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显微镜小课堂 | 科勒照明技术(上)
  • 发布日期:2017-04-18      浏览次数:1646
    • 充分利用科勒照明技术

      提供均匀的照明和优异的标本反差(上)

       

      August Köhler1866–1948年)发明了现在被称为科勒照明的新型照明方法以前,临界照明一直是显微镜照明的主导技术。但是,在使用临界照明时,明亮的照明光源所产生的灯丝像会落在与标本相同的平面上,zui终的成像里出现的灯丝像会导致标本照明不均匀,产生眩光和伪影。而科勒照明技术使光源像不聚焦到标本上,这样能够均匀地照明标本解决了伪影问题。

          标本照明不理想,会妨碍正确的观察,这就需要使用科勒照明,这种情况今天仍然适用。无论是透射光路,还是反射光路,科勒照明都能为明场、暗场,以及各种相差显微术提供均匀的标本照明。科勒照明给成像带来了均匀的照明、高的分辨率和良好的标本反差。

      用反射光显微镜拍摄的图像。上图未使用科勒照明获取图像;下图使用科勒照明获取图像。

       

      怎样设置并使用科勒照明?

      1/透射光显微镜术

         科勒照明需要显微镜的若干个光学元件在光源与标本之间协同发挥作用。这些元件包括集光透镜、视场光阑、聚光镜光阑和聚光镜透镜。集光透镜的作用是对来自光源的光线进行会聚,并把它聚焦到聚光镜光阑所在的平面。然后聚光镜的透镜再把光线投射到标本上。

          调节视场光阑,把标本平面上的视场光阑图像设置到略大于标本的成像区域,与目镜视场光阑中看见的标本图像部分相对应。由于视场光阑、标本和目镜视场光阑都位于共轭的同一个像平面,因此这种调节就能使照明光线完全充满目镜视野,同时又能利用目镜视场光阑zui大限度地阻挡掉多余的照明光线。

       

      2/反射光显微镜术:

          不透明标本,比如金属、矿石、陶瓷、聚合物、半导体(例如未加工的硅、晶圆、集成电路)、矿渣、煤、塑料和涂料的照明可以选用反射光显微镜术,或落射光显微术。

         反射光显微术中需要用于设置科勒照明的关键光学元件的位置与透射光显微术的正好位置相反。它的聚光镜孔径光阑靠近光源,而视场光阑则靠近标本。在反射光显微术中,物镜具有双重功能——光路向下时,物镜的作用相当于已正确调整的聚光镜,控制投射到标本上的光线的角度。光路向上时,物镜的数值孔径(NA)决定了其捕获来自标本的反射光线的角度。所有情况与透射光显微术都相同,NA值越高,物镜的分辨率越高,标本的清晰度也越好。(未完待续,敬请关注下期)

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