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工业非活物显微镜:分类、选型及特点分析

时间:2022-12-01 14:31:28 来源: 点击:

  

  光学显微镜一直是研究微观领域不可或缺的基础设备。即使在扫描电子显微镜、散射电子显微镜和扫描隧道显微镜的今天,光学显微镜仍然以其简单快捷的操作为基础,不需要对样品进行过多的处理,具有丰富的显像方法,支持图像分析和处理,具有价格较低的特点,在科研中占有稳定的地位。

  它们经常出现在高中、大学和科学研究所。显微镜是微观世界、生物分子和工业材料研究的必要基础和重要仪器。

  这种几乎是科研人员必备的仪器,从诞生到现在,只有400多年。

  大约500年前,发明了简单的玻璃放大镜。

  这种简单的放大镜是每个人小时候都玩过的玻璃凸透镜,聚集阳光,中间比边缘厚。将放大镜放在标本和眼睛之间进行调焦。“简单显微镜”图像可以通过增加角度放大并在视网膜上形成。

  1600年,通过AntonvonLeeuwenhoek(即高中生物课本上提到的安东·冯·列文虎克的努力使这种简单的显微镜(或放大玻璃)的性能达到了最完美的状态。这种简单的显微镜可以用来观察单细胞的动物和一些更大的细菌。标本图像由一个非常接近人眼的放大镜显示在标本的同一侧,看起来大约10英尺远。这个图像是一个虚拟的图像,不能被胶片捕获。

  自1600年以来,借荷兰Janssen兄弟和意大利伽利略的努力发明了复式显微镜。这种显微镜最简单的方法是由两个凸透镜组成,一个是物镜,靠近标本,一个是目镜,靠近用户的眼睛。复式显微镜分两步放大。物镜将放大的图像放入镜筒中,然后放大物镜投入的图像,最后在我们的视网膜上显示。

  然而,早期的图像技术还没有开始,这促使显微镜下的微观世界只能立即观察到。如果你想展示你看到的微观世界并与他人交流,你需要通过笔和纸以模仿的方式绘制观察到的图像。因此,绘画已成为当时微观工作者的必备技能。如何更方便地显示显微镜也成为显微镜在未来发展中必须处理的问题。

  同时,由于单目显微镜只支持单眼对准目镜观察,观察者容易眼疲劳,这也成为显微镜发展面临的第二个问题。

  300年后,1879年,爱迪生发明了电灯。灯泡的出现大大提高了显微镜的照明,特别是光源的亮度可以灵活调整。新光源的发明刺激了显微镜的发展,几年后,蔡司光学显微镜工程师之一,创造了柯勒照明——使用分光棱镜上的光信号,用户可以通过两只眼睛观察,大大减轻了眼睛的负担,提高了观察的舒适性。同年,德国蔡司创建了双眼显微镜,并逐渐取代了单眼显微镜的应用。

  显微镜在20世纪70年代得到了广泛的应用。到21世纪初,它已经进入了使用的高峰期。在光学成像效果取得重大突破后,人们将显微镜改进的重点放在获取显微图像的技术上。人们再次离显微镜的光路信号,生成三目观察缸,然后将拍摄和收集设备安装在三目观察缸上,以获得显微图像。从那时起,显微图像照片已经成为每个人获取原始信息的重要手段。与上述显微图像相比,这种获取显微图像的方式更准确、更高效、更先进。

  中国制造光学显微镜已有近70年的历史。最早的制造时间是在抗日战争期间。严济慈、钱临照、林友宝等人在云南建立了一个小型光学车间,生产抗日后方教学的显微镜,由医疗和工程建设单位使用。解放后,国内重庆光学厂技术实力雄厚,鉴于社会主义制度的优势,光学显微镜国有工厂之间没有技术或制造的秘密,很快除了上海光学厂、南京江南光学厂、重庆光学仪器厂、广州光学厂、桂林光学厂等许多优越的光学厂外,也有一定的知名度。

  上海光学仪器厂,素有“东方蔡司”它被称为中国最著名的光学工厂,并与德国蔡司-欧波相同(ZEISS-OPTON),徕卡(LEICA)等国际知名光学公司合作生产各种精密光学设备,确立了中国光学工业的系列化。由于许多内外原因,解体重组令人遗憾。到目前为止,光学显微镜仍被许多人使用和记住。

  光学显微镜可分为生物显微镜和工业非活物显微镜。前者广泛应用于生物和药学领域,主要包括正置生物显微镜和倒置生物显微镜。通过添加其他一些功能模块,还可以升级为正置荧光显微镜和倒置荧光显微镜。

  工业非活物显微镜分类较多,如正置金相显微镜、倒置金相显微镜、专业偏光显微镜、体视显微镜等。由于体视显微镜放大率低,但景深大,立体感强,体视显微镜又称低倍显微镜或宏观显微镜。

  金相显微镜

  主要用于看不透明样品,如金属组织(铜、铸铁、合金等)、芯片半导体行业高倍检验、光伏产品或其它不透明材料。

  分为正置金相显微镜和倒置金相显微镜。一般来说,用于金属组织金相分析的倒置金相显微镜通常用于区分不同的样品;看芯片半导体(形状相对整齐)。

  偏光显微镜

  特殊用途的显微镜通常用于观察单折射性或双折射性物体,如岩层矿石、聚合物材料、淀粉偏光、液晶偏光等。

  专业偏光显微镜只是正置的。而且专业偏光显微镜的一个显著特点就是操作台是圆的,可以旋转。

  体视显微镜

  由于倍率相对较低(视觉范围较大),显示非常三维,工作距离长(镜下操作),常用于生物解剖、晶体选择或宏观低倍观察、种子观察、植物害虫防治、商品表面加工观察、电子工业等,用于观察相对较大的物体。

  大多数观察到的样品都有共同的特点:样品表面不均匀,倍率要求不高。

  中央主物镜光学系统和格林诺夫光学系统主要有两种光学系统。

  镜光学系统是中央主体

  优点:光路系统支持添加偏光模块/盈光模块(支持多种观察方法)等其他模块,分辨率高(约0.5μm,放大倍数可达300倍)。

  缺陷:景深不高。

  格林诺夫光学系统

  优点:景深大,观察图像立体感强。

  缺陷:属于中低档商品,适合宏观观察。

  还有一些更高端的显微镜,如超景深显微镜、超高分辨率显微镜、共聚焦显微镜等,或在保证放大倍数的基础上有更大的景深,或支持更高的分辨率(理论分辨率极限高于光学显微镜200nm)等等。

  放大倍数范围的目镜组/物镜组;

  转化器孔数、物镜转换方式;

  移动载物台的方式;

  物镜工作环境(干洗物镜OR油系物镜或其他)

  物镜工作距离;

  显微镜成像分辨率;

  显微镜支持观察方法,如明场、暗场、偏光、盈光、微分干预等;

  显微镜的显像质量、目标细节等;


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