金相顯微鏡的照明系統(tǒng)
金相顯微鏡的照明系統(tǒng)介紹
照明系統(tǒng)一般包括光源、照明器、光欄、濾色片等。金相顯微鏡中的照明法，對觀察、照相、測定結(jié)果質(zhì)量是重要的影響因素。正確的照明法不能降低亮度和分辨率，進(jìn)行照明時不能有光斑和不均勻。
金相顯微鏡的照明系統(tǒng)應(yīng)滿足下列基本要求：
首先，光源要有足夠的照明亮度，以保證金相試樣上被觀察的整個視場范圍內(nèi)得到足夠強(qiáng)的、均勻的照明；
其次，應(yīng)有可調(diào)節(jié)的孔徑光欄，一來可控制試樣上物點(diǎn)進(jìn)入物鏡成像，二來可調(diào)節(jié)光束孔徑角的大小，以適應(yīng)不同物鏡數(shù)值孔徑的要求，充分發(fā)揮物鏡的分辨能力；
再次，應(yīng)有可調(diào)節(jié)的視場光欄，可控制試樣表面被照明區(qū)域的大小，以適應(yīng)不同目鏡、物鏡組合時有不同的顯微視場的要求，并同時攔截系統(tǒng)中有害的雜散光。
（1）光源 對光源的要求是強(qiáng)度要高，亮度要均勻、穩(wěn)定，發(fā)熱程度不宜過高，在光源周圍要有吸熱、散熱裝置；光源位置（上、下、前、后、左、右）和光的強(qiáng)度可調(diào)節(jié)。
A．光源的種類目前金相顯微鏡中應(yīng)用最多的是白熾燈和氙燈，此外還有碳弧燈、鹵素?zé)簟⑺y燈、單色燈等。
a. 白熾燈燈絲由鎢絲組成，故又稱鎢絲燈。電壓較低（6~12V），功率多為15~30W，鎢絲燈的功率較高，常在100W以上。使用低壓鎢絲燈時，必須配備變壓器，以便220V電壓降到6~12V工作電壓，低壓鎢絲燈適用于各種臺式、立體顯微鏡的觀察和攝影。大型金相顯微鏡亦備有鎢絲燈作觀察之用。但低壓鎢絲燈泡已逐漸為碘鎢燈所取代，因為普通低壓鎢絲燈泡鎢絲在使用時會揮發(fā)使燈泡變黑，照明度降低，壽命不長。如果在鎢絲中加入少量的碘，就可以避免上述缺點(diǎn)。
b. 碳弧燈 由兩根碳精棒通電產(chǎn)生的碳弧光，亮度極高，適用于照相，以及暗場、偏光金相觀察。但電弧的直接輻射曝光，可能造成眼睛嚴(yán)重的紫外線灼傷。由于有觸電的危險，更換電極必須小心謹(jǐn)慎。
c. 氙燈 超高壓氙燈是強(qiáng)電流的弧光放電燈，比碳弧燈穩(wěn)定和均勻。具有從紫外線到紅外線的連續(xù)光譜；可見光區(qū)近似白光；具有亮度大、發(fā)光效率高及發(fā)光面積小的優(yōu)點(diǎn)；被廣泛地用作顯微鏡的照明光源。氙燈管內(nèi)充有高壓氣體，一般電壓低不能使其起弧，它靠“觸發(fā)器”使瞬間加在燈管兩端的電壓達(dá)49kV的脈沖電壓引起燈管起弧發(fā)光。燈管一旦發(fā)生點(diǎn)燃，觸發(fā)器就停止工作，保證氙燈在正常電壓18V、額定電流8A下工作。使用氙弧燈必須注意安全，盡可能減少起動次數(shù)，即使在15分鐘之內(nèi)不用也不要關(guān)燈，以便提高壽命，起動間隔時間應(yīng)為15分鐘。氙燈功率在50W~500W的范圍，由于其亮度大，適用于暗場、偏光、相襯觀察及顯微攝影。
d. 石英碘燈這是對白熾燈的改進(jìn)，具有高色溫、高強(qiáng)度以及壽命長的特征�？赏ㄟ^改變電流來控制光的強(qiáng)度。
