奧林巴斯反射光暗場顯微鏡介紹

改善反射光顯微鏡對比度的*有效方法之一是利用暗場照明。在反射式暗場顯微鏡中，一個不透明的遮蔽盤放置在穿過垂直照明器的光路中，以便只有周邊光線才能到達偏轉鏡。這些光線被鏡面反射并穿過物鏡周圍的中空套環以高度傾斜的角度照射樣品。

具有垂直照明器剖面圖的典型反射光顯微鏡如圖1所示。照明器水平定向，與顯微鏡的光軸成90度角并平行于桌面，燈罩連接到照明器的后面。粗調和微調調節旋鈕分別以大幅度或小幅度升高或降低平臺，使樣本清晰對焦。樣品的頂部表面直立在面向物鏡的臺上，旋轉到顯微鏡的光軸上。

許多現代反射光照明器被描述為“通用”照明器，因為有了幾個額外的附件和很少或沒有拆卸，顯微鏡工作者可以很容易地從一種反射光模式切換到另一種模式。甚至可以將反射器完全滑出路徑以進行透射光觀察。這種通用照明器可以包括用于明場的部分反射平面玻璃表面（有時稱為半反射鏡），和/或具有用于暗場觀察的橢圓形，中心定位的清晰開口的完全鍍銀的反射表面。

這些反射裝置中的每一個（容納在反射鏡塊或立方體中）以45度角傾斜，面向沿著垂直照明器行進的光線，并且同時與顯微鏡的光軸成45度角。兩個相應的反射鏡將光線向下引導90度朝向樣本，并且還允許向上傳播的反射光穿過觀察管和目鏡進行觀察。*佳設計的垂直照明器包括用于聚集和控制光線的聚光透鏡，光圈可變光闌和預聚焦可調光場可變光闌，以實現理想的科勒照明。貼在垂直照明器后端的是一個燈泡，內含燈泡，通常是高性能鹵鎢燈。對于非常微弱的暗場樣本，燈箱可以替換為含汞燃燒器的燈箱。燃燒器燈可以由內置在顯微鏡支架上的電子設備供電，或者（通過簡單的型號）通過外部變壓器供電。

在垂直照明器內，由50或100瓦低電壓高強度鹵鎢燈發出的光通過集光透鏡，然后穿過光圈和場光闌，然后照到暗場反射鏡塊開口端口的不透明光闌上位于照明器正面的物鏡上方。不透明的光闌擋住了光束的中心部分，只允許一個空心圓柱光進入反射鏡塊，如圖2所示。場和孔徑光闌被打開到*大位置，以避免阻擋來自光源的周邊光線。

進入反射鏡塊的光由位于塊內的管內的特殊反射鏡反射。該反射鏡與入射光束成45度角，并具有橢圓形開口，由全鍍銀前表面反射鏡環繞。從橢圓鏡反射的外圍光線向下偏轉，從垂直照明器的底部出射。然后，根據制造商的名稱，光柱在通過被稱為Neo，BF / DF或BD物鏡（圖3）的特殊構造物體之前通過鼻梁。這些目標通常設計為在缺乏蓋玻片的標本上使用所需的光學校正。

如圖3所示，來自暗視場反射鏡塊的光沿著360度中空腔室向下傳播，該腔室圍繞著特殊構造的BD反射光物鏡的居中位置的透鏡元件。該光線從斜射線中的每個方位角朝向樣本通過位于物鏡中空腔底部的圓形鏡或棱鏡照明的中空圓錐體。以此方式，物鏡用作兩個同軸耦合的獨立光學系統，使得外部系統用作暗場“聚光器”，而內部系統用作典型目標。

今天，大多數暗場反射光學顯微鏡物鏡都經過無限校正，并且可以提供從5倍到200倍的各種放大倍率。這些目標也是由各種品質的色彩和球形矯正制造而成，從簡單的消色差到planachromat和planapochromats。大多數（但不是全部）設計為在物鏡和樣品之間的空間中與空氣“干燥”使用。一些反射光物鏡被設計為聚焦在距離標本較長的工作距離處。這些目標被標上物鏡的桶為LWD（大號翁Wˉˉ工作會有d istance），ULWD（? ltra- 大號翁Wˉˉ工作會有d istance），和ELWD（? xtra- 大號翁Wˉˉ工作會有distance）。

目標設計因制造商而異，但冷凝器部分可具有三種經典設計之一。 反射的反射物鏡具有定位在物鏡的鼻子單一的玻璃透鏡元件和依靠從筒的內表面的反射光聚焦到樣品上。另一個重要的客觀設計是折光配置，其中一系列棱鏡策略性地放置在中空外腔中，并用于瞄準并將光聚焦到樣品。

