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显微镜光源之灯泡

更新时间:2011-10-03      点击次数:1055

 

显微镜光源之灯泡
 
    在显微镜中所使用的zui简单的光源是日光,可以通过一个反光镜把日光反射入显徽镜中。这种反光镜一面是平面,一面是凹面,凹面反光镜多用于较低的放大倍数。这种日光源是很容易被利用的。但是日光是一种散射光,它不能在物体平面上成像,并且会在物体上引起大量的闪光,从而会降低像的反差。当然在低倍观察时使用孔径光阑可以把这种闪光限制在一定的范围之内,睛朗的白天在靠近窗户处使用平面反光镜往往可以得到满意的照明。因此至今,在一些教学显微镜和用于观察的一般显徽镜中仍然采用日光照明。
奥林巴斯显微镜
    在现代显微镜中,特别是在研究显微镜、摄影显微镜以及用于各种用途的其他特种显徽镜中,更多地采用人工光源即灯光照明。这是因为与日光照明相比,灯光照明光线均匀、亮度稳定,所有的条件都可以有效地控制。并且这种光源可以在物体上成像,减小散射,有效地提高像的反差。
    对于人工光源的基本要求是:①具有足够的照明亮度和足够的单色光照明亮度,②具有足够大的发光表面。
    当然对于亮度和发光表面的要求实际上也不是太高的,亮度主要考虑到较高的放大倍数,较大的发光表面主要用于低倍的观察。通过可变电阻或中密度滤光片就可以调节过高的亮度;光源的有效面积往往可以用视场光阂来调节,光源亮度上的不均匀性可用柯勒照明或在光源前加场玻瑞来克服。
    实际上在光源的发光面积和亮度之间可以达到协调,这两个因素并不是彼此孤立的。在一般显微镜中zui常使用的光源是40-60W的高压白炽钨灯,这种灯泡具有较大的发光表面和几千个熙提的亮度,它们zui适于同较简单类型的临界照明器一起使用。与我们一般所想像的相反,在使用高倍观察当像的亮度不足的情况下,应该使用40W的高压灯泡而不是100W的高压灯泡,这一点似乎是很难理解的。其实这种100W“强”光源的优越性只是增大了发光表面积,这种大表面积对于低放大倍数是有用的,但对于高放大倍数来说并不能增大亮度。此外,大功率的高压灯泡发射相当数盆的热能,这对于显徽观察毫无益处。
    现在经常用于显微镜的是12V或6V的低电压灯泡,这种灯泡具有15--m-60W或更高的功率,它们在紧密地绕着钨丝的发光表面有很高的亮度,可达2,000-3,000熙提。这种低压灯比上面提到的高压灯泡具有更大的照明亮度,但它的发光表面积只有几个平方毫米,这对于临界照明是太小了,但是在使用柯勒照明时这一点可以用一个聚光透镜加以补偿。
    在现代光学显徽镜中经常使用的除低压钨灯外,还有高压汞灯和高压傲灯,下面就这几种光源的发射光谱分布、性能及其应用做一简要的叙述和比较。
    1。低压钨灯
    带有可调变压器的低压钨灯使用方便,并且价格也比较便宜,它能够为很多显徽镜的观察和照相提供满意的光产量。然而这种钨灯具有一些典型的缺点,在某些场合这些缺点暴露得如此明显,以至于不得不去寻找其他的光源。低压钨灯所发射的光能有一个对显微镜非常不利的光谱分布,其zui大部分是在红外光或不可见的热辐射区域,在低于750nm的可见光区域发射的光主要是较长波长的光线,在鸽灯使用超高压的情况下,在可见光范围内的光产量会有一些增加,但是这会相应地降低灯泡的寿命,并且在光产量上的增加也是不稳定的。
    钨灯所涉及的另一个问题是灯泡会在使用中逐渐变暗,这是由于从发热的灯丝上蒸发的钨会沉积在灯泡的内表面上,结果引起光产量的逐渐降低和发射光能谱分布的变化。近些年来所出现的钨卤灯可以认为是对低压钨灯的一项有效的改进,这种灯在玻璃灯泡内充满着与钨暂时结合的卤素气体(例如碘),从加热的灯丝上以气体的形式发散出来,然后被限制的钨重新沉积在灯丝上,卤素气体又被释放出来并再次循环往复。由于这种灯具有用于显微镜中所有钨灯的zui高光产量和长达数千小时的灯泡寿命,因此已经非常普迫地应用于显微镜中,特别是显徽照相中。但是由于这种灯的灯丝小而密集,灯丝的沮度很高,可以达到3,000^-3,1001,因此它们发射出大盘的热t,灯室僻要用通风孔来冷却,并且需要用吸热滤片吸收部分热量。
    2.离压汞灯
    这是一种由石英制成的在放电筒内两个高压电极之间发射汞的气体放电灯,与钨灯的连续光谱相反,它在可见光范围内有更加分散的带状光谱,在一条比较低的连续的基部上在一定的波长部位益加着窄而高的发射带(图5 , 9 I   )由于它在546, 436和
365n m波长有特殊的发射高峰,因此通过选择滤光片进行选择时,对于荧光显微镜说是一种非常有效的光源。但由于带状光谱的限制,不能使染色切片得到好的反差,尽管如此,它仍然是一个在光谱的*部分具有相当大光能发射的良好光源。
    3.高压故灯
    这是一种发射氮气的比较新型的气体放电灯,它有更多的优点。在可见光范围内具有连续发射光谱,在紫外光部分有一定的发射连续光谱。在今天被认为是zui有效的通用光源同时这种高压叙灯能够稳定地提供*的亮度,因此它是一种的光源,并且在一些特种显微镜中有着不可替代的地位。