Стереомикроскоп - Stereo microscope
А - Цель B - Галилеевы телескопы (вращающиеся объективы) C - Управление масштабированием D - Внутренняя цель E - призма F - Реле линзы грамм - сетка ЧАС - окуляр
В стерео, стереоскопический или же рассекающий микроскоп является оптический микроскоп вариант, разработанный для наблюдения образца с небольшим увеличением, обычно с использованием света, отраженного от поверхности объекта, а не прошедшего через нее. В приборе используются два отдельных оптических тракта с двумя объективами и окулярами, чтобы обеспечить несколько разные углы обзора для левого и правого глаза. Такое расположение создает трехмерный визуализация исследуемого образца.[1] Стереомикроскопия накладывается макрофотография для регистрации и исследования твердых образцов со сложной поверхностью топография, где трехмерный вид необходим для анализа детали.
Стереомикроскоп часто используется для изучения поверхности твердых образцов или для выполнения близких работ, таких как рассечение, микрохирургия, часовое дело, печатная плата производство или осмотр, и перелом поверхности как в фрактография и судебная экспертиза. Таким образом, они широко используются в промышленность за производство, осмотр и контроль качества. Стереомикроскопы - важные инструменты в энтомология.
Стереомикроскоп не следует путать с составной микроскоп оснащен двойными окулярами и binoviewer. В таком микроскопе оба глаза видят одно и то же изображение, а два окуляра служат для большего удобства просмотра. Однако изображение в таком микроскопе ничем не отличается от изображения, полученного с помощью одиночного монокулярного окуляра.
История
Первый оптически возможный стереомикроскоп был изобретен в 1892 году и поступил в продажу в 1896 году. Zeiss AG в Йене, Германия.[2]
Американский зоолог Горацио Солтонстолл Гриноф вырос в элите Бостона, штат Массачусетс, в семье известного скульптора. Горацио Гриноу старший. Без необходимости зарабатывать на жизнь, он вместо этого сделал карьеру в науке и переехал во Францию. В морской обсерватории в Конкарно на побережье Бреттона под руководством бывшего директора Национальный музей естественной истории, Жорж Пуше, на него повлияли новые научные идеалы того времени, а именно экспериментирование. В то время как вскрытие мертвых и подготовленных образцов было основной заботой зоологов, анатомов и морфологов, во время пребывания Гриноу в Конкарно интерес к экспериментам на живых и развивающихся организмах возродился. Таким образом, ученые могли изучать эмбриональное развитие в действии, а не в виде серии окаменевших двумерных образцов. Для получения изображений, которые отражали бы трехмерность и относительный размер развивающихся морских эмбрионов беспозвоночных, был необходим новый микроскоп. Хотя раньше были попытки построить стереомикроскопы, например, Chérubin d'Orleans и Питер Хартинг, ни один не был оптически сложным. Более того, вплоть до 1880-х годов ни одному ученому не требовался микроскоп с таким низким разрешением.
Гриноф принял меры и под влиянием своего коллеги Конкарно Лоран Чабри Попытки сконструировать замысловатые механизмы для поворота и манипулирования живым эмбрионом, придуманные его собственным инструментом. Основываясь на недавнем открытии бинокль как причина восприятия глубины Чарльз Уитстон Гриноф разработал свой инструмент с учетом феномена стереопсиса.[2]
Отличия от обычных оптических микроскопов
В отличие от соединения оптический микроскоп, для освещения в стереомикроскопе чаще всего используется отраженный освещение, а не переданный (диаскопическое) освещение, то есть свет, отраженный от поверхности объекта, а не свет, проходящий через объект. Использование отраженного от объекта света позволяет исследовать образцы, которые были бы слишком толстыми или непрозрачными для сложной микроскопии. Некоторые стереомикроскопы также способны освещать проходящим светом, как правило, с помощью лампы или зеркала под прозрачным предметным столиком под объектом, хотя, в отличие от сложного микроскопа, проходящее освещение не фокусируется через конденсатор в большинстве систем.[3] Стереоскопы со специально оборудованными осветителями могут использоваться для темнопольная микроскопия, используя отраженный или проходящий свет.[4]
Большое рабочее расстояние и глубина резкости - важные качества для этого типа микроскопов. Оба качества обратно пропорциональны разрешению: чем выше разрешение (т.е. чем больше расстояние, на котором две соседние точки можно различить как отдельные), тем меньше глубина резкости и рабочее расстояние. Некоторые стереомикроскопы могут обеспечивать полезное увеличение до 100 ×, сравнимое с 10-кратным объективом и 10-кратным окуляром в обычном составном микроскопе, хотя увеличение часто намного меньше. Это примерно одна десятая полезного разрешения обычного составного оптического микроскопа.
