显微镜光源

 

 



光源


早期的显微镜依靠油灯和自然的阳光,他们的原始(但通常是非常准确的)显微镜的外部源提供的照明。他们经常采用收集,如从一个大的白板或在阴天散射太阳光的反射光,相当巧妙的方法。不幸的是,这些方法并没有提供可靠的照明,并经常场照明领域,大大chao过了客观的数值孔径,造成眩光和洪水。


 


现代显微镜通常有一个完整的光源,可以控制到一个比较高的程度。今天的显微镜Zui常见的来源是定位在反射住房白炽灯钨丝卤素灯泡,光显微镜台下聚光器,通过收集镜头和到的项目。灯电压控制,通常集成到显微镜支架通过一个变量变阻器。图1说明了一个典型的照明灯和住房。灯泡钨卤素灯12伏的直流电(DC)电压上运行,并产生高达100瓦的照明电源。灯电压控制,往往是进入显微镜房屋建一个直流电源,电压控制旋钮,通常是一个电位器安装在显微镜站在某处。这些灯泡在运行过程中产生大量的热量,而住房是几层的散热器提供帮助驱散多余的热量。灯的位置是由一系列照明住房侧面旋钮控制或预先专门为中心的住房。从灯箱的光直接进入显微镜基地通过集热器镜头(图1),然后经常通过烧结玻璃扩散前被集中冷凝器光圈。


 


白炽灯 - 白炽灯基于钨灯,现代显微镜中使用的主要照明光源,用于荧光显微镜调查者除外。这些灯发出的光的连续光谱,从大约300纳米到1200-1400纳米向上延伸,与多数在600-1200纳米地区为中心,如图2所示的波长强度,热辐射。他们的设计,建设,操作很简单,一个封闭的玻璃充满惰性气体,含有钨丝是由直流电流通电的灯丝灯泡组成。灯泡产生大量的热和光,但只有5%到10%,其能量输出的光的帐户。钨灯(但不卤钨灯)在操作类似普通家用灯泡,同样容易患几个缺点,这样一个年龄和一个信封内发黑的强度下降,蒸发的钨慢慢沉积。这些灯的色温和亮度随外加电压,但平均值的范围从约2200 K 3400,当这些灯用于显微摄影与彩色胶片,显微镜必须使用一盏灯的电压产生的色温匹配电影乳液,通常介于3150 K和3250 K。之间的范围通常情况下,色温必须为显微摄影微调平衡电影乳液色温的照明光路插入过滤器。




钨灯有很大的不同的设计和制造商提供的模型不同的功能集多种信封的形状,安装固定装置,灯丝安排。一个典型的选择是在光学显微镜使用的钨丝灯如图3所示。在图3(a)的灯泡是一个6-12伏方一铜的刺刀基地,被设计成圆柱面临的收藏家镜头灯泡年底的钨丝。 (B)如图3所示的圆角信封灯泡也有一个青铜刺刀基地,但是这不太强大的6伏的灯泡,可以定位,无论是横向或Zui终的项目光。在图3(c)的灯泡也有一个圆形的信封,但配备螺线程基地。 6和30伏之间的工作电压,这个球是设计用来月底。


 


在图3(d)所示的灯泡很相似,在图3(a),除了延长玻璃罩。它配备了一个黄铜刺刀基地,是一种常见的设计,用于在东欧建显微镜。一个现代的钨卤素灯(有时也被称为碘石英灯泡)是在图3(e)所示。这些灯现在在日本,美国和西欧制造的Zui显微镜上的标准装备。卤钨灯的紧凑型灯泡,引进比普通白炽灯,Zui显着绚丽的光芒,更小的维度,照度均匀度,延长灯泡的使用寿命和更大的经济You势。与钨灯丝白炽灯,卤钨灯卤素添加的填料玻璃。卤素(碘)确保返回所有蒸发的钨灯丝,而不是存入后玻璃罩。


 




注意!

 




卤钨灯工作在非常高的温度,如果趁热处理,可能会导致严重的烧伤。更换这些灯时,总是让他们至少20分钟冷却,然后再从灯箱。避免灯泡的信封交给直接,因为在信封上留下的指纹将成为烧入玻璃,经常发起过早灯故障。制造商包钨卤灯保护塑料袋,以避免处理问题。使用一把剪刀削减钨引脚附近的包和插入其持有的灯,而它仍然在袋。取出时正确定位的灯箱灯袋。

 


卤钨灯的细丝往往是非常紧凑的阵列中的硼硅卤化物玻璃(通常被称为“石英”)信封上。这些灯的工作电压范围从20-100瓦的额定功率从4-24伏。他们有非常高的灯丝的工作温度,限制其使用与扇形散热片,通风良好的灯箱消除这些灯泡所产生的大量热量。该基地是一个两针的风格与钨导线融合硼硅玻璃信封。钨卤素灯泡的照明是非常均匀,整个灯泡的使用寿命,其范围可以从1000-2500小时。钨卤灯泡发出的光的连续光谱,用一种颜色温度范围从2700-3350度(后电压而定)尽管有一些灯泡开始年龄在色温值下降。


 


在图3(f)所示的灯,是常用的光纤光源,像上面描绘在图4中的一个,一个分色反射卤钨灯。在导演让这些灯泡所产生的红外辐射通过分色镜反射住房,同时也反映了可见光和近紫外线波长较短的光反射艾滋病。这些灯工作在6至21伏直流,通常放在一个灯箱,提供的工作电压以及去除多余的热量通过冷却风扇控制。舷窗使用这些灯通常被称为“石英卤素灯”光纤光纤灯箱,提供高强度的照明,但都以热的形式生产的红外光量显着的缺点。标本的直接照明,一般会导致试样高度的热量吸收,并应小心,以确保这不会导致退化。在图4所示的灯箱包含的光纤管,光纤,让光集中到标本两端的镜片。


