生物顯微鏡物鏡有所差異;
③常采用圓形工作臺(tái),通過刻度可以用于礦物標(biāo)本偏振角度參數(shù)的測(cè)定。
④高倍率物鏡(100X)基本不采用浸液介質(zhì),數(shù)值孔徑較相同倍率的生物顯微鏡物鏡小。
(2) 金相顯微鏡常見型式
①倒置金相顯微鏡:工作臺(tái)在物鏡上方,標(biāo)本觀察(磨面)朝下,這樣標(biāo)本另一面無須加工、可為任意形狀(金相顯微鏡大部分屬于這一型式);
②正置金相顯微鏡:工作臺(tái)在物鏡下方,標(biāo)本觀察(磨面)朝上,標(biāo)本另一面必須與上面平行、標(biāo)本高度受工作臺(tái)行程的限制;
③金相顯微鏡按照性能又大致劃分為初級(jí)、中級(jí)、三檔。
(3) 或研究型金相顯微鏡的性能與配置:
①具有優(yōu)良整體光學(xué)成像質(zhì)量和高度的操作穩(wěn)定性;
②配置平場(chǎng)消色差或更的平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡;
③具備各類顯微攝影攝像接口,能夠靈活配置相應(yīng)的攝影攝像器材或裝置大幅面投影器;
④具有定性與定量偏光、相襯、微分干涉的功能:
⑤可以進(jìn)行顯微硬度測(cè)量;
⑥明、暗場(chǎng)照明裝置,包括各種規(guī)格的物鏡、聚光鏡等:
(3)金相顯微鏡在微電子工業(yè)中的應(yīng)用
在半導(dǎo)體工業(yè)制造領(lǐng)域,各類半導(dǎo)體晶片與集成電路的檢查、測(cè)量都必須大量采用當(dāng)學(xué)顯微鏡,其型式和光學(xué)性能要求與金相顯微鏡基本相同。隨著微電子工業(yè)的飛速發(fā)展,國(guó)外廠家在金相顯微鏡的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了的半導(dǎo)體工業(yè)顯微鏡,其主要性能特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
①大尺雨的標(biāo)本移動(dòng)工作臺(tái),適合于4、6、8乃至12英時(shí)圓晶的檢驗(yàn),同時(shí)發(fā)展了電驅(qū)動(dòng)工作臺(tái),以提高生產(chǎn)效率:
②長(zhǎng)工作距離物鏡(50X達(dá)10MM以上),能夠潢足物鏡工作距離內(nèi)安裝圓晶探針等裝備的特殊要求;
③物鏡可以明、暗場(chǎng)通用:
④通過引入短波長(zhǎng)光源,開發(fā)研制了高倍率物鏡(倍率已達(dá)250X),分辨率可滿足集成電路0.15UM線寬的檢測(cè)要求:
⑤采用超高壓球形汞燈和超高壓球形氙燈照明裝置,獲取短波紫端或近紫外線光源:
⑥整體結(jié)構(gòu)能夠滿足圓晶自動(dòng)生產(chǎn)線的組合要求。
4、測(cè)量顯微鏡
測(cè)量顯微鏡是借助顯微鏡的光學(xué)放大原理提高瞄準(zhǔn)精度、對(duì)各類零件或物體進(jìn)行幾何數(shù)測(cè)量的一類測(cè)量?jī)x器,是光學(xué)顯微鏡的一個(gè)重要分支。
測(cè)量顯微鏡廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械、電子產(chǎn)品、微電子等行業(yè)的產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制,是一個(gè)國(guó)家提高整體工業(yè)水平的基礎(chǔ)技術(shù)裝備,隨著工業(yè)水平的整體提高和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,測(cè)量顯微鏡的市場(chǎng)也在迅速增長(zhǎng)。
測(cè)量顯微鏡按照測(cè)量范圍分為:小型工具顯微鏡(量程~75MM)、′大型工具顯微鏡(量程0~150MM)、工具顯微鏡(量程0~200MM)、重型工具顯微鏡(量程0~500MM):按當(dāng)學(xué)成像方式有:目鏡二次放大式與投影放大式。一般測(cè)量精度:線值長(zhǎng)度0.01MM~0.002MM、角度5' ~10",可以測(cè)量線值(長(zhǎng)、寬、高)、角度、位置誤差、孔徑與孔距、螺紋、齒輪等參數(shù)。
三、詞解釋
1、 色差物鏡