e. 鋯弧燈 具有高強(qiáng)度和輸出非常穩(wěn)定的極好光源。其光譜適宜于進(jìn)行彩色顯影微照相。
f. 汞蒸氣燈具有線型光譜的中高強(qiáng)度的光。其中最顯著的光是波長為546nm的強(qiáng)綠色光，易得到單色輻射。
C.照明器 ：金相顯微鏡的光源一般置于鏡體側(cè)面，與主光軸成直角相交。因此，需要一個垂直照明器，使光路垂直換向。照明器的種類有平面玻璃、全反射棱鏡、暗場用環(huán)形反射鏡，分別置于圖1-12~圖1-14所標(biāo)的位置上。由于觀察目的不同，金相顯微鏡采光方式也不一樣，可分為明場和暗場照明兩種。
（2）光欄 ：在金相顯微鏡的光路系統(tǒng)中，一般裝有兩個光欄，靠近光源的稱孔徑光欄；另一個稱視場光欄。光欄的作用是改善映象質(zhì)量，控制通過系統(tǒng)的光通過量和攔截系統(tǒng)中有害的雜散光等。
A．孔徑光欄調(diào)節(jié)入射光束的粗細(xì)。縮小孔徑光闌可減小球差和軸外像差，使映像清晰；但會使物鏡的分辨能力降低。理論上合適的孔徑光闌大小應(yīng)以光束剛剛充滿物鏡后透鏡為準(zhǔn)。實際觀察時無法檢查后透鏡光線充滿的情況，按經(jīng)驗可取下目鏡直接觀察筒內(nèi)燈絲映像面積占整個筒面積的1/2~3/4時為適宜的孔徑光闌。
B．視場光欄視場光欄在孔徑光欄后，其所在位置為經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后成像于金相磨面上。因此，調(diào)節(jié)視場光欄可改變視域的大小，而不影響物鏡的分辨率�？s小視場光欄可減少鏡筒內(nèi)的反射光和眩光，提高映像襯度。觀察時宜將視場光欄調(diào)節(jié)到與目鏡內(nèi)視域同樣大小。有時為了集中觀察試樣上某一細(xì)微組織，會將視場光欄縮小到剛好能包圍這一部分以提高觀察效果。攝影時則以調(diào)節(jié)到畫面尺寸為限。
（3）濾色片 ：濾色片的作用是允許白色光波中一定波長的光通過，吸收其它波長的光。濾色片是金相攝影時一種重要的輔助工具，用以得到優(yōu)良的金相照片。使用濾色片的主要目的是：
A．增加映像襯度，或提高某些彩色組織細(xì)微部分在黑白攝影時的分辨率如經(jīng)染色的金相試樣在顯微鏡下可觀察到鮮明的彩色映像。但采用黑白片攝影時，往往因其明暗差別小而得不到理想的襯度，此時需借助濾色片來改進(jìn)襯度。
一般金相顯微鏡常帶有黃、藍(lán)、綠、灰等濾色片。它們的作用是：黃色濾色片改善像質(zhì)，人眼對其較靈敏。藍(lán)色濾色片因藍(lán)光的波長較短，可以提高分辨率。綠色濾色片改善像質(zhì)，使觀察舒適。中性濾色片減弱光強(qiáng)，得到合適的亮度。
B．校正殘余像差由于消色差物鏡的像差校正僅在黃綠波段較完善，故使用時應(yīng)配用黃綠色濾色片；而其它色彩的濾色片均顯著暴露消色差物鏡的缺點(diǎn)，降低映像質(zhì)量。復(fù)消色差物鏡對各波區(qū)像差的校正均極佳，故可不用濾色片，或根據(jù)襯度需要選擇。
C．得到較短波長的單色光以提高分辨率光源的波長愈短，物鏡的分辨率愈高。如采用λ=440nm的藍(lán)光，將比用λ=550nm的黃綠光具有更高的分辨率。
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