 


此外,还包括其它外围组件,如彩色玻璃过滤器,以产生特殊效果照明及偏光片,附加的镜片,让偏振光照明。这些经常被用来作为反映复合立体显微镜的光学显微镜的辅助斜照明光源。专门设计的环形照明,如图5所示,可用于创建一亮,360 °凉白,无阴影,甚至强度照明。它们的设计,直接安装在立体显微镜的目标,不加以调整,甚至用高放大倍率和工作距离长(1.5至10英寸)的目标时,重新调整或使用缩放功能时非常有用。偏光单位制造的环形光导,使光线反射回到目标可以被极化。也有玻璃和明胶过滤包,可以使用这些照明附件。


没有配备一个内部的照明来源的显微镜必须求助于外部光源照明提供样品。一个典型的外部照明光源,如图6所示。这些照明装置可能包含两个6-12伏直流灯以及120伏线圈灯丝灯泡的白炽钨丝灯,包括各种体育25-100瓦的额定功率。


 


直流电供电,如图6所示的外部照明源的版本往往有一个外接电源转换成所需的6-12伏的灯泡所需的直流120伏的墙壁电源。通常配有扩散,甚至光的强度,以及色彩平衡与过滤器,以帮助这些人士还。有些机型还提供了偏光镜的空间,使偏光显微镜,可以与外部灯进行。灯,往往有一个“场”的隔膜,允许显微镜调整光线进入显微镜的光束直径。外部光源集中到台下的一面镜子,必须仔细调整,以反映进入冷凝器在适当的角度,光线,让光线进入的目标是“中心”在显微镜的光轴。




弧光灯 - 汞灯,氙气和锆弧光灯也有用的照明来源为专门的显微镜形式。这些灯控制,旨在满足电气要求首先点燃的灯,由外部电源供应,然后提供正确的电流保持恒定的照度。几种典型的弧灯的设计如图7所示。在图7(a)的灯泡是水银蒸气灯,点火电极,并在图7(b)灯配备HBO一个现代化的200瓦的水银短弧灯与交流电通过外接电源供电。这和其他类似的弧光灯的电源,将提供足够的启动力量点燃燃烧器(电离气体蒸气)和保持一个闪烁的Zui低燃烧。


 


弧光灯的平均寿命约200小时,Zui外部电源供应器配备有一个计时器,使显微镜监测经过了多少时间。汞弧灯(通常称为“燃烧器”)范围内功率从50瓦到200瓦,由通常的两个电极密封在石英玻璃信封,其中也含有汞的高压下。这些弧灯不提供甚至在整个频谱从近紫外强度红外(汞弧灯的发射光谱见图8)。


 


 



汞弧灯的强度大部分是花费在近紫外峰的强度在313,334,365,406,435,546和578纳米。这些灯不是一般有用的大多数形式的显微镜(荧光显微镜除外),但作为You秀的黑色和白色显微摄影的单色光源。使用适当的过滤器,在546纳米的绿线,蓝线在435纳米,和近紫外线在365或406纳米,可以产生You秀的单色光,在选定的波长区域。汞蒸气弧光灯不应该被用于明场,暗场,DIC,偏光彩色显微摄影,因为有限的发射光谱灯不会产生真彩色节目的标本。


 


氙弧灯更甚至整个可见光谱的强度比水银灯(见图9),他们没有很高的汞灯的特征谱线强度峰。氙气灯,紫外线不足,他们花费了他们在红外线的强度大的比例,因此,使用这种灯需要在控制热量的保健。短差距氙气燃烧器通常更可取的,因为弧的大小,它的光线可能会更容易的目标包括在回光圈,从而避免浪费光的强度。


 




注意!

 




汞和氙弧灯需要谨慎操作过程中,因为爆炸的危险,由于非常高的内部气体的压力和在使用过程中产生的极端高温。切勿其住房以外的点燃一盏灯,或直接观察灯泡,当它被燃烧(这可能会导致严重眼损伤)。无论汞或氙气灯应处理用裸露的手指,以避免不慎蚀刻石英信封。更改只灯泡后,有足够的时间来冷却灯泡。在他们的海运集装箱的商店灯,以免发生意外。

 


始终坚持以上面列出的安全程序时,安装或更换汞或氙弧灯。如上所述,汞弧灯,氙气燃烧器数百小时的寿命约200小时;。频繁的关闭开关降低灯泡的使用寿命。当燃烧器已达到其额定寿命,光谱的排放量可能会改变石英信封减弱。


锆弧光灯,显微镜照明的另一个极好来源。他们提供了一个非常小的(几乎一个点源)束光有一个色温约为3200 K。,虽然这些灯不排放汞或氙弧灯亮的光,他们提供一个连续光谱的光适合使用彩色胶片显微摄影。


激光光源 - 近年来,有越来越多的使用,特别是具有强大排放能力的氩离子激光器488和514纳米激光器。尽管成本高,已成为激光源,激光扫描共聚焦显微镜,尤其是在有用。




有许多不同类型的激光器,每一个都提供了一个独特的发射光谱。图10显示了两种Zui常用的激光显微镜(荧光,共聚焦,单色明)的发射光谱。


 


电子闪光灯 - 一个专门拍摄移动标本的方法(尤其是在暗场照明)已制定使用电子照相闪光灯系统。这些闪光管提供5500高速(ISO 400及以上)日光透明胶片使用时,可以捕捉伟大的标本细节的瞬爆K照明。这些单位必须附有由钨丝灯照明的持续来源,以确保试样的取景,科勒照明,重点,并在显微镜对准闪光灯显微摄影之前。应同步闪光管显微镜相机的快门,和多家厂商提供设备,显微摄影配件。

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