Большое рабочее расстояние при малом увеличении полезно при исследовании крупных твердых объектов, таких как поверхности излома, особенно с использованием оптоволоконный кабель освещение, как описано ниже. Такими образцами также можно легко манипулировать, чтобы определять интересующие места. Существуют серьезные ограничения на размер выборки в сканирующая электронная микроскопия, а также простота манипуляций в камере для образцов.
Увеличение
В стереомикроскопах есть два основных типа систем увеличения. Первый тип - это фиксированное увеличение, при котором основное увеличение достигается парным набором линзы объектива с заданной степенью увеличения. Другой - масштабирование или панкратический увеличение, которые позволяют плавно изменять степень увеличения в заданном диапазоне. Системы масштабирования могут обеспечить дополнительное увеличение за счет использования дополнительных объективов, которые увеличивают общее увеличение на заданный коэффициент. Кроме того, общее увеличение как в фиксированной, так и в трансфокационной системах можно изменять, меняя окуляры.[1]
Промежуточным звеном между системами фиксированного увеличения и увеличения масштаба является система, относящаяся к Галилео как "Галилейский оптическая система »; здесь используется конфигурация выпуклых линз с фиксированным фокусом для обеспечения фиксированного увеличения, но с тем принципиальным отличием, что одни и те же оптические компоненты на одном и том же расстоянии, если их физически перевернуть, приведут к другому, хотя и фиксированному Это позволяет одному набору линз обеспечивать два разных увеличения; двум наборам линз обеспечивать четыре увеличения на одной турели; три набора линз обеспечивают шесть увеличений и все равно помещаются в одну турель. Практический опыт показывает, что такие Галилейский оптические системы так же полезны, как и значительно более дорогие системы масштабирования, с преимуществом знания используемого увеличения в качестве установленного значения без необходимости считывать аналоговые шкалы. (В удаленных местах надежность систем также является нетривиальным преимуществом.)
Освещение
Небольшие образцы обязательно требуют интенсивного освещения, особенно при большом увеличении, и это обычно обеспечивается оптоволоконный кабель источник света. Волоконная оптика использует галогенные лампы которые обеспечивают высокую светоотдачу при заданной потребляемой мощности. Лампы достаточно малы, чтобы их можно было легко установить рядом с микроскопом, хотя им часто требуется охлаждение, чтобы снизить температуру от лампы. Волоконно-оптический рычаг дает оператору большую свободу в выборе подходящих условий освещения для образца. Стебель заключен в ножны, которые легко перемещать и перемещать в любое желаемое положение. Стержень обычно незаметен, когда освещенный конец находится рядом с образцом, поэтому обычно не мешает изображению в микроскопе. Рассмотрение перелом поверхности часто нуждаются в наклонном освещении, чтобы подчеркнуть особенности поверхности во время фрактография, и оптоволоконные светильники идеально подходят для этой цели. Для одного и того же образца можно использовать несколько таких световых стеблей, что еще больше увеличивает освещенность.
Более поздние разработки в области освещения для препаровальных микроскопов включают использование мощные светодиоды которые намного более энергоэффективны, чем галогены, и способны излучать спектр цветов света, что делает их полезными для флуорофор анализ биологических образцов (невозможно с источником света на парах галогена или ртути).
Цифровой дисплей
Видеокамеры интегрированы в некоторые стереомикроскопы, что позволяет отображать увеличенные изображения на мониторе с высоким разрешением. Большой дисплей помогает снизить утомляемость глаз, которая может возникнуть при использовании обычного микроскопа в течение длительного времени.
В некоторых устройствах встроенный компьютер преобразует изображения с двух камер (по одной на окуляр) в 3D. анаглифное изображение для просмотра в красных / голубых очках или в кросс-конвергентный процесс[уточнить ] для прозрачных очков и повышенной точности цветопередачи. Результаты видны группе в очках. Обычно двухмерное изображение отображается с одной камеры, прикрепленной к одному из окуляров.
Смотрите также
- Криминалистическая инженерия
- Фрактография
- Сканирующая электронная микроскопия
- Операционный микроскоп
- Микроскоп
Рекомендации
- ^ а б «Введение в стереомикроскопию» Пол Э. Нотнэгл, Уильям Чемберс и Майкл В. Дэвидсон, Nikon МикроскопияU.
- ^ а б Саймон-Стикли, Анна (2019). «Изображение и воображение. Стереомикроскоп на пороге современной биологии». НТМ Журнал истории науки, техники и медицины. 27 (2): 109–144. Дои:10.1007 / s00048-019-00211-0. PMID 31062033. S2CID 146809758.
- ^ «Освещение для стереомикроскопии: отраженный (эпископический) свет» Пол Э. Нотнэгл, Уильям Чемберс, Томас Дж. Феллерс и Майкл У. Дэвидсон, Nikon MicroscopyU.
- ^ «Освещение для стереомикроскопии: освещение темного поля» Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла У. Дэвидсона, Nikon MicroscopyU.
