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奥林巴斯显微镜:聚光镜的分类和结构

2013-10-16  发布者:admin 

台下聚光器收集从显微镜光源的光集中到一个锥形的光,照亮了试样均匀的强度在整个视野。聚光镜光锥至关重要的是,进行适当调整,以优化进入物镜前镜头光强度和角度。每次改变一个物镜,必须进行相应的调整台下聚光的数值孔径的新的物镜,以提供适当的光锥。

abbe condenser

 

在图1中示出一个简单的双透镜的阿贝聚光镜。在该图中,来自光源显微镜照明源传递通过聚光镜的孔径光阑,位于聚光镜的的基础上,并且是由内部的透镜元件,然后通过投射光的检体在平行束从各个方位浓缩。尺寸和数值孔径的光锥被确定通过调节光圈膜片。通过检体(在显微镜载玻片上)后,与适当的角度成一个倒锥形的光的发散,以填补物镜前面的镜头。

 

光圈调整和正确聚焦,聚光镜充分发挥潜力,物镜是至关重要的。具体来说,适当使用可调整的光圈虹膜式光圈(聚光镜或略低于纳入)最重要的是确保正确的照明,对比度,景深。这个可变光阑的打开和关闭,控制的照明光照射的角度(因此该孔),通过聚光镜,通过样品,然后进入物镜。聚光镜高度控制通过齿条和小齿轮系统,它允许聚光镜的焦点被调整为适当的照明的样品。正确的定位有关的照明和聚焦锥形冷凝器到定量的显微镜和最佳的显微摄影的关键。

 

必须小心,以保证聚光镜光圈打开到正确的位置相对于客观的数值孔径。当聚光镜光圈开太宽,从样品的斜光线的折射产生的杂散光产生的眩光和降低整体的对比。在另一方面,当孔径过小,则照明锥是不足以提供足够的分辨率和图像失真由于从试样的折射和衍射。

 

聚光镜分为分类的目的(例如:明场,暗场,相位相反,等),并且还可以根据他们的程度的光学校正。有四种主要类型的聚光镜相对于光学像差的校正,如在表1中列出。

 

聚光镜像差校正

聚光镜类型

畸变修正

 

色差

Abbe

---

---

Aplanatic

x

---

Achromatic

---

x

Aplanatic-achromatic

x

x

 1

 

 

最简单和最纠正(也是最便宜)的聚光镜是阿贝聚光镜,可以有一个数值孔径高达1.4有三个或更多内部镜头元件在高端机型。虽然阿贝聚光镜是能够通过明亮的光线,它不是色或球形光学像差校正。在图2中示出一个典型的阿贝聚光。在其最简单的形式中,阿贝聚光镜有两个光学透镜产生的图像的不锋利的,并且在边缘处由蓝色和红色的颜色包围的照明视场光阑的元素。

condenser figure2

 

阿贝聚光镜作为没有光学矫正的结果,主要用于常规观察适合与适度的数值孔径和放大倍率的物镜。阿贝聚光镜的主要优点是宽的锥状照明聚光镜是能够的制造,以及作为其工作能力有长工作距离的物镜。默认情况下,这些聚光镜常规实验室使用的是真正的工作母机,大多数显微镜阿贝聚光镜的制造商提供。

 

一个新的水平的聚光镜校正的分裂,无论是球形(齐明)或色(消色差)光学像差纠正专为消球差和消色差的聚光镜。这些聚光镜的典型的例子中示出在图3(消色)和图4(消球差)。消色差聚光镜通常含有3至4个透镜元件,在两个波长(红色和蓝色)色像差进行校正。

condenser figure3

 

图3中示出的消色差的聚光镜包含四个透镜元件,具有一个数值孔径为0.95,可达到的最高无需浸油。聚光镜是有用的“干”的物镜,并为黑白或彩色显微摄影常规实验室分析和关键。

 

选择台下聚光镜中的一个关键因素是数值孔径的性能将是必要的,以提供足够的用于物镜的照明锥。应等于或稍小于最高的物镜数值孔径的数值孔径的聚光镜。因此,如果以最高的放大率的物镜是一个油浸物镜的数值孔径为1.40,然后台下聚光镜也应该有一个等效的数值孔径,以保持系统的分辨率最高。在这种情况下, - 浸油将具有聚光镜顶部的透镜和所述底面的显微镜载玻片,以达到预定的数值孔径(1.40)和分辨率之间施加。如果使用油,将限制在最高的系统的数值孔径为1.0,得到的最高空气作为所述成像介质。

 

消球差聚光镜很好地校正球面像差(绿光),但没有色差。在图4中示出一个典型的消球差的数值孔径为1.40的聚光镜。此聚光镜设有5个透镜元件,并且能够将光聚焦在一个单一平面。消球差的聚光镜能够一起使用时,由一个激光源,或通过使用一个干涉滤光器与钨卤素灯照明产生的绿色光的制造良好的黑色和白色的显微照片。

condenser figure4

 

