设为首页 | 添加收藏 |sitemap |百度地图 |
货真价实 坦诚无欺
新闻资讯

奥林巴斯显微镜:相差显微镜的原理

2013-10-16  发布者:admin 

搜索仍然是在1930年找到一种方法使用未染色的对象不吸收光产生良好对比度的图像直接和衍射光从各个方位。在此期间,由Frits Zernike研究露天零阶和偏离的光,可以进行修改,以产生干扰的有利条件和对比度增强的相位和振幅之间的差异。

phasepaths

未染色的标本不吸收光的相位被称为对象,因为它们稍微改变试样的衍射的光的相位,通常是通过延缓这样的光相比,约1/4波长的不偏离的直接光通过试样周围不受影响。不幸的是,我们的眼睛和相机膜,无法检测到这些阶段的差异。在此重申,人眼敏感的可见光谱的颜色(光频率的变化)或不同程度的光强度(波的振幅的变化)。

在第一阶段的标本,直接零阶光穿过或前后试样不偏离。但是,试样的光衍射的幅度在减小,因为它是在对象的光吸收,但速度降低的试样,由于试样的折射率或厚度(或两者)。大约1/4波长的滞后,这种衍射光,到达上面的不偏离的光的步骤(也称为相位)与图像平面,但在干扰强度基本上不受减损。其结果是,上面目镜水平的图像,所以缺乏对比度,使细节几乎看不见。

 

制定未染色的方法-现在被称为相差显微镜泽尼克成功,相对象产生对比度的图像,好像他们是振幅对象。振幅对象显示优异的对比度时,衍射和直射光步骤(显示的相位差)的波长的1/2Zernike的方法是加快由1/4波长,使直接光的相位标本的直接和偏离光之间的波长差,现在是1/2波长。其结果是,直接和衍射光到达目镜图像的水平将是能够产生相消干涉(见吸收先前所描述的对象上形成图像的部分)。出现对较亮的背景暗的图像的详细信息中的这样的程序的结果。这就是所谓的黑暗或正相差。基本相差显微镜配置的示意图,在图1中示出。

 

另一种可能的使用的情况少得多的,当然,是安排减缓由1/4波长,使直接光的衍射光和直射光到达目镜在步骤建设性干涉。这种安排的结果在一个明亮的图像较暗的背景上的标本的细节,被称为消极或鲜明的对比。

phaseplates

相差显微镜是非常成功的,并最终获得了广泛的应用,从而在泽尼克奖的prestigeous诺贝尔物理学奖于1953年。相差技术誉为显微镜在一个世纪的最伟大的进步。相差,通过转换相如生活材料为振幅标本标本,使科学家能够看到细节未染色和/或生活对象与以前从未实现的清晰度和分辨率。

 

该的泽尼克方法涉及直接的零阶光的衍射光在物镜的后焦平面的分离。要做到这一点,一个环形环形带被放置在正下方的下透镜的聚光镜,在聚光镜的前焦平面,共轭的物镜的后侧焦点面。由于空心锥形从环形的光穿过试样不偏离时,它到达上面的后侧焦点面中的物镜的形状的光的环。微弱的光衍射标本遍及整个后焦平面的客观。

如果不允许的,因为这样的组合,进行目镜的像面的衍射光将是约1/4波长的直射光的背后。上面的图像平面的衍射光的相位将是与直接光的相位,但其干扰的振幅几乎相同的直射光。这将导致非常小的标本的对比。

phasealignment

要加快直接不偏离零阶光,安装与连接到它上面的后侧焦点面上的客观的环形移相器的相位板。窄区域的相位差板的光学厚度比其余板块。其结果是,不偏离的通过相环的光行进在遍历的物镜比的衍射光的玻璃的更短的距离。

 

现在,当直接的不偏离的光的衍射光进入到像平面,它们是1/2波长彼此同相。的衍射和直接光现在可以相消干涉,使试样的细节出现暗对较亮的背景(就像他们做为吸收或幅度标本)。这是一个描述发生的事情的在正面或暗相差

 

