Cassida 2300. IR, UV, MG, просвет с линейкой, косопадающий свет. В комплекте видео-лупа с 10-ти кратным увеличением (3 режима). — ITWork
Партномер: partnumbПрофессиональный детектор валют Cassida 2300 Cassida 2300 – это надежный профессиональный многофункциональный детектор, который предназначен для комплексного контроля защитных признаков банкнот валют всех стран мира, ценных бумаг, документов, акцизных и специальных марок. Яркий высококонтрастный LCD экран, имеющий диагональ c размером 6,5 дюйма, позволяет с легкостью рассмотреть образ банкноты, помещенной в просмотровую область, передаваемый с камеры. Поместив купюру или документ в область проверки детектора Cassida 2300, можно с легкостью идентифицировать недоступные невооруженному глазу защитные признаки. Начинка детектора Cassida 2300 спрятана в прочном корпусе, который имеет эргономичный дизайн и компактные размеры. Благодаря встроенному датчику обнаружения или отсутствия банкноты в просмотровой зоне, детектор за несколько секунд готов к работе или наоборот, переходит в режим энергосбережения.
Благодаря этому срок службы камеры и монитора увеличивается, причем существенно. В комплект поставки входит выносная видео-лупа с 10-ти кратным увеличением для проверки микроэлементов, микротекста и перфорации, что позволит рассмотреть образец с особой тщательностью. Cassida 2300 прост и удобен в управлении, с ним прекрасно поладит даже неопытный пользователь. И можно уверенно говорить, что он позволяет идентифицировать самые совершенные образцы фальсифицированных магнитных меток, присутствующих на купюрах. Доступные виды контроля: > Контроль наличия и корректного расположения, защитных меток, видимых в ИК спектре (фрагментов изображений, нанесенных ИК-метамерными красками). > Инфракрасный контроль на просвет. > Контроль «спецэлемента М» в режиме ИК (2 диапазона инфракрасных волн). > Ультрафиолетовый контроль отсутствия на бумаге общего фона люминесцирования, наличие люминесценции отдельных меток, волокон, фрагментов рисунков (2УФ-лампы 6Вт). > Контроль в белом проходящем свете водяных знаков, защитных нитей, микроперфорации, совмещаемых кодовых рисунков и меток, относительно расположения лицевой и оборотной сторон банкнот.
> Ультрафиолетовый контроль с увеличением для детального изучения правильности расположения, формы и структуры УФ-меток. > Инфракрасный контроль с увеличением для детального изучения правильности расположения, формы и структуры ИК-меток. > Магнитный контроль обеспечивает выявление специальных защитных меток, надписей и рисунков, выполненных ферромагнитной краской. > Измерительная линейка позволяет контролировать как размер банкнот, так и точность расположения отдельных меток на них. Детекции на подлинность UV, MG, IR, WM Мощность инфракрасных лучей 850/940 диод Дисплей LCD, 6.5’’цветной Питание 110-220В, 50-60Гц Потребляемая мощность Не более 20Вт Рабочая температура От 0ºC до 40ºC Габаритные размеры (ВхШхГ) 264 х 184 х 168 мм Вес 1,85 кг Выносная оптическая лупа 10 кратное увеличение Поддерживает разъем Для видео подключения Производитель Cassida (США) Фото Фото Детекции на подлинность UV, MG, IR, WM Мощность инфракрасных лучей 850/940 диод Дисплей LCD, 6.5’’цветной Питание 110-220В, 50-60Гц Потребляемая мощность Не более 20Вт Рабочая температура От 0ºC до 40ºC Габаритные размеры (ВхШхГ) 264 х 184 х 168 мм Вес 1,85 кг Выносная оптическая лупа 10 кратное увеличение Поддерживает разъем Для видео подключения Производитель Cassida (США)
Методики контрастирования при работе с микроскопом
При работе с микроскопом исследователи часто сталкиваются с низким контрастом изображения в окулярах и на фотокамере.
Иногда крайне затруднительно различить мельчайшие дефекты на кремниевой пластине или определить рельеф поверхности образца. Причин может быть несколько, но в основном это несоответствие условий освещения задачам наблюдения. В этой статье речь пойдет о повышении информативности изображения при использовании специальных фильтров и оптических компонентов, меняющих природу формирования изображения. Мы рассмотрим методики контрастирования на микроскопах отраженного и проходящего света, подробно отразив схемы хода лучей.
Темное поле/косопадающий свет
При освещении объекта коаксиальным светом через объектив очень сложно оценить топографию поверхности объекта или микродефекты образца из-за отсутствия теневых областей. Иногда бестеневое освещение необходимо (в случае реставрационных работ под стереомикроскопом или при проведении каких-либо хирургических операций), но в случае, когда нам необходимо определить рельеф поверхности, тени – единственное, за что сможет зацепиться наше зрение.
Для того, чтобы создать рельефную контрастную картину, необходимо осветить объект сбоку так называемым косопадающим светом. На стереомикроскопе при помощи специальных осветителей типа «гусиная шея» сделать это не составит труда, в то время как на лабораторном микроскопе крошечное рабочее расстояние объектива не позволит вводить источник света сбоку. На помощь в таком случае нам придут темнопольные объективы (индекс BD – Brightfield/Darkfield).