在消色差,平场消色差聚光镜的光学像差的校正成立的最高水平。良好地校正色差和球面像差,此聚光镜是聚光镜,给出用于在关键与白色光的彩色显微摄影。图5(数值孔径= 1.35)中示出一个典型的消球差的消色差聚光镜。这聚光镜提供8个内部凝成2个的双峰和4个单镜头的镜片。

condenser figure5

 

雕刻上发现聚光镜壳体包括其类型(消色差的,消球差的,等等),数值孔径,并且,表示近似调整(大小)的孔径光阑的渐变规模。正如我们上面提到的,聚光镜与数值孔径在0.95以上时,最好执行一滴油被施加到其上部的透镜与样本载玻片的底面接触。这确保了从聚光镜产生的倾斜的光线不会反映从下方的滑动,,但引导到试样。在实践中,这可以变得乏味,通常不是在常规显微镜,但在高分辨率和精确的显微摄影工作时,使用高功率(数值孔径)的物镜是至关重要的。

 

另一个重要的考虑是显微镜载玻片的厚度,这是至关重要的聚光镜盖玻片厚度是物镜。大多数商业化生产商提供的滑动,最常见的是非常接近到1.0毫米的厚度在0.95毫米和1.20毫米的范围内。要使用最高数值孔径的聚光镜,往往有一个很短的工作距离的显微镜滑动的厚度1.20毫米是太厚。虽然这并没有很大的关系为常规标本观察,结果可能是灾难性的精密显微摄影。我们建议显微镜玻片上选择具有的厚度为1.0±0.05毫米,和它们进行彻底的清洗使用前。

 

当物镜被改变时,例如,从10X到20X,聚光镜的孔径光阑也必须进行调整以提供一个新的物镜相匹配的数值孔径的光锥。这是通过把图2-6中示出的聚光镜上的滚花旋钮。有一个小的黄色箭头或索引标记位于此旋钮上,表示相比,聚光镜壳体上的线性灰度时,该孔的相对大小。许多制造商将同步此灰度对应的近似数值孔径的聚光镜。例如,如果选择的显微镜已的数值孔径0.25的10X物镜,然后沿箭头将放在旁边的值0.18-0.20(大约80%的物镜的数值孔径),在聚光镜壳体上下的灰度。

 

通常,它是不实际的物镜(2X到100X)的整个范围由于必须产生物镜的数值孔径相匹配的范围广泛的光锥,使用一个单一的聚光镜。物镜范围内的2至5倍,具有低功耗,照明锥的直径在6-10毫米之间,而高功率的物镜(60X到100X)需要高度集中的光锥的直径只有大约0.2-0.4毫米, 。一个固定的焦距,它有一个单一的聚光镜是很难实现的这种大范围的照明锥体。

 

condenser figure6

在实践中,这个问题是可以解决的,在几个方面。对于低功率的物镜(在下面的10倍),它可能是必要拧开顶端透镜的聚光镜,为了填补与光的视场。有些聚光镜产生与翻盖上透镜来完成,这更容易,如在图6中示出。许多制造商现在生产的聚光镜完全翻转时,使用低功耗的物镜。其他公司可能将在光路中的辅助矫正镜片的10倍以下的物镜,为确保适当的照明。当聚光镜不使用其顶部的镜头,光圈可变光阑打开,宽视场光阑,现在可见的物镜的背面,提供就好像它是孔径光阑。翻盖式聚光镜的制造中的各种配置与取值范围从0.65至1.35的数值孔径。数值孔径为0.95或更小值的那些聚光镜旨在用于与“干”的物镜。但是,具有大于0.95的数值孔径的摇摆聚光镜旨在用于油浸物镜,并检查关键样品时,它们必须有一个在显微镜载玻片和聚光镜顶部透镜的底部之间放置一滴油。

 

除了上面讨论的共同的明视野聚光镜,有各种各样的专门适合于许多不同的应用程序的模型。表2中列出了不同的的聚光镜配置和预期的应用。

 

 

台下聚光器的应用

聚光型

明场

暗场

相差

DIC

偏光

平场消色差/

 Aplanat NA 1.3

-
[10X〜100X]

消色差透镜旋出 
NA 0.90

-
[4X〜100X]

低倍率 
NA 0.20

-
[1X〜10X]

相衬阿贝 
NA 1.25

-

-
[NA 0.65]

-
[10X〜100X]

相衬消色差透镜 
NA 0.85

-

-
[NA 0.70]

-
[4X〜100X]

DIC通用 
平场消色差/ Aplanat

-

-
[NA 0.70]

-
[10X,100X]

-
[20X,40X,100X]

暗场,干 
NA 0.80〜0.95

-
[4X〜40X]

暗场,油 
NA 1.20〜1.43

-
[4X〜100X]

染色无消色差透镜 
旋出NA 0.90

-

-
[4X〜100X]

表2

 

 

从表2中的数据,这是显而易见的,台下聚光镜有很大不同的应用程序之间的可互换性。比如,DIC普遍消色差透镜/ 消球差聚光镜是有用的明场,暗场,相衬,除了主DIC应用。其他聚光镜有类似的互换性。我们会处理各方面的需要我们修改后的聚光镜部分的个人技术,专业的显微镜技术。请随时访问我们网站的这个有趣的部分为台下聚光镜更具体的信息。