光學(xué)顯微鏡的照明系統(tǒng)是其成像質(zhì)量的關(guān)鍵,直接影響觀察效果和研究精度。根據(jù)照明方式、光路設(shè)計(jì)及應(yīng)用場(chǎng)景,可分為以下六大類,并附市場(chǎng)主流技術(shù)與應(yīng)用案例:
一、透射式照明系統(tǒng)
1. 臨界照明(Critical Illumination)
原理:光源經(jīng)聚光鏡成像于物平面,相當(dāng)于在樣品表面放置光源。
特點(diǎn):光路簡(jiǎn)單、光能利用率高,但光照均勻性依賴光源質(zhì)量。
適用場(chǎng)景:低倍物鏡(如4×、10×)觀察均勻染色樣品。
2. 柯勒照明(K?hler Illumination)
原理:光源像成在聚光鏡前組,聚光鏡后組將光闌像投射到物平面,實(shí)現(xiàn)均勻照明。
特點(diǎn):光照均勻,支持高倍物鏡(如100×油鏡),可調(diào)控?cái)?shù)值孔徑與視場(chǎng)。
適用場(chǎng)景:細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析、半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)。
二、落射式照明系統(tǒng)
1. 暗視場(chǎng)照明(Dark Field Illumination)
原理:環(huán)形光闌阻擋直射光,僅收集樣品散射光,形成“亮顆粒-暗背景”效果。
特點(diǎn):增強(qiáng)微小顆粒對(duì)比度,分辨率提升30%-50%。
適用場(chǎng)景:金屬表面劃痕檢測(cè)、納米顆粒觀測(cè)。
2. 散射/反射照明(Scattered/Reflected Light)
原理:光源從樣品上方或側(cè)面投射,依賴表面反射/散射光成像。
特點(diǎn):適配粗糙或高反射表面,支持多角度觀察。
適用場(chǎng)景:陶瓷裂紋分析、金屬金相組織觀察。
三、特殊照明技術(shù)
1. 偏光照明(Polarized Light)
原理:通過(guò)偏振片控制光波方向,增強(qiáng)材料各向異性特征。
特點(diǎn):揭示晶體雙折射、聚合物取向結(jié)構(gòu)。
適用場(chǎng)景:地質(zhì)薄片分析、液晶材料研究。
2. 熒光照明(Fluorescence Illumination)
原理:特定波長(zhǎng)光源激發(fā)樣品熒光標(biāo)記,用于生物成像或材料分析。
特點(diǎn):高靈敏度,支持多通道成像。
四、市場(chǎng)主流照明技術(shù)
技術(shù)類型 | 優(yōu)勢(shì) | 應(yīng)用場(chǎng)景 |
LED照明 | 低功耗、長(zhǎng)壽命、色溫可調(diào) | 便攜式顯微鏡、教育場(chǎng)景 |
激光照明 | 高亮度、單色性好 | 共聚焦顯微鏡、納米材料研究 |
智能照明控制 | 自動(dòng)優(yōu)化光強(qiáng)、色溫 | 工業(yè)質(zhì)檢、自動(dòng)化檢測(cè) |
五、選型建議
生物研究:柯勒照明+熒光模塊。
金屬檢測(cè):暗視場(chǎng)照明+高NA物鏡。
工業(yè)質(zhì)檢:環(huán)形光+同軸照明。
半導(dǎo)體檢測(cè):激光照明+微分干涉(DIC)模塊。
通過(guò)匹配照明系統(tǒng)與樣品特性,可顯著提升顯微鏡的分辨率、對(duì)比度和檢測(cè)效率。