1 — осветитель отраженного света, 2 — система конических зеркал, 3 — наклонное кольцевое зеркало, 4 — темнопольный объектив, 5 — образец на предметном столе
Такие объективы обладают дополнительным металлическим цилиндром снаружи, являющимся проводником и отражателем света. Свет не попадает через объектив непосредственно в поле зрения, но попадает через полый цилиндр на поверхность образца вне поля зрения, и, отражаясь от нее, обеспечивает предельно косопадающее освещение видимой области. Микрочастицы, расположенные на ровной поверхности образца, начинают светиться, трещины и прочие дефекты резко подчеркивают грани.
При работе в проходящем свете достаточно воспользоваться темнопольной вставкой в конденсор — метод А. При работе с объективами с высокой числовой апертурой необходимо использовать диафрагму, отрезающую проходящий свет из конденсора — метод B.
1 — вставка в конденсор, 2 — конденсорная линза, 3 — образец, 4 — объективТемное поле в проходящем свете. (Метод В: апертурная диафрагма объектива с высокой NA, отрезающая проходящий свет)
1 — темнопольная вставка в конденсор, 2 — конденсорная линза, 3 — образец, 4 — объектив, 5 — апертурная диафрагма
Фазовый контраст
Фазовый контраст используется в основном в биологии для изучения живых неокрашенных клеток. Метод основывается на разности оптической плотности (показателя преломления) разных частей наблюдаемого объекта, а также среды, в которую образец заключен. Например, упрощенно рассматривая клетку, расположенную в водном растворе, мы сможем выделить три зоны: А (водный раствор), В (цитоплазма) и С (ядро).
А — луч света, не прошедший через образец. B — луч света, прошедший через мембрану клетки (запаздывание Д1) ,C — луч света, прошедший через ядро (запаздывание Д2 > Д1)Метод фазового контраста в проходящем свете.
1 — фазовая вставка в конденсор, 2 — линза конденсора, 3 — образец, 4 — объектив, 5 — фазовое кольцо в объективе, 6 — лучи со сдвигом фазы, 7 — луч без запаздывания
Световые волны незначительно смещаются, проходя через различные среды, из-за разности показателя преломления. Причем, помимо геометрического смещения, происходит явление запаздывания — смещение фазы. До прохождения через препарат волны света находятся «в фазе», а после прохождения через различные материалы — уже нет. Величина фазового смещения будет зависеть от оптической плотности материалов, а также от величины пути в этих средах.
Наш глаз не может заметить разность фаз в изображении. Он различает только разницу интенсивности и разницу цвета.
Метод фазового контраста позволяет преобразовать значения фазового сдвига в значения интенсивностей света.
В конденсор микроскопа вставляется специальная фазовая вставка (кольцевая диафрагма, схожая с темнопольной вставкой). Свет, прошедший через нее, формируется конденсором и освещает препарат. Весь пучок света поступает в объектив и в зрачке объектива формируется изображение фазовой вставки. В этом месте в объективе расположено нанесенное на стекло фазовое кольцо — оптический материал, снижающий интенсивность излучения и придающий свету постоянное фазовое смещение. Если в препарате содержатся объекты, изменяющие направление луча (как клетки и их ядра), то свет из прямого луча отклоняется на новую траекторию. Этот свет не проходит сквозь фазовое кольцо, не ослабляется и не задерживается. Все частичные лучи объединяются тубусной линзой и формируют промежуточное изображение. В нем частичные лучи, поступающие с различными фазами, ослабляются или усиливаются, накладываясь друг на друга.
Таким образом, разность фаз превращается в разницу интенсивностей, которую может регистрировать наш глаз.
Метод фазового контраста незаменим при работе с живыми клетками, проведении ЭКО, различных манипуляциях с неокрашенными препаратами.
Поляризация
Поляризация – широко применяющийся метод контрастирования, меняющий физику изображения. Этот метод позволяет убрать блики поверхностей с высоким коэффициентом отражения, получить качественное и насыщенное изображение, но главное – с поляризацией возможно проведение петрографических исследований и измерений углов поляризации для определения состава объекта. Для проведения поляризационных исследований необходимо два компонента – поляризатор (обычно неподвижный) и анализатор (обычно вращаемый).
Два фильтра (поляризатор и анализатор), введенные последовательно в ход лучей и повернутые относительно друг друга на 90 градусов, не пропускают свет. Первый фильтр изменяет плоскость поляризации света таким образом, что пропущенный им свет не может пройти через второй фильтр (анализатор).
Реализация поляризованного освещения в микроскопе достаточно простая задача.
При работе с проходящим светом поляризатор устанавливается в конденсор, а анализатор находится за объективом. В отраженном свете анализатор остается на своем месте, а поляризатор устанавливается перед дихроичным зеркалом сразу после апертурной диафрагмы осветителя отраженного света. В обоих случаях образец освещается плоскополяризованным светом. Если образец при освещении поворачивает направление колебаний поляризованного света из плоскости заданной поляризатором, то в окулярах мы начинаем видеть свет, который частично пропускает анализатор. Явление поляризации характерно прежде всего для таких кристаллов как минералы, а также для полимеров.
1 — осветитель, 2 — поляризатор, 3 — дихроичное зеркало, 4 — объектив, 5 — образец, 6а — лямбда-пластина, 6 — анализатор, 7 — тубусная линзаПоляризация в проходящем свете.
