一种基于光调制技术的落射金相显微镜制造技术

本发明专利技术属于显微镜技术领域，具体涉及一种基于光调制技术的落射金相显微镜，包括显微镜机架组、铰链头部、落射明场同轴照明装置和电器控制装置，机架上设透射照明系统IV，包括聚光镜、第二孔径光栏、集光镜后片、第二视场光栏、第六反射镜、集光镜前片、散射镜、半球形集光镜片和透射光源；铰链头部包括管镜、直角棱镜、第一反射镜、第二反射镜、第一中继透镜、第二光调制器、第二中继透镜、直角棱镜组、第四反射镜、第五反射镜、第一目镜、第三反射镜和第二目镜；落射明场同轴照明装置包括落射光源、照明透镜前片、第一光调制器、第一孔径光栏、第一视场光栏、照明透镜后片和半透半反镜。目的是：解决现有显微镜观察方式单一，功能单一的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于显微镜
，具体涉及一种基于光调制技术的落射金相显微镜。
技术介绍
现在，显微镜已经广泛用于教学、医疗、工业检测等多个领域。它不仅可以应用于动物、植物的观察与研究，也广泛用于工业的在线检测，因此，需要多种观察方式以满足应用。而随着工业的发展，对金相学的研究，已扩展到对材相学的研究，对微观结构的研究，几乎已经介入到产品的所有阶段，从最初的材料开发到检查、生产、制造过程的控制以及故障分析等等。如今材相学中微观结构的鉴定，通常需要多种观察方式，单一的观察方式已经不能完整地表达信息，迫切需要多种观察方式并存的显微镜以满足应用。因此，落射金相显微镜成为必不可少的工具，同时由于材料性质的千变万化，多种观察方式并存意义重大。明视场观察，是最普遍的一种观察方式，广泛应用于病理、检验，用于观察被染色的切片，这种通用观察方式，整个视场亮度高、均匀，应用范围广，操作简单，但是标本的对比度低，且没有立体感。因此，在观察一些特殊标本时，明场观察无法实现。由于人眼只能区分光波的波长和振幅，即颜色和亮度，对于无色透明的生物标本，当光线通过时，波长和振幅变化不大，在明场观察时很难观察到标本。在《光学技术手册》中公开了一种相衬显微镜，该相衬观察是利用被测物体的光程差，将透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。光线透过标本后发生折射，偏离原来的光路，同时相位被延迟1/4λ，如果再增加或减少1/4λ，则光程差变成1/2λ，两束光合轴后干涉加强，振幅增大或减小，提高反差。这种观察方式，有效利用光的干涉现象，将人眼不可分辨的相位差变成可分辨的振幅差，即使无色透明的物质也可成为清晰可见，因此，在鉴定活体细胞被大量使用。但该方案需采用特制的相衬物镜，由于落射照明物镜即是聚光镜又是物镜，造成该方案无法实现落射相衬显微镜术。申请号为US2553108的专利公布文件中公开了一种落射相衬显微系统，该落射相衬显微系统包括落射照明系统、普通物镜系统、中继系统和目镜系统等，在落射照明系统中，灯丝成像于物镜后焦面处，环形光栏放置于视场光栏与灯丝之间，并无孔径光栏；在中继系统中，相板放置于管镜附近，在管镜与半透半反镜之间，与照明系统中的环形光栏共轭。该系统中，灯丝像与相板并没有共轭，因此并不能实现均匀成像，极大影响成像质量。该专利虽然在形式上实现了落射相衬，但是实际并不是真正意义上的相衬，相板与后焦面的偏离，直接影响通过相板的直射光和衍射光，进而影响相衬效果。霍夫曼相衬是利用斜射光照射到标本产生折射、衍射，光线通过物镜光密度梯度调节器产生不同阴影，从而使透明标本表面产生明暗差异，来增加观察对比度的原理，这种观察方式可提高未染色标本的可见性和对比度，而且图像显示阴影或近似三维结构而不会产生光晕，可应用于所有类型的细胞、组织，无论活体、染色或未染色，晶体，透明聚合物，玻璃以及其它类似材料等等。