如果环形移相器的相位板的面积比其余板块厚,直接光的速度降低1/4波长。在这种情况下,零级光到达在步骤(或同相)的衍射光的像面,并发生相长干涉。较暗的背景上的图像会出现明亮。图像较暗的背景上出现亮点。这种类型的相差被描述为负或鲜明的对比。

 

因为不偏离的光的零级比微弱的衍射光要亮得多,一个薄吸收透明金属层沉积环上,带来的直接和衍射光的强度成更好的平衡,以增加对比度。另外,因为加快或放慢的直接光计算的绿色光波长的1/4,相图像会出现一个绿色的过滤器时最好放置在光路(绿色干扰滤波器最好)。这样一个绿色过滤器还可以帮助消色差物镜产生最佳图像,因为消色差透镜球纠正绿灯的。

 

附件需要相差工作的一个台下相差聚光镜配备年轮相差物镜和一组,每一个都有安装的相位板。该聚光镜通常具有与孔径光阑和年轮的旋转刀架的(不同放大倍率的各相物镜,需要增加直径的环形空间的物镜的放大率增加)的明视场位置。每个阶段的物镜,有一个黑暗的环在其背部的镜头。这些物镜也可用​​于普通明场透射光的工作,只有轻微的降低的图像质量。

 

相位装的,由生产商提供的,通常包括绿色滤色器和一个相位望远镜。后者是用来,使显微镜下车聚光镜环环相板叠加到。台下聚光定心螺钉的一组允许操纵该环形带的对齐,同时观察后焦平面相位望远镜(或通过伯特兰透镜)中的物镜

 

设立一个相显微镜(脸颊衬里细胞是一种现成可用的测试材料),10X阶段物镜聚焦样本。接下来,配置的科勒照明显微镜的使用明场(0)位置的聚光镜。这是关键的步骤,以保证适当对准显微镜的物镜,聚光镜和视场光阑。正确对准后显微镜,开拓聚光镜光圈和摇摆炮塔聚光镜10的位置(这通常会自动打开光圈)。将绿色过滤器在光路中,然后取出一个目镜。插入相位望远镜,同时观察的物镜的背面,使用为中心的环隙中心的环形带的环板的螺丝。伯特兰透镜或针孔目镜,如果有的话,将允许后焦平面的客观的视图。相环居中往往更容易做,如果试样从光路被暂时移除。对齐后相环与环,重新插入目镜和地点到适当的地方在光路显微镜舞台上的标本。

重复相同的步骤,为每个物镜,确保炮塔旋转,所以适当的相位环的定位是相匹配的物镜放大倍率。一些制造商提供单个推入,定心,年轮,可以被插入到共同的阿贝聚光的下部。这种价格低廉,简单的设备做好与10X20X40X的阶段物镜,但只能接收一个聚光镜一次。

 

显微结构的影响仍然是一种广泛使用的重要工具,特别是对的显微镜研究生活和/或未染色的材料,如在培养的细胞和组织。的方法,目前也正在同时使用反射光的荧光不发出荧光的标本揭示了区域。相显微镜技术是特别有用的与薄,分散在视场中的标本。

 

 

相差显微镜有一些限制:

· 相图像通常光晕所包围的轮廓细节。这样的晕光的文物,有时模糊的边界细节。

· 相环空限制工作的光学系统的数值孔径在一定程度上,从而降低分辨率。

· 相差不厚的标本,因为在第二阶段的转变发生略低于或略高于平面处于焦点地区。这种相移的形象混淆和歪曲的图像细节。

· 如果使用白光和绿色,如果绿色过滤器是用来相图像显示为灰色。在过去,许多显微镜为黑色和白色相标本进行显微摄影时限制他们的电影。今天,许多彩色胶片再现黑色,白色,和灰度非常有效,尤其是钨均衡的透明胶片,富士,柯达,爱克发。

 

显微结构的影响是另一个例示的光在台下聚光透镜级较低的操作和上面的客观的后侧焦点面上的水平如何通过目镜观察到的图像时,具有显着的效果