徕卡课堂 | 显微镜光学知识讲解-照明系统篇

        显微镜中的照明方法，是影响观察、照相、测定结果质量的重要因素。正确的照明法不能降低亮度和分辨率，进行照明时不能有光斑和不均匀。具体照明方式，也叫镜检方法在后面专门叙述。

显微镜的照明系统应满足下列基本要求：

a.光源有足够的照明亮度。

b.保证试样上被观察的整个视场范围内得到强的均匀的照明。

c.应有可调节的孔径光阑。调节光阑大小，可控制试样上物点进入物镜成象光束孔径角的大小，以适应不同物镜数值孔径的要求，充分发挥物镜的分辨能力。

d.应有可调节的视场光阑。控制试样表面被照明区域的大小，以适应不同目镜、物镜组合时的显微视场的要求，并同时拦截系统中有害的杂散光。

1 显微镜的光源条件

    作为显微镜照明用光源必须具备如下条件：

● 亮度要强。

● 合适的分光特性。

● 发光部分的大小和形状适当。

● 热辐射不宜太大。

● 光源稳定。

● 经济性好。

2 照明方法

01 临界照明

    临界照明的特点：

● 经过集光镜和聚光镜系统把光源成像到试样上。

● 光照集中，亮度很高。

● 光斑显著不均匀。

    由于临界照明不够均匀，特别对低倍下的照明视场更显不足，目前显微镜上基本不采用此种照明方法。

02 柯拉照明

    它是柯拉(Kohler)于1898年提出的一种比较理想的照明法，有的书上被翻译成科勒照明。

    科勒照明的必要条件：

● 光源灯丝被成像在聚光镜焦点平面上，以平行光照明样品的观察区域。

● 照明光源的孔径光阑成像在试样表面上，控制物方视场的大小。

● 通过调节照明系统的视场光阑使照明光束与物镜的数值孔径相匹配。

● 孔径光阑与视场光阑可独立操作。

    此照明法是金相显微镜常用的照明法，它有如下优点：

● 光亮近似自然的自色光。

● 照明均匀。

● 有排除光晕等有害光线的孔径光阑和视场光阑。

● 不降低分辨率。

● 操作方便。

    由于此类照明法有以上优点，最适用于显微摄影特别是高倍显微摄影。

3 光源种类和特性

01 低压钨丝灯

灯丝由钨丝组成，充氩气封接，常用有6V 15W、12V 30W，广泛被用于照明透过率较好的生物样品，故多在生物显微镜和教学示范类的学生用显微镜上。对于以观察反射样品为主的金相显微镜基本不采用。

02  卤素灯

卤素灯比自炽灯亮度亮，光谱接近于日光，色温随时间变化相当少。同时体积小，发热少，单位面积发光亮度大，是目前显微镜，尤其是金相显微镜的常用光源，一般情况下多采用12V 100W。

03 氙灯

氙灯是利用惰性气体氙为发光元素，常用为短弧氙灯。其光谱接近目光，高亮度，光色质量优良，色温约6000k。氙灯广泛应用于高速及彩色摄影，大视场投影及电视观察。由于氙灯点燃时需用起动装置，结构较复杂，体积大，因而价格较贵。目前金相显微镜基本不用。

04 超高压汞灯

这是点光源高辉度的紫外光灯。适用于荧光观察，光谱为线状峰值光谱，点燃需高压起动装置，常用有50W和100W，寿命大约为200小时，现在最新又有一种长寿命的超高压汞灯，功率120W，寿命标称2000小时。

05 LED光源

目前徕卡的产品都使用了LED光源，LED相较于传统照明有很多优势：

● 亮度超过100w卤素灯；

● 高反差，图像锐利；

● 恒定色温4500K，色彩还原真实；

● 更久的使用寿命≥72000小时；

● 调节方便，无需更换灯泡；

● 适用于多种观察方式。

关于徕卡显微系统

徕卡显微系统的历史最早可追溯到19世纪，作为德国著名的光学制造企业，徕卡显微成像系统拥有170余年显微镜生产历史，逐步发展成为显微成像系统行业的领先的厂商之一。徕卡显微成像系统一贯注重产品研发和最新技术应用，并保证产品质量一直走在显微镜制造行业的前列。

徕卡显微系统始终与科学界保持密切联系，不断推出为客户度身定制的显微解决方案。徕卡显微成像系统主要分为三个业务部门：生命科学与研究显微、工业显微与手术显微部门。徕卡在欧洲、亚洲与北美有 7 大产品研发中心与 6 大生产基地，在二十多个国家设有销售及服务分支机构，总部位于德国维兹拉(Wetzlar)。了解更多信息，请访问：www.leica-microsystems.com.cn