申请号为US8599479B2专利公布文件中公开了一种调节对比度显微镜，该调节对比度显微镜包括光圈构件和调节器，光圈构件位于聚光镜的前焦平面，调节器位于与光圈构件共轭的物镜后焦平面处，通过对调节器的特定区域透过率的界定，获得针对ICSI的良好观察。该显微镜采用的是透射的方式，需要特制的霍夫曼相衬物镜，而在落射观察中，由于落射照明物镜即是聚光镜又是物镜，造成该方案无法实现落射霍夫曼相衬显微镜术。暗视场观察，基于丁达尔光学效应，微粒对斜射光反射或衍射，增大人眼可见性。由于直射光不直接照射标本，只有斜射光线照射到标本上，发生反射或衍射，衍射光线进入物镜，而非衍射光线不能进入物镜，这些衍射光线形成的图像效果就是暗场效果，这些图像边界经常会显现白色的亮光环，这些亮环增强了标本的外观形状，并且使图像具有非常高的衬度和细节。暗场观察可以观察到极其微小的物体，分辨率可达0.02-0.04μm，远远高于明场观察的0.4μm，所以暗场技术又被称为“超显微”技术。申请号为CN201320273674.X专利公布文件中公开了一种用于金相显微镜暗场观察的照明系统，但该方案需采用特制的暗场物镜及照明器，该产品通用性不强，结构复杂。传统意义上的专用观察方式的显微镜，基本是在透射照明的前提下，且需要配置专用物镜及相关配件，才能实现专用的观察。如相衬显微镜，需要在聚光镜前面的孔径光栏附近放置环形光栏，选用匹配的相衬物镜，才能实现相衬观察，若需要转换成其他的观察方式，如暗场观察，则需要更换暗场物镜，同时将环形光栏替换成专用暗场光栏，才能实现暗场观察，使用时多有不便。随着工业发展，对显微镜的要求越来越高，所以，设计一种多功能的落射金相显微镜已成为必需。
技术实现思路
本专利技术的目的是：旨在提供一种基于光调制技术的落射金相显微镜，用以解决现有显微镜观察方式单一，功能单一，通用性不强的问题。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于光调制技术的落射金相显微镜，包括显微镜机架组、铰链头部、落射明场同轴照明装置、电器控制装置和双插头弹簧线，所述的铰链头部、落射明场同轴照明装置从上到下依次固定在显微镜机架组上，所述的电器控制装置设于显微镜机架组内，所述电器控制装置的输出端与落射明场同轴照明装置的输入端通过双插头弹簧线电连接，所述的显微镜机架组包括载物台、转换器、机架和调焦机构，所述的机架上设有物镜，形成物镜系统III，所述的机架于物镜的下方设有透射照明系统IV，所述的透射照明系统IV包括聚光镜、第二孔径光栏、集光镜后片、第二视场光栏、第六反射镜、集光镜前片、散射镜、半球形集光镜片和透射光源，所述集光镜前片、散射镜、半球形集光镜片和透射光源的光路位于水平线上，所述聚光镜、第二孔径光栏、集光镜后片、第二视场光栏、第六反射镜的光路垂直向上透过标本和物镜；所述的铰链头部包括管镜、直角棱镜、第一反射镜、第二反射镜、第一中继透镜、第二光调制器、第二中继透镜、直角棱镜组、第四反射镜、第五反射镜、第一目镜、第三反射镜和第二目镜，并形成头部光学系统I；所述的落射明场同轴照明装置包括落射光源、照明透镜前片、第一光调制器、第一孔径光栏、第一视场光栏、照明透镜后片和半透半反镜，并形成落射照明系统II，所述落射光源、照明透镜前片、第一光调制器、第一孔径光栏、第一视场光栏、照明透镜后片的光路位于水平线上；所述半透半反镜、管镜、直角棱镜的光路垂直向上并经第一反射镜、第二反射镜、第一中继透镜、第二光调制器、第二中继透镜、直角棱镜组、第四反射镜、第五反射镜和第一目...