1. поляризатор, 2 — конденсор, 3 — образец, 4 — объектив, 5а — лямбда пластина, 5 — анализатор, 6 — тубусная линза
Обычно в оптический путь перед анализатором вводят компенсатор «Лямбда-пластину» (иногда его называют красной пластиной первого порядка).
Линейно поляризованный луч в кристалле компенсатора раскладывается на 2 луча: обыкновенный и необыкновенный, близкие по интенсивности. При выходе из компенсатора необыкновенный луч получает запаздывание на одну длину волны относительно обыкновенного. Но поскольку обыкновенный и необыкновенный лучи поляризованы по-разному, то интерферировать они не могут. Пройдя анализатор, установленный перпендикулярно поляризатору, оба луча будут ослаблены наполовину, но их плоскости поляризации теперь совпадут. Лучи интерферируют, и, в результате, поле зрения окрашивается в розово-красный цвет (как правило разность хода волн в компенсаторе порядка 580 нм). Если между поляризатором и компенсатором окажутся оптически-активные включения, то для прошедших через них лучей условия интерференции будут другими, и изменится их цвет. То есть компенсатор осуществляет цветовое контрастирование оптически-активных объектов. Углом поворота компенсатора можно в определенной мере менять цвет фона и «раскраску» объектов, но при угле 45 градусов относительно поляризатора и анализатора будет получена максимальная интенсивность.
Механические напряжения в стекле приводят к двулучепреломлению, оказывающему воздействие на поляризованный свет. Часто для проведения количественных поляризационных исследований используют специальные объективы, не обладающие внутренними напряжениеями, они имеют маркировку Pol.
Дифференциально-интерференционный контраст Номарского (DIC, ДИК)
Дифференциально-интерференционный метод контрастирования (DIC) является, в некотором виде, комбинацией методов фазового и поляризационного контраста. В проходящем свете дифференциально-интерференционный контраст реализуется несколько сложнее из-за использования двух ДИК-призм (двулучепреломляющие призмы). Ход лучей при ДИК контрастировании схож с поляризационным методом, но дополнительно в оптический путь вводятся две ДИК-призмы — в конденсор и вблизи зрачка объектива. Призма в конденсоре осуществляет векторное разложение плоскополяризованного света по двум взаимноперпендикулярным направлениям колебаний и смещает их в боковом направлении так, что в препарате возникает боковое смещение составляющее дельта Х = к * лямбда.
К — коэффициент смещения, обычно меньше единицы.
1 — осветитель, 2 — поляризатор, 3 — дихроичное зеркало, 4 — ДИК призма, 5 — объектив, 6 — образец, 7а — лямбда-пластина, 7 — анализаторДифференциально-интерференционный контраст (ДИК контраст) в проходящем свете.
1 — поляризатор, 2 — ДИК призма, 3 — конденсор, 4 — образец, 5 — объектив, 6 — ДИК призма объектива, 7а — лямбда пластина, 7 — анализатор, 8 — тубусная линза
Далее вспомним метод фазового контраста. Если оба частичных луча пройдут через совершенно одинаковые структуры, то они не приобретут разность хода. Но если для частичных пучков имеются различные условия (разная оптическая плотность образца), то каждый из них на выходе из образца приобретает свою разность хода. Частичные пучки собираются второй ДИК призмой, анализатор выбирает из смещенных по фазе волновых комплектов только те, которые колеблются в направлении анализатора.
Таким образом, после анализатора мы получаем лучи, колеблющиеся в одном направлении и разные по фазе. Накладываясь друг на друга, лучи интерферируются и, таким образом, фазовый сдвиг превращается в разность интенсивности. Посредством лямбда-пластины достигается дополнительный цветовой контраст.
Метод показывает только «продольные» изменения, следствием чего является получение рельефных изображений. ДИК в проходящем свете превосходно подходит для отображения отдельных сечений неокрашенных толстых объектов.
Наклонное освещение — Введение | Olympus LS
Любой, кто когда-либо рассматривал монету при прямом ярком свете, заметит, что рельеф на поверхности монеты очень трудно увидеть в этих условиях освещения из-за зеркального отражения от поверхности монеты. С другой стороны, когда падающий свет «ударяет» по монете под малым углом взгляда, результирующий эффект тени с одной стороны и яркость с другой стороны (ближе к свету) заставляют рельефные детали монеты выделяться. в трехмерной четкости.
Несколько похожее изображение получается при исследовании микроскопических образцов с помощью классической техники, известной как наклонное освещение (иногда называемое анаксиальным освещением ). Прямой свет, ограниченный одним азимутом светового конуса конденсора, может освещать образец только с одной стороны, как показано на рис. 1. Общий эффект заключается в выявлении деталей псевдорельефа на почти невидимом бесцветном образце. Типичная конфигурация для наклонного освещения в сложной микроскопии в проходящем свете представлена на рисунке 1. Под системой конденсорных линз расположена светонепроницаемая светофильтр с небольшой щелью (или секторной светофильтр), удаленный от центральной оптической оси микроскопа. Освещающие световые лучи от источника проходят через щель и затем через систему элементов конденсорной линзы с одного азимута, который находится вне оси. Затем косые световые лучи освещают образец под строго определенным углом с одной стороны и попадают в объектив микроскопа через передний элемент линзы у края апертуры (очень близко к оправе объектива).
Сфокусированные световые лучи сходятся в задней фокальной плоскости объектива и направляются в плоскость промежуточного изображения микроскопа, где наблюдаются через окуляры.
