显微镜的照明方式都有哪些

显微镜的照明在显微镜观察方式上是至关重要的，这直接是对于标本的清晰还有还原色差有很大关系。因此根据显微镜的观察方式和实验的要求，显微镜的照明方式也是多种多样。下面我们就来介绍显微镜的照明方式都有哪些？特点和功用都有些啥？

显微镜照明

由于光源的不正确使用，通常会导致样品照明不足，因此复杂且装备精良的显微镜经常无法产生出色的图像。当优化时，样品的照明应该是明亮的，无眩光的，并且均匀地分散在视场中。

有许多光源可用于照明显微镜，无论是常规观察和关键显微摄影。一个最常见的光源，因为它的成本低，寿命长，是50或100瓦的卤钨灯，如图1中的显微镜图的底部所示，这也详细说明了在一个典型的现代透射光显微镜的光路。 在该图中，卤钨灯发出中心为3200 K的连续光谱（当灯电压设置为+9伏时），然后通过收集器和场透镜，然后反射到载物台聚光器和样品上。 成像光线被显微镜物镜捕获，并通过目镜或分束器直接进入几个相机端口之一。 在显微镜的整个光路中，照明从光源行进到样品照明，然后进入目镜或相机附件时，通过一系列光阑和透镜进行引导和聚焦。 在现代显微镜中，显微镜光学元件的对准以优化照明是按照科勒照明规则进行的。更多的细节如何透射和反射光显微镜是正确的科勒照明对齐我们的章节中讨论设置一个透射光和反射光显微镜。图1中所示的光学路径是透射光显微镜的典型路径，涉及许多透镜、光阑、反射镜和分束器，以引导光通过显微镜。

透射光路

探索如何在显微镜中控制透射光的光学路径。

入门教程

卤钨灯相对明亮，其色谱中心在3200K（当设置在约+9伏时），但需要颜色转换滤光片将其色温提高到日光等效。 另一种流行的光源是75到150瓦的氙灯，因为它的亮度很高，寿命长，在整个可见光谱中输出相对均匀，色温接近日光胶片乳剂所需的色温。 在需要非常高的光强度的地方，经常使用卤化锡灯。在荧光显微术中，特别是为了临界显微照相术的目的，通常使用100瓦或200瓦的汞燃烧器。在过去的几年里，可能会使用碳弧灯或锆灯泡，但这些来源今天很少看到。有关显微镜照明可用的宽光谱灯的更多信息和详细讨论，请访问我们的显微镜和显微摄影光源部分。

通过反射光显微镜中的光学路径的源照明的对准也是主要关注的问题，特别是关于金相学、半导体晶片检测以及在荧光显微镜中正在取得的显著新进展。反射光显微镜也用各种光源照明（如上所述），并可以使用科勒照明进行调整以获得最佳性能。这在我们关于反射光显微镜的科勒照明配置的部分中进行了更详细的讨论。反射光显微镜的照明路径也是几个交互式Java教程的主题，包括下面直接链接的一个。

反射光路

探索如何在显微镜中控制反射光的光学路径。

入门教程

在他的优秀著作《通过显微镜摄影》中，约翰·德利认为，在所有提交给竞赛、展览和科学出版物的显微照片中，有80%到90%是光学对准不当导致样品照明不良的受害者。 这是显微镜和显微摄影最常见的问题之一，对许多大学实验室的学生显微镜进行突击检查会发现大量调整不良的子台聚光器和照明源。 我们怀疑，不正确的对准和调整的substage聚光镜和字段光圈，在整个范围内的目标在一个给定的显微镜，是最大的来源，错误的显微摄影。

适当照明的必要性怎么强调也不过分。通常，一个25，000美元的显微镜由于照明和对准不当而降低到手动放大镜的水平，导致显微照片超过了在科勒照明的最佳条件下使用2000美元显微镜拍摄的显微照片。在本入门书的同伴部分中，我们讨论了科勒照明理论及其实现（透射光和反射光），我们讨论了显微镜配置的关键方面，并包含了各种交互式Java教程，以帮助学生掌握这些重要概念。

