光学显微镜成像方式及投影冷光源的分频合成探讨.pdf

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1、2014年9月岩矿测试Vo1．33．No．5September2014R0CKANDMINERALANALYSIS674～680文章编号：0254—5357(2014)05—0674—07光学显微镜成像方式及投影冷光源的分频合成探讨赵应权，沈忠民，王鹏(1．油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，四川成都610059；2．成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059)摘要：传统显微镜光源主要包括卤素灯光源、纯水过滤热射线光源、LED光源等，由于卤素灯光源含有大量760—1400nm区段的红外线。纯水过滤热射线光源滤除红外线不彻底且水会导致透射光线的部分

2、散射，LED光源在500nm波长附近的光照强度不足、波形存在缺陷，容易灼伤样品或使成像质量受限，都难以满足需要采用大功率冷光源进行无损、高质量显微观察成像和测试的要求。本文在总结光学显微镜的成像方式、光源类型及各类光源优缺点的基础上，提出了采用三棱镜一凸透镜组分频合成冷光源的新思路。该思路首先利用三棱镜将卤素灯光源光谱按频率顺序打开，然后选择可见光区域内的光谱，用凸透镜组校正可见光方向后，再由三棱镜将这些可见光合成不合热射线的冷光源。理论和砂岩荧光薄片实际测试效果表明，该方法既可完全排除热射线，从而使样品免遭受破坏，又保持了完整的可见光光谱，解决了大功率冷光源红外线生

3、热和光谱存在缺陷的难题，这为采用大功率冷光源的光学显微镜投影高质量成像提供了新的方法及切实可行的依据。该套分频合成光源的装置主要配置为：玻璃材质的同规格的三棱镜与凸透镜各两个，卤素灯光源一个。结构简单，可在需使用大功率冷光源进行无损成像和测试等方面获得广泛的应用。关键词：光学显微镜；透镜组；成像方式；投影成像；冷光源中图分类号：O614．33；P59文献标识码：A光学显微镜是一种由一个或多个凸透镜组合构等成像¨。成的光学仪器¨，其主要功能是将微小物体放大根据不同的观察对象以及不同的研究目的，利至人眼能直接观测的尺度范围。按照显微镜光学系用光学显微镜进行不同方式的成像时

4、需要配备不同统照射方式的不同，可以将光学显微镜分为反射式类型的光源。例如，检查印刷线路连通状况时，仅需和透射式两种。反射式显微镜主要用于观测样要对自然光进行聚集反射至待检查的印刷板表面即品表面的颜色、形状及结构等，如生物形态、印刷电可；而在鉴定岩矿类别时，常常需要提取矿物本身的路、金银饰品与宝石检测。透射式显微镜主要颜色及形态结构等信息，这就要求光照强度较大的用于检测样品类型，如珠宝鉴定与矿物鉴定。透射光，因而多配备大功率(≥100W)的卤素灯。光学显微镜有着多种成像方式。传统的目镜成有时甚至要配备一些较为特殊的光源来检测某些特像方式是经由显微镜目镜的光线在人眼视网膜

5、上成殊物质，如利用光学显微镜检测岩石样品切片中是像；较为少见的是光学投影成像¨。近年来，否含有有机质以及分析有机流体的类型、期次及相又增加了光电转换的电子成像，即由显微镜的光路互关系时，往往都会增配荧光光源。系统末端增加的图像传感器(CCD)采集数据，在对光学显微镜的光源在色温、光照强度与温度L采集的数据进行电路转换后用电子显示屏或打印机有一定的要求。为了避免颜色上的差异，光源的色投稿日期：2013—11—22；修回日期：2014—07—22；接受日期：2014—07—29基金项目：油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金项目(PLC201102)；国家自然科学基金

6、项目(41172119)作者简介：赵应权，讲师，主要从事油气勘探研究。E—mail：hbszzyq@126．coin。--——674．．——第5期赵应权，等：光学显微镜成像方式及投影冷光源的分频合成探讨第33卷温通常在6500K左右，接近于自然光的色温。形成倒立实像B’A’；然而，由于目镜L2的焦距变要求光源提供足够的光照强度，能够照亮样品，显示短，使得样品AB在二次成像中形成了相对原有样出样品的细微结构形态l】。由于不同频段的光热品正立的实像，即A”B(图1b)。这样不但保证效应差异较大卜，为了避免高温损伤样品，在有了从目镜中观察的区域面积与光学显微镜成虚像的限的光

7、斑范围内(如1mm×1mlT1)需保证及时散区域面积大小一样，并获得了与样品方位一致的正热，以保持样品处于较低的温度。在光学显微镜的立实像，且像的大小可通过透镜组与投影屏幕问的投影成像方式下，由于光路长、面积大，大功率光源相距大小进行调整，成像的明亮程度可由透射光的在提供足够光照强度的同时，也将产生了大量的热，光照强度实现增减。这些热集中起来时往往容易造成样品的损毁。为保证样品的安全，需要对光源中的热射线进行滤除。(a)成虚前人在滤除光源的热射线、降低热效应方面开展了眼大量的研究，取得了一些重要的成果。如周翼二=：、——+模等⋯通过设计盛有循环冷却水