Наклонное освещение привело к смещению нулевого порядка в положение непосредственно на периферии апертуры объектива (этот эффект можно наблюдать с помощью окулярной трубы или линзы Бертрана, сфокусированных в задней фокальной плоскости объектива). Следствием наклонного освещения является смещение нулевого порядка света, проходящего через образец, от центра к одной периферийной стороне передней линзы объектива. Этот сдвиг нулевого порядка в одну сторону позволяет включить один или несколько дополнительных более высоких порядков дифрагированного света в заднюю фокальную плоскость объектива и способствовать формированию изображения. Только дифрагированные порядки на одной стороне нулевого порядка (часто называемого боковых полос ) попадают в объектив и из-за наклонности освещения дифрагированные порядки на другой стороне вообще не проходят мимо объектива.
Эта концепция проиллюстрирована на рис. 2 с использованием трассировки лучей и простой линзы для представления объектива микроскопа.
Как правило, при освещении прозрачных образцов в просвечивающей светлопольной микроскопии параллельным пучком световых лучей получаемые изображения имеют плохую видимость и лишены какой-либо значительной степени контраста. Это происходит из-за того, что сумма света, дифрагированного каждой деталью образца, на четверть длины волны не совпадает по фазе с прямым светом, проходящим через образец, когда оба света рекомбинируются в плоскости изображения. Однако дифрагированный свет, исходящий из каждой точки образца, содержит боковых полос (см. рисунок 2) по обе стороны от неотклоненного света нулевого порядка, которые смещены от смещения четверти волны на определенный запас. Если одна боковая полоса дифрагированного света не достигает плоскости изображения, между оставшейся боковой полосой и прямым светом будет происходить конструктивная и деструктивная интерференция, что приведет к получению видимого изображения в промежуточной плоскости изображения микроскопа.
Наклонное освещение является отличным механизмом подавления боковой полосы, необходимого для процесса формирования изображения.
На рис. 2 самая верхняя система трассировки лучей определяет путь аксиальных световых лучей, проходящих через образец и попадающих в оптическую систему микроскопа для стандартной конфигурации светлого поля. Симметричные компоненты дифрагированного света попадают в объектив и создают дополняющие друг друга узоры, не имеющие существенной интерференции (конструктивной или деструктивной) с компонентами прямого света в плоскости изображения, что приводит к плохому контрасту и видимости изображений. При косом освещении (нижняя система трассировки лучей на рис. 2) несколько боковых полос дифрагированных составляющих не захватываются объективом, но по крайней мере одна компонента более высокого порядка пропускается наряду с нулевым порядком (боковая полоса второго порядка ( D(-2) ) не включен в заднюю фокальную плоскость объектива на рисунке для повышения четкости иллюстрации).
Интерференция в плоскости изображения создает изображение образца, имеющее значительно большую контрастность и четкость. На рисунке также представлено появление дифракционных максимумов в задней фокальной плоскости объектива как при осевом, так и при косом освещении. Поскольку для формирования изображения необходимы только два максимума, косое освещение создаст видимое изображение.
Наклонное освещение позволяет рассмотреть очень мелкие детали образца, которые трудно различить с помощью обычных методов светлого поля. При попадании косых световых лучей на переднюю линзу объектива под углом « об » к оптической оси микроскопа, а показатель преломления среды между передней линзой конденсора и объективом равен n , соотношение между разрешающей способностью и длиной волны освещения ( λ ), а показатель преломления можно описать как :
Разрешение (D) = λ/(n • sin (ob)) + Числовая апертура (NA)
Некоторые авторы отождествляют термин n • sin (ob) с числовой апертурой освещенности, но это вводит в заблуждение, потому что уравнение не предназначено для обозначения полного конуса света, исходящего со всех азимутов, а ограничено лучом света, создаваемым аксиальным освещением с одного азимута.
В случаях, когда детали образца настолько мелкие, что недифрагированная боковая полоса света нулевого порядка и дифрагированная боковая полоса первого порядка разделены расстоянием, равным диаметру апертуры объектива, разрешающая способность в два раза выше, чем при аксиальном проходящем освещении, и выражается как уравнение :
Разрешение (D) = λ/2NA
Оптические условия, необходимые для того, чтобы микроскоп соответствовал приведенному выше уравнению (при использовании наклонного освещения), таковы, что мелкие детали периодичности образцов ограничены разрешением сила цели. Во многих случаях детали образца, разрешенные с использованием светлопольного освещения, настолько сильно лишены контраста, что их едва ли можно визуализировать или отобразить. Конечным результатом наблюдения образцов при косом освещении часто является увеличение разрешения (по сравнению с разрешением, полученным при освещении светлым полем с закрытой апертурной диафрагмой), а также создание затененного, рельефного псевдотрехмерного изображения на изображении объекта.
образец.
Световые пути косого освещения
Изучите, как внеосевые световые лучи могут собираться объективом микроскопа, когда освещение смещается с осевого (светлое поле) на наклонное (внеосевое).
Начать обучение »
Методы наклонного освещения идеально подходят для визуализации широкого спектра неокрашенных объектов, таких как живые клетки, кристаллы, диатомовые водоросли и подобные прозрачные или полупрозрачные образцы. Однако полученные изображения следует рассматривать и интерпретировать с осторожностью, поскольку дифрагированные порядки с одной стороны не способствовали формированию изображения. Потенциальные ложные структуры, появляющиеся на изображении, могут серьезно ограничить полезность косого света для изучения и количественного описания ранее ненаблюдавшихся деталей образца. Этот факт следует всегда учитывать при наблюдении образцов при косом освещении.