圖3所示的目標是反折射系統，該系統使用反射和折射光學元件和表面來形成在暗視場模式下觀察標本所必需的傾斜空心錐形照明。進入物鏡的中空外圍的光柱首先遇到彎曲的透鏡元件，該透鏡元件將光引導到物鏡鏡筒的鏡像內表面。光從桶直接穿過玻璃元件反射，然后從外物鏡鏡筒的鏡面內表面反射，然后被第二透鏡元件折射形成中空的照明錐體。然后被樣品衍射和折射的光能夠進入物鏡的前鏡頭。這個概念可以通過檢查交互式Java教程進一步研究 反映出暗場的目標。

在反射光物鏡中圍繞透鏡元件的中空套環的必要性要求物鏡的直徑明顯大于普通明場物鏡的直徑。在大多數情況下，在反射光物鏡中使用直徑大于皇家顯微鏡學會（RMS）標準的鼻鏡安裝螺紋直徑。這要求反射光暗場物鏡具有較大螺紋尺寸的物鏡，這通常稱為BD或BF / DF螺紋尺寸。大多數制造商提供的目標適配器可將標準RMS螺紋尺寸鼻托轉換為BD螺紋尺寸，從而允許在反射光顯微鏡上使用這些物鏡。應注意確保BD螺紋鼻梁上使用的物鏡與顯微鏡的管長一致。

表1列出了設計用于反射光顯微鏡的典型系列無限校正Neo planachromat明場/暗場物鏡的規格。在該系列中，數值孔徑值達到約0.90的極限，這是該設計的“干”目標的實際限制。

在許多現代顯微鏡支架中，具有適當模塊或附件的Neo型物鏡可用于暗場，明場，偏振光，Nomarski差分干涉對比（DIC）和反射光熒光觀測。

樣本幾何約束通常需要專門的目標來正確成像樣本的所有區域。表2包含了設計用于長工作距離的反射光暗場物鏡的規格，以及在非常高的放大倍數下產生**的樣品顯微照片的復消色差物鏡。

在舞臺上沒有標本的情況下，由于傾斜光線落在接受角度之外并且錯過重新進入目標，因此在黑暗場地反射光顯微鏡中的視場顯示為黑色。當樣品放置在載物臺上時，樣品的特征（包括晶界，隆起，劃痕，凹陷或顆粒等表面不規則處）現在在黑色背景下明亮地閃耀。對比度大大增加，結果是樣品的表面特征（在明場中幾乎不可見）很容易辨別。事實上，許多冶金和相關樣品不需要蝕刻或其他準備程序，以產生出色的暗場圖像。使用這種照明方法的色彩還原也很壯觀。由樣品細節散射的光線，

圖4所示的顯微照片代表了使用BD型物鏡的MIPS R10000微處理器集成電路上的明場和暗場反射光圖像的比較。在顯微照片中，芯片邊緣的接合線非常明顯。計算機芯片的表面涂有一層氮化硅鈍化層，可保護電氣組件免于暴露在大氣中。被該層反射和折射的光導致顯微照片部分中的明顯顏色。

圖4（a）中的明場圖像顯示入射光線不會從鍵合線反射出來，這些鍵合線在顯微照片中顯得很暗。芯片設計師在光刻制造過程中并入芯片表面的*初名單出現在這兩張顯微照片的正中央。這些首字母以及鍵合線將斜光反射回物鏡，如圖4（b）中的黑場顯微照片所示。這兩種照明方法可成功用于在檢查集成電路表面期間相互補充。