无焦或非聚焦照明-在光路中的某个点不形成光源图像的照明系统称为无焦或非聚焦照明。 在电灯泡发明之前，显微镜学家在选择合适的显微镜照明光源方面受到限制。 在白天，他们可以将显微镜（或台下反射镜）指向天空，并将云层用作粗糙的漫射屏幕，将照明均匀地分布在整个视野中。 仪器制造商也研磨镜子，以产生凹面反射表面，以增加物体平面上的光强。云和蓝天不是光源，它们不容易在显微镜的光路内成像，因此是无焦照明的来源。 室内和夜间工作迫使早期的显微镜依赖于人工光源的照明，由于这些光源产生的固有色温较低，使标本的颜色在不同的强度，色调和色调下观察到的自然日光。 为了弥补这一点，显微镜学家使用了各种类型的蓝色滤光片来改变人造光的表观色温，使其与自然光的色温紧密匹配。 然而，在没有在光路内的某处形成光源的图像的情况下，这些各种早期的照明方法仍然属于无焦或非聚焦照明的类别。

早期的研究表明，当在日光和人造光源之间旋转时，如果物镜的后透镜完全充满光，（实际上）图像的光学特性或分辨率没有明显的变化。 后来，科学家们发现，最重要的要求是照明的数值孔径至少等于物镜的数值孔径。 在世纪，新的照明源被开发出来，一种新的“源聚焦”（后来称为临界或纳尔逊照明）方法被开发出来，以改善显微镜照明条件。

临界（或纳尔逊）照明-这种显微镜照明方法首先由英国显微镜学家爱德华纳尔逊使用恩斯特阿贝先进的光学原理开发。 从世纪后半叶到二十世纪世纪，显微镜学家非常成功地使用了纳尔逊照明。 今天，仍然有一些倡导者的关键照明谁继续使用它与显微镜需要外部光源，或与更便宜的学生显微镜，其中显微摄影是不是一个问题。

纳尔逊照明依赖于使用substage聚光器，以产生一个聚焦图像的火焰从燃烧的油灯（或其他均匀的光源）在平面上的标本，以实现一个有点均匀的照明条件在整个视场。 光源的均匀性是考虑这种照明方法时的重要方面。 由燃烧的灯产生的火焰是相当均匀和一致的，但其他来源，如磨砂放大灯泡，蛋白石灯泡，或带状灯丝也可以用于临界照明。 图2示出了使用提供均匀照明源的假设油灯的临界照明的光学路径。

从油灯火焰发出的光必须由载物台聚光器聚焦（见图2），以便在载玻片的标本平面上产生火焰的图像。实际上，通常很难（或不可能）在火焰的中心部分找到焦点，因此火焰的“边缘”通常通过随后重新调整子台反射镜来聚焦，使得火焰的中心部分的图像填充视场。 进入显微镜的光量可以通过视场光阑控制，视场光阑（如果存在）通常附在外部。 必须有足够的光进入显微镜，以完全充满物镜的后平面，这可以通过适当调整聚光镜孔径光阑来控制。将光源聚焦在样品平面上是不稳定的，通常会产生颗粒状、不均匀或斑点状的背景。 这可以通过稍微散焦台下聚光镜来克服，以产生更均匀的背景。纳尔逊照明法在很大程度上被更有效的科勒显微镜照明法所取代。

科勒照明-这个主题将在本书的另一节中详细讨论，但我们将在这里简要介绍主要方面。 在科勒照明中，光源的图像聚焦在聚光器孔径光阑上，以产生通过样品或物体平面的平行（和非聚焦）光。 聚光器下方（孔径光阑处）的光源的放大图像产生宽的照明锥，这是样品的最佳分辨率所需的。 聚光器孔径光阑的尺寸可用于控制照明样品的光锥的数值孔径，并减少不需要的杂散光和眩光。此外，聚光器的玻璃表面上的灰尘和其他缺陷的成像被最小化。

有效的样品照明在很大程度上取决于显微镜中所有光学部件（包括照明源）的正确对准。 认真的显微镜应该熟悉每个组件的调整范围，并应实践调整这些不同的样品和目标。 不均匀的照明会对显微照片的质量产生严重影响，导致“热点”，渐晕，彩色条纹，对比度差和各种其他不良影响。 一些最新的显微镜配备了“预先居中”的灯，不允许调整，有些甚至供应没有横向调整机制的聚光镜。 重要的是要确保这些显微镜在进行显微摄影之前在工厂进行了适当的科勒照明。 仔细阅读显微镜使用说明书和/或询问您的工厂技术代表有关如何优化这些显微镜照明的重要细节。

同学们通过以上介绍，照明对于显微镜的照明方式是不是有了一些了解了呢？欢迎来一起探讨咨询奥。