Достижение условий, необходимых для наклонного освещения, которое использовалось для улучшения видимости образцов с момента зарождения микроскопии, может быть достигнуто с помощью различных методов с помощью простого проходящего оптического микроскопа.
Пожалуй, самые простые методы — смещение частично закрытой ирисовой диафрагмы конденсора или изображения источника света. В прежние годы некоторые микроскопы оснащались конденсором с децентрируемой апертурной ирисовой диафрагмой (показана на рис. 3; обратите внимание, что система линз конденсора не должна смещаться от центра оптической оси микроскопа). Устройство было спроектировано так, чтобы вся диафрагма могла смещаться от центра в горизонтальной плоскости, так что закрытие круглого отверстия диафрагмы приводило к смещению нулевого порядка к периферии задней фокальной плоскости объектива. В продвинутых моделях вся диафрагма могла вращаться вокруг оси микроскопа, так что косой свет мог быть направлен на образец с любого азимута для достижения наилучшего желаемого эффекта для данного образца.
На практике использование технологии частично закрытой ирисовой диафрагмы конденсора для получения косого освещения сопряжено с проблемами, подобными тем, которые затрудняют наблюдение в светлом поле.
Результатом является общая потеря разрешения и наложение дифракционных колец, которые окружают и затрудняют интерпретацию мельчайших деталей образца. Кроме того, линии Беке и другие нежелательные оптические эффекты, возникающие в областях образца, которые не находятся в точном фокусе, усложняют изображение. Чтобы обойти многие из этих проблем, комбинация наклонного освещения с большой числовой апертурой конденсора в сочетании с усилением видеоконтрастности использовалась в качестве эффективного метода для создания оптических тонких срезов, которые сильно напоминают наблюдаемые с помощью дифференциально-интерференционной контрастной (ДИК) микроскопии.
Хотя косое освещение может быть настроено путем децентрирования апертуры конденсора, большинство конденсоров, продаваемых в настоящее время производителями микроскопов, не имеют этой возможности. Альтернативный метод включает боковое смещение нити накала вольфрамовой лампы от оптической оси микроскопа, как показано на рис. положение лампы в фонаре сзади микроскопа.
Когда диффузионный фильтр вставляется в световой путь (рис. 4(b)), свет распространяется, чтобы заполнить апертуру конденсора градиентом освещения, имеющим правильную ориентацию для просмотра образцов косым методом. В большинстве случаев оптимальные оттенки серого могут быть достигнуты путем размещения изображения нити накала таким образом, чтобы оно покрывало примерно половину апертурной диафрагмы конденсора (как показано на рисунке 4). Однако тщательная настройка положения нити накала и апертуры конденсора в сочетании с использованием диффузионных экранов с различной непрозрачностью должна предоставить микроскописту значительную степень свободы для точной настройки модуляции контраста изображения.
Более часто используемая альтернатива для установления различных степеней косого освещения — использование секторных упоров (рис. 5), расположенных сразу под нижним элементом линзы и апертурной диафрагмой конденсора. Многие микроскопы оснащены держателем фильтра, расположенным рядом с нижней частью конденсора, что обеспечивает идеальное место для установки секторной диафрагмы.
Иллюстрации нескольких конструкций секторных упоров представлены на рис. 5. В прошлом секторные упоры можно было приобрести у производителей микроскопов, но сегодня их все труднее найти. Тем не менее, простые упоры можно сделать из куска непрозрачной бумаги или картона и вырезать, чтобы он подходил под фильтрующий лоток, или приклеить скотчем к нижней стороне конденсатора.
Каждый секторный упор имеет участок, блокирующий свет (обозначенный , ограничитель на рис. 5), и другой участок, пропускающий только косой свет (обозначенный , проход на рис. 5) и освещающий образец. Размер участков останова и прохода часто варьируется в зависимости от увеличения объектива и числовой апертуры, и определение правильного размера в значительной степени является экспериментальной попыткой микроскописта достичь оптимального баланса. Секторный упор можно поворачивать внутри держателя фильтра для освещения образца под разными углами, или (что более удобно) можно использовать круговой вращающийся столик для поворота образца на 360 градусов для достижения желаемого эффекта косого освещения.
Эти предложения можно использовать в качестве руководства, но каждый микроскопист должен внести окончательные коррективы как в конденсор, так и в конфигурацию секторной диафрагмы, наблюдая за тем, как это влияет на изображение образца, чтобы оптимизировать наклонное освещение и повысить контрастность и детализацию.
Наклонное освещение может значительно увеличить контрастность образца по сравнению с традиционными методами светлого поля, как показано на цифровых изображениях, представленных на рисунке 6. Образец на рисунке 6(a) представляет собой артериальную клетку крупного рогатого скота, которая была визуализирована с использованием светлопольного освещения с конденсором. Диафрагма настроена на максимальную контрастность. Видно, что образец почти не виден и детали очень трудно различить в светлопольном освещении. Напротив, когда образец освещается наклонно с использованием секторных упоров, расположенных рядом с апертурой конденсора (рис. 6(b)), контраст резко увеличивается, и становятся видны многие клеточные детали, включая расположение ядра и ложноножек.
