Оптическая схема микроскопа

Оптическая схема микроскопа реализует приведенные выше функции. Рассмотрим более подробно принципиальные оптические схемы биологического микроскопа — микроскопа проходящего света и микроскопа отраженного света с люминесцентным осветителем (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Принципиальная оптическая схема микроскопов последнего поколения с длиной тубуса «бесконечность»: А — микроскоп проходящего света; Б — микроскоп люминесцентный отраженного света.

Осветительная система микроскопа проходящего света включает следующие элементы:

- источник света — галогенную лампу с нитью накала определенного габаритного размера (Размер нити входит в расчет осветительной системы, определяя максимальное линейное поле, которое может быть равномерно освещено. Размер определяется мощностью лампы, что в свою очередь связано с габаритными размерами основания и теплообмена в нем. Все перечисленные параметры определяют класс микроскопа по соотношению «цена — качества».);

- коллектор — оптический элемент, расположенный вблизи источника света и предназначенный для увеличения размера нити (светящегося тела), что создает световой поток, «заполняющий» осветительную апертуру конденсора (Изображение нити лампы проектируется, вписываясь в материальную диафрагму осветительной системы, полностью открытую апертурную диафрагму конденсора, а также в материальную диафрагму воспроизводящей системы — выходной зрачок объектива.) или выходной зрачок объектива;

- конденсор — оптический узел, обеспечивающий необходимый по размеру (Световой поток, создаваемый конденсором, обеспечивает как равномерное освещение поля на предмете, так и световой конус, называемый осветительной числовой апертурой, равный числовой апертуре объектива.) и качеству (В данном случае речь идет об уровне исправления осевых и полевых аберраций осветительной системы.) световой поток, а также настройку освещения в соответствии с принципами Келера (Конденсор как оптический элемент с помощью материальной осветительной апертурной диафрагмы обеспечивает соосность осветительной системы и собственно микроскопа.).

Между осветительной системой, заканчивающейся конденсором, и воспроизводящей оптической системой, начинающейся с объектива, расположена плоскость предмета, на которую устанавливается препарат (объект наблюдения и исследования). Заключительной в оптической схеме микроскопа проходящего света является визуализирующая система, состоящая из тубусной системы, дополнительных оптических систем увеличения, так называемой «система Оптовар» (если таковая есть) и окуляров.

Между объективом и окуляром находится плоскость изображения, расположенная на строго фиксированном расстоянии, определенное понятием «длина тубуса» микроскопа.

Тубусная система — это промежуточная оптическая система, которая обеспечивает проекцию изображения, создаваемого объективом, рассчитанным на «бесконечность», в плоскость изображения. Таким образом, параллельный пучок света, выходящий из объектива, тубусная система «превращает» в сходящийся пучок и обеспечивает формирование изображения для последующей проекции его с помощью окуляра (или адаптера фото-видеосистемы) на сетчатку глаза наблюдателя (или на матрицу /фотопленку камеры).

В концепции поколения микроскопов 60-х-70-х годов, когда длина тубуса была «конечной» и определенной (160 мм), тубусная система выполняла роль дополнительной системы увеличения (системы Оптовар) и имела увеличение большее или меньшее 1х.

Например, в отечественных микроскопах бинокулярная насадка ду-12 имела увеличение 1,5 х (Если «новый» микроскоп имеет конечную длину тубуса 160 мм и тубусную систему с увеличением большим или меньшим 1х, то это говорит о том, что микроскоп относится к предыдущему поколению.). В новых микроскопах, рассчитанных на длину тубуса «бесконечность» (маркировка на бинокулярной насадке «∞»), эта система имеет увеличение 1х.

Все, приведенное выше, касалось оптической схемы микроскопа проходящего света. Чем же отличается оптическая схема люминесцентного микроскопа?

В современных люминесцентных микроскопах происходит совмещение обеих оптических осветительных систем — проходящего света и отраженного света. Последнее относится к оптической схеме люминесцентной осветительной системы (системе отраженного света), где роль конденсора выполняет объектив. Через объектив проходит световой поток, освещающий препарат, и с помощью того же объектива строится изображение препарата.