圖5中的顯微照片用于進一步說明不同的照明技術如何與暗視野照明下的標本檢查相結合時相互補充。樣品是一束嵌入銅/銅基體中的鈮 - 錫*導細絲，組成用于高場強低溫*導磁體的軟線。圖5（a）中的顯微照片是在明場照明下拍攝的，并且顯示了由非常暗的區域和由鉭組成的藍色阻擋層包圍的燈絲束。圖5（a）中的黑色區域是在線束結構中的熱處理步驟殘留的一層殘留錫。*導絲和鉭屏障不可見圖5（b），這是在圖5（a）中成像的同一區域的暗場顯微照片。但是，殘留的錫層會將光線反射到物鏡中，并呈現為圍繞燈絲的明亮金屬帶。圖5（c）是反射微分干涉對比中相同視場的顯微照片。圍繞各個單絲束的青銅基體非常明顯，但殘留的錫和鉭阻擋層難以辨別。這一系列的顯微照片用于演示明場，暗場和微分干涉對比技術如何用于相互補充并提供更徹底的樣本研究。殘留的錫層將光線反射到物鏡中，并呈現為圍繞燈絲的明亮金屬帶。圖5（c）是反射微分干涉對比中相同視場的顯微照片。圍繞各個單絲束的青銅基體非常明顯，但殘留的錫和鉭阻擋層難以辨別。這一系列的顯微照片用于演示明場，暗場和微分干涉對比技術如何用于相互補充并提供更徹底的樣本研究。殘留的錫層將光線反射到物鏡中，并呈現為圍繞燈絲的明亮金屬帶。圖5（c）是反射微分干涉對比中相同視場的顯微照片。圍繞各個單絲束的青銅基體非常明顯，但殘留的錫和鉭阻擋層難以辨別。這一系列的顯微照片用于演示明場，暗場和微分干涉對比技術如何用于相互補充并提供更徹底的樣本研究。但殘留的錫和鉭阻擋層難以辨別。這一系列的顯微照片用于演示明場，暗場和微分干涉對比技術如何用于相互補充并提供更徹底的樣本研究。但殘留的錫和鉭阻擋層難以辨別。這一系列的顯微照片用于演示明場，暗場和微分干涉對比技術如何用于相互補充并提供更徹底的樣本研究。

以下部分回顧了顯微鏡配置和對準反射（入射）暗場照明的步驟。

反射（事件）暗場配置

• 選擇具有良好反射特性的樣品并將其放置在顯微鏡臺上。使用10倍物鏡，調整顯微鏡的反射光科勒照明。驗證暗場（Neo，BF / DF或BD）物鏡是否插入到鼻梁中并準備好使用。

• 打開光圈和現場光圈膜片到*大位置。在暗場模式下使用顯微鏡后，應始終將這些光闌恢復到正常的明場位置，以避免與其他照明技術相比顯著損失樣品對比度。

• 將暗場光闌插入光路以實現暗場照明。在大多數現代顯微鏡上，這通過使用連接到暗場鏡塊組件的滑動桿來實現。通常有幾個凹痕標記滑塊的位置（對應于明場，暗場和熒光鏡塊），并且這些通常指定在顯微鏡主體的外部。

• 查看樣品，該樣品現在應該在暗場照明下可見。如果樣品發出的光非常微弱，請提高燈電壓以增加照明強度。同時檢查以確?，F場和光圈膜片打開到*寬的設置。完成暗場實驗后，將所有顯微鏡設置返回到明場模式。

配備暗場照明配件的現代反射光顯微鏡提供了廣泛的創新。其中有直接圖像功能，可在拍攝時產生非反轉字母（在半導體技術中尤其重要）。使用直立圖像技術，樣本的其他關鍵特征也被定位在顯微照片的正確方向上。大多數制造商轉向無限校正光學系統有助于消除使用半反射鏡時經常產生的幻像和散光，特別是在將部件添加到光路中時。

奧林巴斯，尼康，蔡司和徠卡提供的新的無限遠校正明場/暗場目標提供了更高的有效視場和大范圍的工作距離，以提高光學性能，特別是與*寬視場目鏡相結合時。*的新型照明系統可在鎢鹵素燈和高能汞或氙光源之間快速輕松地進行轉換，為暗淡的暗場樣品提供*佳照明。此外，一些反射式光學顯微鏡具有內置光學元件，可提供內置變焦放大倍率，以幫助對焦并啟用中間（盡管為空）放大。

*的反射光學顯微鏡機身設計對于多格式顯微攝影也非常方便。來自主要制造商的工業顯微鏡能夠同時將35毫米大尺寸（4“×5”）和數碼相機安裝在顯微鏡上，以便顯微攝影術具有更大的可變性。這些*的系統還提供數碼配件，可在顯微照片旁邊的膠片框架上直接印上千分尺，顆粒尺寸，曝光信息和/或其他說明。

反射光顯微鏡的現代進步主要是由半導體工業，材料科學以及用于醫療診斷和細胞科學的熒光顯微鏡的爆炸性增長所推動的。暗場照明顯示輪廓，邊緣，邊界，劃痕，針孔和折射率梯度的能力提供了補充其他形式的顯微鏡的手段，包括明場，微分干涉對比度，霍夫曼調制對比度和偏振光技術。如果將這些對比增強技術結合在一起，通?？梢詫ρ芯恐械臉吮镜木唧w細節產生新的認識。

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查看原始的英語文章：Reflected Darkfield Illumination