Этот конкретный образец трудно визуализировать, независимо от технологии усиления контраста, используемой микроскопистом (включая фазовый контраст, дифференциальный интерференционный контраст, темное поле или модуляционный контраст Хоффмана).
Несколько более простым для визуализации образцом является толстый срез почки мыши, представленный на рисунках 6(c) и 6(d). При освещении светлым полем (рис. 6(c)) некоторые детали образца видны, но отдельные детали трудно различить, а общее изображение страдает серьезным недостатком контраста. Использование секторных упоров для освещения образца под наклоном приводит к значительному улучшению контраста, как показано на рис. 6(d). На этом цифровом изображении становятся видны мельчайшие детали образца, которые раньше было трудно разглядеть при ярком освещении.
По сравнению с методом темного поля, при котором образец освещается со всех азимутов сильно наклонным светом, асимметричное косое освещение дает изображения, характер которых сильно зависит от угла падения освещения.
Изображения, полученные при косом освещении, асимметричны в том смысле, что края, лежащие перпендикулярно направлению падающего света, становятся видимыми, а те, которые лежат параллельно (или близко) к этому направлению, — нет. Эта концепция проиллюстрирована на рис. 7 для двух образцов с разной ориентацией по отношению к углу падающего косого освещения. Образец на рисунках 7(а) и 7(б) состоит из одинаковых полей зрения (но повернутых на 90 градусов), полученный из тонкой монокристаллической пластины алюмината лантана, перовскита, который обычно используется в качестве подложки для эпитаксиального тонкопленочного осаждения высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Двойникование в этих кристаллах препятствует формированию слитных тонких пленок и может оказывать вредное воздействие на свойства получаемых пленок. Цифровое изображение, представленное на рис. 7(а), изображает псевдорельеф, генерируемый двойниковыми доменами, когда кристалл ориентирован продольной осью двойника параллельно наклонно падающим световым лучам.
Напротив, когда ось кристалла (и двойника) поворачивается на 90 градусов, так что он перпендикулярен падающим лучам (рис. 7(b)), двойниковые домены становятся очевидными. Это представляет собой захватывающую демонстрацию ограничений ориентации образца на текстурные эффекты, наблюдаемые при наклонном освещении.
Аналогичный, но менее впечатляющий результат получается при наблюдении полупрозрачных образцов козьей шерсти при наклонном освещении под несколькими углами ориентации. Когда длинная ось палочковидных прядей волос ориентирована параллельно падающему косому освещению (рис. 7(в)), выявляются структурные детали в центральной части и краях волосяных волокон. Эта деталь отсутствует, когда волокна волос ориентированы перпендикулярно оси освещения (рис. 7(d)), и наблюдается значительная разница в кажущейся толщине волокон между двумя углами ориентации. Волокна, ориентированные параллельно падающему свету, кажутся намного толще волокон, ориентированных перпендикулярно источнику света.
Таким образом, очевидно, что метод наклонного освещения не может быть надежно использован для получения достоверных данных измерений из изображений, собранных этим методом.
Кажущийся трехмерный эффект, обеспечиваемый методами наклонного освещения, не отражает реальную геометрию или топографию образца, и его не следует использовать для измерения размеров образца. Истинная ценность изображения при косом освещении заключается в обнаружении переходов показателя преломления или других различий оптического пути внутри образца, которые позволяют более четко понять морфологию и внутреннее структурное устройство. Этот метод можно применять к различным материалам, которые кажутся почти невидимыми или прозрачными в светлопольном освещении и не могут быть окрашены или иным образом подвергнуты химической или термической обработке для повышения контраста. Изучение живых организмов и таких процессов, как in vitro оплодотворение, стеклянные или акриловые волокна, химические кристаллы и другие неокрашенные материалы могут быть облегчены за счет использования легко управляемой системы наклонного освещения.
Определение показателя преломления при наклонном освещении
Косое освещение иногда используется в качестве альтернативы тесту линии Беке, чтобы определить, является ли показатель преломления образца выше или ниже показателя преломления окружающей среды. Если образец помещен в среду с более низким показателем преломления, затенение, возникающее в результате аксиального освещения, появится на стороне, противоположной той, с которой свет попадает на образец, и наоборот, как показано на рис. 8. Для обеих представленных диаграмм на рисунке 8 изображены два косых световых луча одинакового размера, входящие в образец через окружающую среду под одним и тем же углом падения. В точке A на левой диаграмме свет распространяется на большую площадь образца, чем в точке B , так что область вблизи точки A на образце выглядит темнее, чем область вблизи точки B . В этих условиях одна сторона образца будет казаться затемненной или несколько темнее, чем другая сторона, если смотреть через окуляры микроскопа ( A’ и B’ в верхней левой части рисунка 8).
Это тот случай, когда показатель преломления образца выше, чем у окружающей среды.
Противоположный эффект возникает, когда образец имеет более низкий показатель преломления, чем показатель преломления окружающей среды (правая часть рис. 8). В этом случае заштрихованная или более темная сторона образца будет находиться на стороне, ближайшей к остановке косого светового сектора. Когда образец и окружающая среда имеют одинаковые показатели преломления, образец будет прозрачным (или невидимым) и не будет иметь преломляющего эффекта при наклонном освещении. Чувствительность этого метода определения показателя преломления сильно зависит от фокусного расстояния конденсора, положения ирисовой диафрагмы и геометрии секторных упоров (если они используются). Как правило, наилучшие результаты достигаются при тщательной фокусировке конденсора и достижении равномерного поля освещения.
