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光学显微镜的类型及应用

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2019-09-25

目前光学显微镜有以下几种分类方法:

(1) 按使用目的可分为测量显微镜和观察显微镜;

(2) 按图像是否有立体感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜;

(3) 按观察对象可分为生物和金相显微镜等;

(4) 按光学原理可分为偏光、相衬和微分干涉相衬显微镜等;

(5) 按光源类型可分为普通光、荧光以及激光扫描显微镜等;

(6) 按接收器类型可分为目视、照相摄影和视频显微镜等。

正置金相显微镜

以上的光学显微镜常用的有测量显微镜、工具显微镜、生物显微镜、体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜以及共聚焦金相显微镜等,其简介如下:

(1) 测量显微镜。是光学计量仪器的一种,它的结构简单,操作方便,适用范围极 广。可用于测定长度、测定角度、用作观察显微镜等。

(2) 工具显微镜。是机器制造工厂、科学研究机关及高等院校的计量部门广泛使用的 一种多性能计量仪器。

(3) 生物显微镜。适用于医疗卫生机构、实验室、研究所及高等学校等单位作生物 学、病理学、细菌学观察、教学和专业研究、临床实验及常规医疗检验之用。

(4) 体视显微镜。观察物体时能产生三维空间像,立体感强,成像清晰而宽阔,具有 较长的工作距离。可作教学示范工具,生物解剖观察分析工具,还可作电子工业和精密机 械工业零件装配和检验。公安、消防、考古等行业检验和农业上的种子检查等也广泛使用 本仪器。

(5) 金相显微镜。它是基于光线在均匀介质中作直线传播,并在两种不同介质的分解 面上发生折射或反射等现象构成的,根据材料表面上不同组织组成物的光射特性,在可见 光范围内对这些组织组成物进行光学研究并定性和定量描述的显微镜。用以鉴别和分析各 种金属及合金的组织结构,应用于工厂或实验室进行铸件质量鉴定,原材料的检验或对材 料处理后金相组织的研究分析等工作。

(6) 偏光显微镜。是地质、矿产、冶金等部门和相关高等院校最常用的专业实验仪 器。许多行业,如化工的化学纤维、半导体工业以及药品检验等,广泛使用偏光显微镜。

(7) 荧光显微镜。用紫外光激发荧光来进行观察的显微镜。某些标本在可见光中觉察 不到结构细节,但经过染色处理,以紫外光照射时可因荧光作用而发射可见光,形成可见 的图像。广泛用于生物学、细胞学、肿瘤学、遗传学、免疫学等研究工作,在学校实验室 可供教学之用。

(8) 相衬显微镜和微分干涉相衬显微镜。利用相位差和干涉原理来提高观察效果的显 微镜。针对透明样本因光晕而难以被观测到细微结构的问题开发设计。相衬法和微分干涉 相衬法利用干涉效应把通常情况下人眼不可见的光程差转换成可见的亮暗差,形成可见的 结构对比图像。广泛应用于生物学、细菌学、组织学、药物化学等研究工作。

(9) 视频显微镜和数码显微镜。以电视摄像靶或光电耦合器作为接收元件的显微镜。 将放大后的图像导入到电视机或计算机,在显示屏上显示出来进行观察分析。这类显微镜 的主要优点是与计算机联用后便于实现检测和信息处理的自动化,应用于需要进行大量繁 琐的检测工作的场合。

(10) 激光共聚焦显微镜。在扫描显微镜中依靠缩小视场来保证物镜达到最高的分辨 率,同时用光学或机械扫描的方法使成像光束相对于物面在较大视场范围内进行扫描,并 用信息处理技术来获得合成的大面积图像信息。这类显微镜适用于需要高分辨率的大视场 图像的观测。

激光共聚焦显微镜较光学显微镜的优势:

(1) 激光共聚焦显微镜的图像是以电信号的形式记录下来的,所以可以采用各种模拟 的和数字的电子技术进行图像处理。

(2) 激光共聚焦显微镜利用共聚焦系统有效地排除焦点以外的光信号干扰,提高了分 辨率,显著改善了视野的广度和深度,使无损伤的光学切片成为可能,达到了三维空间的 定位。

(3) 由于激光共聚焦显微镜能随时采集和记录检测信号,为生命科学开拓了一条观察 活细胞结构及特定分子、离子生物学变化的新途径。

(4) 激光共聚焦显微镜除具有成像功能外,还有图像处理功能和细胞生物学功能,图 像处理功能包括光学切片、三维图像重建、细胞物理和生物学测定、荧光定量、定位分析 以及离子的实时定量测定。细胞生物学功能包括黏附细胞的分选、激光细胞纤维外科先进 技术、荧光漂白后恢复技术等。

倒置金相显微镜

显微镜作为一种工具在各类学科的研究方面已得到了极大的应用。在生物医学上主要 用生物显微镜,在材料学上主要用金相显微镜,二者的显微镜技术不同点主要是光线投射 到标本上的方式不一样。典型的生物医学显微术是将很薄的标本经制备后用光透过该标 本,用物镜进行调焦后投射到目镜。而观察材料或集成电路的表面时,光线从物镜出来再 由标本的表面反射到显微镜的物镜。例如半导体工业就需要用显微镜来观察新的高技术材 料及集成电路的表面特征,显微术也是法学上的一个重要工具,可用来检查毛发、纤维、 织物、血渍子弹及其他有关的犯罪项目。现代先进的荧光染色技术及单克隆抗体技术、荧 光显微术在生物医学及细胞生物学上的应用预期将发生爆炸性的增长。


利用光学金相显微镜可观察、分析金属材料的微观组织及缺陷,研究材料中存在的相 的形貌、晶粒大小,以及这些相和非金属夹杂物(氧化物、硫化物等)在组织中数量分布 情况等,根据材料的组织结构与其成分之间的关系,可以确定各类材料经不同加工工艺处 理后的微观组织,并判别材料的性能及质量的优劣等。因此,光学金相显微镜在金属材料 的宏观和微观检验中发挥着重要的作用,因其具有直观、便捷等特点在金相组织鉴别和缺 陷分析中成为最基本、最重要、应用最广泛的研究方法之一,并已成为一门成熟的科学。


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