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顯微鏡的照明方式都有哪些

發(fā)布時間：2025-8-29

顯微鏡的照明方式都有哪些

顯微鏡的照明在顯微鏡觀察方式上是至關(guān)重要的，這直接是對于標本的清晰還有還原色差有很大關(guān)系。因此根據(jù)顯微鏡的觀察方式和實驗的要求，顯微鏡的照明方式也是多種多樣。下面我們就來介紹顯微鏡的照明方式都有哪些？特點和功用都有些啥？

顯微鏡照明

主頁顯微課堂顯微鏡資源中心顯微鏡入門解剖顯微鏡的解剖-顯微鏡照明

由于光源的不正確使用，通常會導(dǎo)致樣品照明不足，因此復(fù)雜且裝備精良的顯微鏡經(jīng)常無法產(chǎn)生出色的圖像。當優(yōu)化時，樣品的照明應(yīng)該是明亮的，無眩光的，并且均勻地分散在視場中。

奧林巴斯顯微鏡

有許多光源可用于照明顯微鏡，無論是常規(guī)觀察和關(guān)鍵顯微攝影。一個見的光源，因為它的成本低，壽命長，是50或100瓦的鹵鎢燈，如圖1中的顯微鏡圖的底部所示，這也詳細說明了在一個典型的現(xiàn)代透射光顯微鏡的光路。在該圖中，鹵鎢燈發(fā)出中心為3200 K的連續(xù)光譜（當燈電壓設(shè)置為+9伏時），然后通過收集器和場透鏡，然后反射到載物臺聚光器和樣品上。成像光線被顯微鏡物鏡捕獲，并通過目鏡或分束器直接進入幾個相機端口之一。在顯微鏡的整個光路中，照明從光源行進到樣品照明，然后進入目鏡或相機附件時，通過一系列光闌和透鏡進行引導(dǎo)和聚焦。在現(xiàn)代顯微鏡中，顯微鏡光學元件的對準以優(yōu)化照明是按照科勒照明規(guī)則進行的。更多的細節(jié)如何透射和反射光顯微鏡是正確的科勒照明對齊我們的章節(jié)中討論設(shè)置一個透射光和反射光顯微鏡。圖1中所示的光學路徑是透射光顯微鏡的典型路徑，涉及許多透鏡、光闌、反射鏡和分束器，以引導(dǎo)光通過顯微鏡。

透射光路

探索如何在顯微鏡中控制透射光的光學路徑。

入門教程

鹵鎢燈相對明亮，其色譜中心在3200K（當設(shè)置在約+9伏時），但需要顏色轉(zhuǎn)換濾光片將其色溫提高到日光等效。另一種流行的光源是75到150瓦的氙燈，因為它的亮度很高，壽命長，在整個可見光譜中輸出相對均勻，色溫接近日光膠片乳劑所需的色溫。在需要非常高的光強度的地方，經(jīng)常使用鹵化錫燈。在熒光顯微術(shù)中，特別是為了臨界顯微照相術(shù)的目的，通常使用100瓦或200瓦的汞燃燒器。在過去的幾年里，可能會使用碳弧燈或鋯燈泡，但這些來源今天很少看到。有關(guān)顯微鏡照明可用的寬光譜燈的更多信息和詳細討論，請訪問我們的顯微鏡和顯微攝影光源部分。

通過反射光顯微鏡中的光學路徑的源照明的對準也是主要關(guān)注的問題，特別是關(guān)于金相學、半導(dǎo)體晶片檢測以及在熒光顯微鏡中正在取得的顯著新進展。反射光顯微鏡也用各種光源照明（如上所述），并可以使用科勒照明進行調(diào)整以獲得性能。這在我們關(guān)于反射光顯微鏡的科勒照明配置的部分中進行了更詳細的討論。反射光顯微鏡的照明路徑也是幾個交互式Java教程的主題，包括下面直接鏈接的一個。

反射光路

探索如何在顯微鏡中控制反射光的光學路徑。

入門教程

在他的優(yōu)秀著作《通過顯微鏡攝影》中，約翰·德利認為，在所有提交給競賽、展覽和科學出版物的顯微照片中，有80%到90%是光學對準不當導(dǎo)致樣品照明不良的受害者。這是顯微鏡和顯微攝影見的問題之一，對許多大學實驗室的學生顯微鏡進行突擊檢查會發(fā)現(xiàn)大量調(diào)整不良的子臺聚光器和照明源。我們懷疑，不正確的對準和調(diào)整的substage聚光鏡和字段光圈，在整個范圍內(nèi)的目標在一個給定的顯微鏡，是的來源，錯誤的顯微攝影。

適當照明的必要性怎么強調(diào)也不過分。通常，一個25，000美元的顯微鏡由于照明和對準不當而降低到手動放大鏡的水平，導(dǎo)致顯微照片超過了在科勒照明的條件下使用2000美元顯微鏡拍攝的顯微照片。在本入門書的同伴部分中，我們討論了科勒照明理論及其實現(xiàn)（透射光和反射光），我們討論了顯微鏡配置的關(guān)鍵方面，并包含了各種交互式Java教程，以幫助學生掌握這些重要概念。