Наклонное освещение в отраженном свете
Наклонное освещение в отраженном или падающем свете, хотя оно в значительной степени вытесняется методами дифференциального интерференционного контраста и темного поля, часто полезно для исследования металлов и других образцов в области металлургии.
Сравнение основных конфигураций косого освещения проходящим и отраженным светом представлено на рис. 9. Диаграмма на рис. 9(а) иллюстрирует основные оптические оси для осевого (светлое поле), наклонного и темного поля проходящего освещения. Простая линза имитирует объектив микроскопа, а желтые стрелки представляют собой гипотетические световые лучи, ориентированные под соответствующими углами, необходимыми для достижения желаемого режима освещения. Угол θ относится к половине угловой апертуры объектива. Световые лучи, направленные вдоль оптической оси микроскопа, представляют осевое освещение, а лучи, лежащие между осью и предельным углом θ , захватываются передней линзой объектива и формируют косое освещение. Световые лучи, имеющие наклонный угол падения больше θ , не попадают в объектив и представляют собой темнопольное освещение.
Основные пути прохождения света для отраженного света или эпи-освещения представлены на рисунке 9(б). Осевая (светлопольная) эпи-подсветка идет в направлении, параллельном оптической оси микроскопа, от вертикального осветителя к полузеркалу, где отражается через систему линз объектива на образец.
Напротив, косое эпи-освещение отражается на образце призмой или зеркалом под углом 45 градусов, установленным на краю объектива. Эти световые лучи проходят через периферию передней линзы объектива и косо падают на образец, но отражаются, преломляются и дифрагируют обратно через объектив. Как в случае на рисунке 9(а), значение θ представляет собой половинную угловую апертуру объектива, через которую направлены все лучи осевого и косого освещения. Световые лучи, имеющие более высокий угол, представляют эпи-освещение темного поля, которое может исходить от внешнего источника света или системы кольцевых зеркал или линз, окружающих объектив. На рисунке 9 для каждого режима освещения показан только один луч изображения, но в действительности эти световые лучи будут распространяться во всех направлениях.
Косое отражение или эпи-освещение подходит для исследования периодических или линейных структур на поверхности металлов, керамики, стекла, полимеров и других непрозрачных образцов.
Для получения оптимальных результатов азимут освещения должен располагаться на 9°.Угол 0 градусов к продольному направлению наблюдаемых конструкций. Этот метод очень полезен для изучения рельефа поверхностных структур (особенно при меньшем увеличении) и может использоваться для демонстрации того, является ли структура на поверхности образца полостью или выступом, путем определения положения теней относительно азимута освещения. . В отраженном косом освещении образцы следует исследовать во всем диапазоне углов наклона и азимутальных направлений, доступных с приборами, чтобы получить наилучший возможный анализ. Если возможно, следует использовать вращающийся круговой предметный столик, а образец поворачивать на 360 градусов, чтобы запечатлеть все важные детали поверхности. Следует отметить, что, поскольку косое освещение может создавать такие артефакты, как цветные полосы и направленный контраст, микроскопист должен сравнить косые изображения с изображениями, полученными при светлопольном освещении, прежде чем пытаться интерпретировать результаты.
Усовершенствованные методы наклонного освещения
Несколько методов микроскопии, связанных с наклонным освещением, включая фазовый контраст и модуляционный контраст Хоффмана, используют основные оптические параметры микроскопа. В частности, эти методы основаны на том, что апертуры конденсора и линзы объектива находятся в главных сопряженных плоскостях и что освещающий пучок, выходящий из каждой точки апертуры конденсора, дифрагирует под разными углами (в соответствии с его пространственной частотой) на образце. . Другая основная концепция, используемая этими методами, заключается в том, что задняя апертура объектива является оптической плоскостью Фурье микроскопа.
В модуляционно-контрастной микроскопии Хоффмана, сложной производной от техники наклонного освещения, апертура конденсора снабжена щелевой маской, щель которой расположена у края апертуры. Задняя фокальная плоскость объектива содержит вторую дополнительную маску, называемую модулятором, которая состоит из трех зон с разной степенью пропускания.
Косая засветка, проходящая через щель конденсора, проецируется на центральную зону модулятора и формирует изображение щели в этой зоне. Центральная зона имеет оптическую плотность, позволяющую пропускать через модулятор только 15 процентов света, попадающего в зону, в то время как более темная (но меньшая) зона пропускает только 1 процент света. Наибольшую площадь пластины модулятора составляет третья зона, которая является прозрачной и пропускает практически весь падающий свет (за вычетом потерь из-за отражения и поглощения). Таким образом, пластина-модулятор объектива (маска) ослабляет свет нулевого порядка, не преломленный образцом (тот, который проходит через зону 15-процентного пропускания), в то время как свет, дифрагированный в сторону темного сектора (1-процентное пропускание), блокируется. Свет, дифрагированный образцом от темного сектора маски, проходит без изменений, что приводит к теневому изображению, похожему по внешнему виду на изображение, создаваемое дифференциальным интерференционным контрастом, который усиливает градиенты показателей преломления или разности оптических путей в образце.