【技术保护点】
一种基于光调制技术的落射金相显微镜，其特征在于：包括显微镜机架组、铰链头部(1)、落射明场同轴照明装置(2)、电器控制装置(3)和双插头弹簧线，所述的铰链头部(1)、落射明场同轴照明装置(2)从上到下依次固定在显微镜机架组上，所述的电器控制装置(3)设于显微镜机架组内，所述电器控制装置(3)的输出端与落射明场同轴照明装置(2)的输入端通过双插头弹簧线电连接，所述的显微镜机架组包括载物台(4)、转换器、机架和调焦机构，所述的机架上设有物镜(25)，形成物镜系统III，所述的机架于物镜(25)的下方设有透射照明系统IV，所述的透射照明系统IV包括聚光镜(27)、第二孔径光栏(28)、集光镜后片(29)、第二视场光栏(30)、第六反射镜(31)、集光镜前片(32)、散射镜(33)、半球形集光镜片(34)和透射光源(35)，所述集光镜前片(32)、散射镜(33)、半球形集光镜片(34)和透射光源(35)的光路位于水平线上，所述聚光镜(27)、第二孔径光栏(28)、集光镜后片(29)、第二视场光栏(30)、第六反射镜(31)的光路垂直向上透过标本(26)和物镜(25)；所述的铰链头部(1)包括管镜(12)、直角棱镜(13)、第一反射镜(14)、第二反射镜(15)、第一中继透镜(16)、第二光调制器(17)、第二中继透镜(18)、直角棱镜组(19)、第四反射镜(20)、第五反射镜(21)、第一目镜(22)、第三反射镜(23)和第二目镜(24)，并形成头部光学系统I；所述的落射明场同轴照明装置(2)包括落射光源(5)、照明透镜前片(6)、第一光调制器(7)、第一孔径光栏(8)、第一视场光栏(9)、照明透镜后片(10)和半透半反镜(11)，并形成落射照明系统II，所述落射光源(5)、照明透镜前片(6)、第一光调制器(7)、第一孔径光栏(8)、第一视场光栏(9)、照明透镜后片(10)的光路位于水平线上；所述半透半反镜(11)、管镜(12)、直角棱镜(13)的光路垂直向上并经第一反射镜(14)、第二反射镜(15)、第一中继透镜(16)、第二光调制器(17)、第二中继透镜(18)、直角棱镜组(19)、第四反射镜(20)、第五反射镜(21)和第一目镜(22)后输出，同时光路从直角棱镜组(19)经第三反射镜(23)和第二目镜(24)输出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光调制技术的落射金相显微镜，其特征在于：包括显微镜机架组、铰链头部
(1)、落射明场同轴照明装置(2)、电器控制装置(3)和双插头弹簧线，所述的铰链头部(1)、
落射明场同轴照明装置(2)从上到下依次固定在显微镜机架组上，所述的电器控制装置(3)
设于显微镜机架组内，所述电器控制装置(3)的输出端与落射明场同轴照明装置(2)的输
入端通过双插头弹簧线电连接，
所述的显微镜机架组包括载物台(4)、转换器、机架和调焦机构，所述的机架上设有物
镜(25)，形成物镜系统III，所述的机架于物镜(25)的下方设有透射照明系统IV，所述的
透射照明系统IV包括聚光镜(27)、第二孔径光栏(28)、集光镜后片(29)、第二视场光栏
(30)、第六反射镜(31)、集光镜前片(32)、散射镜(33)、半球形集光镜片(34)和透射
光源(35)，所述集光镜前片(32)、散射镜(33)、半球形集光镜片(34)和透射光源(35)
的光路位于水平线上，所述聚光镜(27)、第二孔径光栏(28)、集光镜后片(29)、第二视场
光栏(30)、第六反射镜(31)的光路垂直向上透过标本(26)和物镜(25)；
所述的铰链头部(1)包括管镜(12)、直角棱镜(13)、第一反射镜(14)、第二反射镜
(15)、第一中继透镜(16)、第二光调制器(17)、第二中继透镜(18)、直角棱镜组(19)、
第四反射镜(20)、第五反射镜(21)、第一目镜(22)、第三反射镜(23)和第二目镜(24)，
并形成头部光学系统I；
所述的落射明场同轴照明装置(2)包括落射光源(5)、照明透镜前片(6)、第一光调制
器(7)、第一孔径光栏(8)、第一视场光栏(9)、照明透镜后片(10)和半透半反镜(11)，
并形成落射照明系统II，所述落射光源(5)、照明透镜前片(6)、第一光调制器(7)、第一
孔径光栏(8)、第一视场光栏(9)、照明透镜后片(10)的光路位于水平线上；
所述半透半反镜(11)、管镜(12)、直角棱镜(13)的光路垂直向上并经第一反射镜(14)、
第二反射镜(15)、第一中继透镜(16)、第二光调制器(17)、第二中继透镜(18)、直角棱
镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏波，邬明慧，肖倩，江建平，
申请(专利权)人：麦克奥迪实业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35