首先需要說明“色差”這一概念:可見光波長(zhǎng)范圍是400NM~700NM,不同波長(zhǎng)的光線通過光學(xué)玻璃材料的折射角度是不同的、在光學(xué)零件中所走的路徑也不同。因此,同一物點(diǎn)發(fā)出的白光(可見光譜段光線)經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后不能成為一個(gè)白色像點(diǎn),而產(chǎn)生色彩,此現(xiàn)象稱為“色差”。
為了光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的“色差”不被人眼察覺或不影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量,必須采取消除“色差”的設(shè)計(jì)方案:選擇合理的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和光學(xué)材料反搭配,使F光(紫光,波長(zhǎng)λ=486.13NM)與C光(紅光,波長(zhǎng)λ=656.27NM)的成像位置基本重合,一般情況下這樣一來可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)其他色光的位置差異也可以控制在能夠接受的程度。
采用消除“色差”設(shè)計(jì)方案的顯微鏡物鏡即為“消色差物鏡”。
2、 平場(chǎng)消色差物鏡
一個(gè)平面標(biāo)本通過一般的消色差物鏡所成的像并非是一個(gè)平面、而是一個(gè)曲面,因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生“場(chǎng)曲”、使像面發(fā)生彎曲。這種現(xiàn)象一般并不影響人眼觀察時(shí)對(duì)整個(gè)像面清晰度一致的感覺,因?yàn)槿搜塾幸欢ǖ那舛茸詣?dòng)調(diào)節(jié)能力。但是,如果光學(xué)系統(tǒng)所成的像要通過膠片或CCD芯片清晰記錄,由于膠片或CCD芯片是一個(gè)平面、又不可能具有人眼那樣的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,因此設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)必須將“場(chǎng)曲”消除。
采用消除“場(chǎng)曲”光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造、成像面視場(chǎng)平坦的消色差物鏡稱為“平場(chǎng)消色差物鏡”,也稱“平視場(chǎng)消色差物鏡”。
更進(jìn)一步,在平場(chǎng)消色差物鏡技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用特殊的光學(xué)材料與設(shè)計(jì)手段、進(jìn)一步將可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)D光(黃綠光,波長(zhǎng)λ=589.29NM)與F光和C光成像位置的差異消除,可以使光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量獲得大幅度提高.采用這種技術(shù)設(shè)計(jì)制造的物鏡稱為”平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡”。
3、 相襯裝置
為了觀察與周圍介質(zhì)有相同光吸收系數(shù)和顏色、折射率或厚度稍有不同的物體(即稱為“相位物體”,如活體生物組織、某些礦物樣本)的顯微圖像,科學(xué)家澤尼克于1935年發(fā)明了一種利用光的衍射原理進(jìn)行成像的方法,稱為相襯法。利用這種主法設(shè)計(jì)制造的顯微鏡成像裝置即為“相襯裝置”。
顯微鏡相襯裝置一般包括:相襯聚光鏡和配套的系列相襯物鏡。將一般明場(chǎng)顯微鏡的聚光鏡與物鏡取下、換上相襯聚光鏡和相襯物鏡即可進(jìn)行相襯觀察。主要用于無法進(jìn)行染色或染色后會(huì)死亡的活體標(biāo)本的顯微成像。
4、暗場(chǎng)裝置