Родственный метод, известный как однополосное усиление края или SSEE , использует регулируемый полушаг в передней фокальной плоскости конденсора, чтобы закрыть часть апертуры конденсора. Дополнительный пространственный фильтр, расположенный в сопряженной задней фокальной плоскости объектива, ослабляет и контролирует фазовый сдвиг недифрагированного светового луча, проходящего через микроскоп. Степень затухания и фазовый сдвиг фоновой (прямой) волны относительно света, рассеянного и дифрагированного образцом в область апертуры, затененную полустопом, регулируются. Изображения, полученные с помощью этого метода, снова похожи на изображения, полученные методами дифференциальной интерференции, но подход с одной боковой полосой, в отличие от DIC, не требует, чтобы поляризационные оптические элементы располагались между образцом. Систему можно настроить для обнаружения чрезвычайно малых фазовых различий в образцах, а также анизотропии показателей преломления с высоким разрешением.
В этом методе используется тот факт, что необходимо захватить только одну из двух боковых полос дифракции, чтобы получить информацию о пространственной частоте в образце, которая определяет этот конкретный угол дифракции. Как показано на рисунке 10, однополосное усиление контраста края обеспечивает передаточную функцию высокочастотной модуляции с высокой пространственной частотой, превосходящую ту, что обеспечивается другими популярными режимами генерации контраста.
Выводы
Оптические эффекты, возникающие при освещении края объектива микроскопа, значительно различаются в зависимости от качества линзы, коррекции аберраций и характеристик образца. Когда луч освещения частично выходит за пределы апертуры объектива, как это происходит при косом освещении, результатом является уменьшение интенсивности света нулевого порядка по сравнению с интенсивностью боковой полосы, и на краю апертуры объектива формируется дифракционная картина. По этой причине конус освещения должен быть меньше полной апертуры объектива, чтобы избежать дифракционных артефактов (таких как интерференционные полосы).
Тщательное экспериментирование с методологией конденсорного освещения должно обеспечить равномерное поле освещения при ограниченных апертурах.
Наклонное освещение имеет несколько преимуществ по сравнению с дифференциальным интерференционным контрастом и фазовым контрастом. Двойное лучепреломление, присущее образцу, не искажает изображения при косом освещении, как в случае с ДИК, но четко наблюдаются фазовые детали в направленно затененных изображениях при косом освещении. Хорошим примером являются аксоны позвоночных, которые более четко визуализируются при косом освещении из-за их сильно двулучепреломляющих миелиновых оболочек, которые создают чрезмерный контраст при ДВС-синдроме. Кроме того, затраты на оборудование для косого освещения значительно ниже, чем для ДИК, фазового контраста или контраста с модуляцией Хоффмана, потому что единственным требованием является правильно сконфигурированный светлопольный микроскоп. В некоторых случаях методы косого освещения позволяют микроскописту получить изображение более глубоких слоев ткани, чем это возможно при ДИК.
Наконец, разрешение не снижается по сравнению с тем, что достигается при использовании светлого поля, а контрастность может быть значительно увеличена.
Соавторы
Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.
Кеннет Р. Спринг — Научный консультант, Лусби, Мэриленд, . Томас Дж. Феллерс и Майкл В. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г. Восточный Пол Дирак Доктор, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.
Свет косой линии — Метафазные технологии
Применение
- Для линейного сканирования и сканирования с узким полем зрения
- Обнаружение морщин
- Темное поле
- Поперечное направление машины
- Проверка ткани
- Рулоны
- Машинное зрение и автоматизация
- Роботизированная инспекция
МБ-ОЛЛ
Характеристики
- Светодиод и подсветка под углом 20 градусов
- Подходит для приложений линейного и площадного сканирования
- Активное охлаждение для высокой интенсивности
- Короткие боковые пластины и прозрачная торцевая крышка для большей эффективности и более легкого использования
- Встроенный драйвер постоянного тока с контролем интенсивности 0-10 В
- Узкий профиль корпуса для большей гибкости монтажа
Прожектор косой линии
Прожектор метафазной косой линии разработан с уникальными светодиодами, расположенными под углом, для проецирования света под углом 20 градусов.
Наклонный свет делает OLL отличным инструментом для создания эффекта темного поля/вне оси при линейном сканировании и сканировании областей, а также для обнаружения морщин. Используя светодиодную технологию высокой мощности, свет косой линии/линии морщин создает высокоинтенсивное освещение, необходимое для высокоскоростной визуализации.
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | |
| Источник питания: | 24 В постоянного тока +/-5 % |
| Кабель (стандарт): | 10-футовый кабель со свободными выводами |
| Корпус: | Черный анодированный алюминий |
| Температура окружающей среды: | от -20°C до 40°C |
| Ожидаемая продолжительность жизни: | 75 000 часов (кроме УФ) |
| НОМЕР ОБРАЗЦА | ||||||||
| МБ-ОЛЛ [МОДЕЛЬ] | 306 [ID ДЛИНЫ] | –
| Вт [ДЛИНА ВОЛНЫ] | –
| 24З [ВОДИТЕЛЬ] | –
| М12Д [РАЗЪЕМ] | |
СОВМЕСТИМОСТЬ С ПРЯМЫМ ПОДКЛЮЧЕНИЕМ
Мы предлагаем наши фонари с различными конфигурациями драйверов, чтобы сделать их совместимыми с новейшими камерами технического зрения.