無焦或非聚焦照明-在光路中的某個點不形成光源圖像的照明系統(tǒng)稱為無焦或非聚焦照明。在電燈泡發(fā)明之前，顯微鏡學家在選擇合適的顯微鏡照明光源方面受到限制。在白天，他們可以將顯微鏡（或臺下反射鏡）指向天空，并將云層用作粗糙的漫射屏幕，將照明均勻地分布在整個視野中。儀器制造商也研磨鏡子，以產(chǎn)生凹面反射表面，以增加物體平面上的光強。云和藍天不是光源，它們不容易在顯微鏡的光路內(nèi)成像，因此是無焦照明的來源。室內(nèi)和夜間工作迫使早期的顯微鏡依賴于人工光源的照明，由于這些光源產(chǎn)生的固有色溫較低，使標本的顏色在不同的強度，色調(diào)和色調(diào)下觀察到的自然日光。為了彌補這一點，顯微鏡學家使用了各種類型的藍色濾光片來改變?nèi)嗽旃獾谋碛^色溫，使其與自然光的色溫緊密匹配。然而，在沒有在光路內(nèi)的某處形成光源的圖像的情況下，這些各種早期的照明方法仍然屬于無焦或非聚焦照明的類別。

早期的研究表明，當在日光和人造光源之間旋轉(zhuǎn)時，如果物鏡的后透鏡充滿光，（實際上）圖像的光學特性或分辨率沒有明顯的變化。后來，科學家們發(fā)現(xiàn)，最重要的要求是照明的數(shù)值孔徑至少等于物鏡的數(shù)值孔徑。在世紀，新的照明源被開發(fā)出來，一種新的“源聚焦"（后來稱為臨界或納爾遜照明）方法被開發(fā)出來，以改善顯微鏡照明條件。

奧林巴斯顯微鏡

臨界（或納爾遜）照明-這種顯微鏡照明方法首先由英國顯微鏡學家愛德華納爾遜使用恩斯特阿貝的光學原理開發(fā)。從世紀后半葉到二十世紀世紀，顯微鏡學家非常成功地使用了納爾遜照明。今天，仍然有一些的關(guān)鍵照明誰繼續(xù)使用它與顯微鏡需要外部光源，或與更便宜的學生顯微鏡，其中顯微攝影是不是一個問題。

納爾遜照明依賴于使用substage聚光器，以產(chǎn)生一個聚焦圖像的火焰從燃燒的油燈（或其他均勻的光源）在平面上的標本，以實現(xiàn)一個有點均勻的照明條件在整個視場。光源的均勻性是考慮這種照明方法時的重要方面。由燃燒的燈產(chǎn)生的火焰是相當均勻和一致的，但其他來源，如磨砂放大燈泡，蛋白石燈泡，或帶狀燈絲也可以用于臨界照明。圖2示出了使用提供均勻照明源的假設(shè)油燈的臨界照明的光學路徑。

從油燈火焰發(fā)出的光必須由載物臺聚光器聚焦（見圖2），以便在載玻片的標本平面上產(chǎn)生火焰的圖像。實際上，通常很難（或不可能）在火焰的中心部分找到焦點，因此火焰的“邊緣"通常通過隨后重新調(diào)整子臺反射鏡來聚焦，使得火焰的中心部分的圖像填充視場。進入顯微鏡的光量可以通過視場光闌控制，視場光闌（如果存在）通常附在外部。必須有足夠的光進入顯微鏡，以充滿物鏡的后平面，這可以通過適當調(diào)整聚光鏡孔徑光闌來控制。將光源聚焦在樣品平面上是不穩(wěn)定的，通常會產(chǎn)生顆粒狀、不均勻或斑點狀的背景。這可以通過稍微散焦臺下聚光鏡來克服，以產(chǎn)生更均勻的背景。納爾遜照明法在很大程度上被更有效的科勒顯微鏡照明法所取代。

科勒照明-這個主題將在本書的另一節(jié)中詳細討論，但我們將在這里簡要介紹主要方面。在科勒照明中，光源的圖像聚焦在聚光器孔徑光闌上，以產(chǎn)生通過樣品或物體平面的平行（和非聚焦）光。聚光器下方（孔徑光闌處）的光源的放大圖像產(chǎn)生寬的照明錐，這是樣品的分辨率所需的。聚光器孔徑光闌的尺寸可用于控制照明樣品的光錐的數(shù)值孔徑，并減少不需要的雜散光和眩光。此外，聚光器的玻璃表面上的灰塵和其他缺陷的成像被最小化。

有效的樣品照明在很大程度上取決于顯微鏡中所有光學部件（包括照明源）的正確對準。認真的顯微鏡應(yīng)該熟悉每個組件的調(diào)整范圍，并應(yīng)實踐調(diào)整這些不同的樣品和目標。不均勻的照明會對顯微照片的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響，導(dǎo)致“熱點"，漸暈，彩色條紋，對比度差和各種其他不良影響。一些的顯微鏡配備了“預(yù)先居中"的燈，不允許調(diào)整，有些甚至供應(yīng)沒有橫向調(diào)整機制的聚光鏡。重要的是要確保這些顯微鏡在進行顯微攝影之前在工廠進行了適當?shù)目评照彰鳌?仔細閱讀顯微鏡使用說明書和/或詢問您的工廠技術(shù)代表有關(guān)如何優(yōu)化這些顯微鏡照明的重要細節(jié)。

同學們通過以上介紹，照明對于顯微鏡的照明方式是不是有了一些了解了呢？歡迎來一起探討咨詢奧。

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