顯微鏡暗場(chǎng)裝置的工作原理:利用特殊的大孔徑照明聚光系統(tǒng)照標(biāo)本,但是不讓主要的直射照明光線進(jìn)入顯微鏡的物鏡光路、而只讓被標(biāo)本中微細(xì)結(jié)構(gòu)反射改變了方向的光線進(jìn)入顯微鏡光路成像。這樣一來顯微鏡視場(chǎng)中背景是暗的,但標(biāo)本中微細(xì)結(jié)構(gòu)的像的在濾除了強(qiáng)大的直射照明光線后獲得非常高的對(duì)比度、從而獲得超常規(guī)的分辨率。
顯微鏡暗場(chǎng)裝置有透射式與反射式的區(qū)別。透射式暗場(chǎng)顯微鏡主要用于觀察透明基體標(biāo)本(如懸浮在液體中的細(xì)胞、單細(xì)胞藻類,透明礦樣如寶石、晶體等)的細(xì)微結(jié)構(gòu);反射式暗場(chǎng)顯微鏡目前大量應(yīng)用于金相顯微鏡、尤其是半導(dǎo)體工業(yè)顯微鏡中,用于金屬材料、硅片的細(xì)節(jié)觀察。
簡(jiǎn)易暗場(chǎng)是顯微鏡暗場(chǎng)裝置的簡(jiǎn)易形式產(chǎn)品。
暗場(chǎng)裝置的聚光照明系統(tǒng)即為暗場(chǎng)聚光鏡。暗場(chǎng)聚光鏡有透射式與反射式兩類,與一般聚光鏡的主要區(qū)別是:數(shù)值孔徑須大于物鏡數(shù)值孔;聚光鏡光路中設(shè)有攔光光闌,阻擋中心部分的直射光線進(jìn)入物鏡光路、而讓周圍環(huán)帶部分光線以大角度(大于物鏡物方孔徑角)照明標(biāo)本,從而取得“暗場(chǎng)效果”。
5、偏光裝置
光是電磁波的一個(gè)譜段、用物理原理解釋是一種振動(dòng)波,在自然界的光線中太陽(yáng)光、鎢絲燈、氣體放電燈等光源發(fā)出的光線均是包含了各種“振動(dòng)方向”的自然光線。如果用“起偏器”將自然光線中其余振動(dòng)方向的光都濾除、只讓某一特定方向振動(dòng)的光線通過,通過的光線即是“偏振光”。顯微鏡偏光裝置即是利用“偏振光”與某些標(biāo)本物質(zhì)的相互作用來觀察、研究這些物質(zhì)的顯微結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。
顯微鏡偏光裝置基本由以下幾部分組成:起偏器、檢偏器(用于確定偏振光的偏振方向)、波片(用于偏振光的干涉成像)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(提供的角度數(shù)據(jù))。
6、 光裝置
熒光是物質(zhì)受特定波長(zhǎng)光線激發(fā)(輻照)后持續(xù)很短時(shí)間(一般為納秒級(jí))的自體發(fā)光。幾乎所有的機(jī)分子都能直接或經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理后產(chǎn)生熒光,因此在生物、組織、細(xì)胞、微生物、免疫、醫(yī)學(xué)等學(xué)科中獲得廣泛應(yīng)用、成為有力的科研手段。
熒光裝置的工作原理如下:光源(激發(fā)源)光線經(jīng)過激發(fā)濾色片選擇激發(fā)光波長(zhǎng),常用是紫外(UV)、紫(V)、藍(lán)(B)、綠(G)四個(gè)波段;激發(fā)光通過暗場(chǎng)聚光鐿照射標(biāo)本(一般應(yīng)經(jīng)過熒光色素染色處理)、標(biāo)本產(chǎn)生熒光;熒光通過物鏡經(jīng)過抑制濾色片濾除激發(fā)光和雜光后成像在物鏡像面上供觀察或攝影攝像記錄。
熒光顯微鏡接照光路形式也分為透射式與反射式兩種。無論何種形式,由于標(biāo)本產(chǎn)生的熒光光強(qiáng)很弱,因此在照明光路中激發(fā)光線經(jīng)過的路徑上開切材料(光學(xué)玻璃、透鏡膠合材料、浸液介質(zhì))均不能有熒光效應(yīng),同時(shí)顯微攝影或攝像裝置應(yīng)有很高的感光靈敏度。
7、 惠更斯目鏡
為光學(xué)家惠更斯,基本結(jié)構(gòu)由兩片透鏡組成、視場(chǎng)光闌(物鏡成像面位置)位于兩片透鏡之間。這種目鏡目前已很少應(yīng)用。
8、 冉斯登目鏡
為光學(xué)家冉斯登,基本結(jié)構(gòu)由兩片透鏡組成、視場(chǎng)光闌(物鏡成像面位置)位于兩片透鏡之前,這種目鏡目前也已很少應(yīng)用。
9、 阿貝聚光鏡
是目前常用的顯微鏡聚光鏡,由2至3片透鏡組成,采用球差zui小化的正透鏡結(jié)構(gòu)形式(也叫“齊名式”),由光學(xué)家恩斯特·阿貝zui先設(shè)計(jì)。
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