CN201017098Y - 一种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜 - Google Patents

Abstract

一种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜，本实用新型涉及普通光学显微镜成像技术。其特征是在载玻片的上表面镀有一层光的干涉膜，干涉膜载玻片放置在定位器中与载物台面成45°坡角。载物台前配置主光源与辅助光源。待镜检微物置于干涉膜载玻片上，经入射光照射反射后，干涉膜的厚度及光源的位置就决定了形成暗背景与明亮物像或明亮背景与暗物像的明暗反差，或形成背景与物像的颜色反差，明暗反差与颜色反差都提高了镜检分辨率。

Description

一种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜

(一)技术领域：

本实用新型涉及普通光学显微镜成像技术。

(二)背景技术：

普通光学显微镜在放大倍数相同情况下，提高分辨率的方法有二：①增大物像与背景的明暗反差。②增大物像与背景的颜色反差。透射光显微镜都是亮背景暗物像，所以在观察透明或半透明微小物体时，很难提高物像与背景的明暗反差。透射光显微镜(生物显微镜)增大物像与背景颜色反差的方法是给观察标本染色。这使观察过程复杂，难于操作，而且有些微小物体(如晶体等)难于染色。可见普通透射光显微镜用增大明暗差与色差来提高分辨率的效果都受条件限制。

本实用新型的目的是用镀有光的相干膜的玻璃片作载玻片，利用光的干涉原理来增大物像与背景的明暗反差与颜色反差。

(三)发明内容：

本实用新型依据光的薄膜干涉原理：在玻璃片1的表面上镀一层厚度为d的氟化镁(M_gF₂)透明薄膜12，一束光2从空气射向薄膜，在薄膜上、下表面发生反射和折射。从上表面射出的反射光3与从下表面射出的反射光4都是由同一束光2分解而成的，故为相干光。它们经透镜会聚，叠加后是相干加强(亮)，还是相干减弱(暗)，取决于它们经不同路径的光程差Δr： $\mathrm{\&Delta;r}=2d\sqrt{n_2^2-n_1^2\sin i},(n_1<n_2<n_3)$

式中n₁、n₂、n₃分别是空气，薄膜与玻璃的折射率，i是入射角。

当Δr＝±K入，即光程差为光波长(入)的整数倍(K)时，相干加强；当Δr＝±(2K-1)入/2，即光程差为半波长的奇数倍时，相干减弱。

若i很小(如垂直入射)时，且膜厚d＝入/4，则Δr＝入/2，反射光在膜表面叠加为相干减弱，即在视觉中，膜的表面很暗。根据能量守恒定律，反射光减弱则透射光必加强。这种薄膜就是光波的增透膜，加膜眼镜片上就镀有增透膜。若d＝入/2，Δr＝入时，反射光在膜的外表面叠加为相干加强，即在视觉中，膜的表面很亮，光盘表面就有一层反射光的加强膜。本实用新型就是利用这种现象造成物像与背景的明暗反差。

若薄膜厚度d均匀，则反射光的光程差仅取决于入射角i，改变i将会改变Δr，当Δr等于红光波长时，膜的表面红光被加强，膜的表面在视觉中呈现亮红色，如果膜的表面附有蓝色微小物体，置于反射光显微镜下镜检时，会观察到亮红色背景中的蓝色物像。这种明显的颜色反差提高了分辨率，依照同样的原理可以造成其它各种色差。

本实用新型是通过以下方法实现的：

一种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜，其特征在于干涉膜载玻片1的上表面镀有一层光的干涉膜12，干涉膜载玻片1放置在定位器5中与载物台面9成45°夹角，载物台前配置一台25～60W的白炽灯10作主光源，载物台侧配置一台2～8W的小白炽灯11作辅助光源。

载玻片定位器可以用塑料制作成方形定位器5或圆形定位器6。定位器的用途是使载玻片平面与定位器底面的夹角为45°并能在定位器上固定位置。定位器底面中央有圆形通光孔7，通光孔的直径是2cm。通光孔的用途是在必要时，能让反光镜的反射光经通光孔射向载玻片。

把待镜检物品，如纯净水滴一点于镀有增透膜的载玻片上，待水蒸干后，把载玻片置于定位器上，定位器置于显微镜载物台9之上，物镜8之下，使载玻片平面与载物台平面的夹角是45°。主光源从正面照亮载玻片，辅助光源从侧上部位照亮载玻片。这时，调准显微镜焦距观察时，可以看到暗淡背景中凸显出的纯净水中所含杂质的结晶体物像。纯净水中所含杂质极少，只有这种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜才能观察到。

把待镜检物品，如极稀的高猛酸钾溶液滴一点于镀有黄色反射光加强膜的载玻片(干涉膜厚度是黄光波长的1/2)上。待溶液蒸干以后置于显微镜下镜检。由于载玻片与载物台面夹角是45°，所以主光源(强光源)放置在载物台正前方时，光的入射角以45°为主，反射光射向物镜，这时由于入射光斜射向干涉膜，在显微镜中可观察到淡绿色背景中凸显紫色的高锰酸钾晶体像，如果此时将辅助光源(弱光源)置于载物台侧面，物像会更加明亮。如果把主光源(强光源)放在载玻片侧面，将辅助光源放在载玻片的正前方，由于主要入射光的入射角发生变化，在显微镜中可观察到淡红色背景中凸显明亮的紫色高锰酸钾晶体像。

本实用新型的积极效果是：

1、在显微镜镜检中利用光的干涉现象增大了物象与背景的明暗反差，明显地提高了镜检分辨率。例如：口腔对着干涉膜载玻片轻呼几口气，人体呼出气体内所含的微量挥发性物质会附着在载玻片的干涉膜上，在使用干涉膜载玻片显微镜下镜检，由于背景与物像的明暗反差，使这些极微量的凝聚物清晰可见。而使用普通载玻片，如此微小的物体是观察不到的。

2、在显微镜检中，利用光的干涉现象造成了背景与物像的颜色反差，明显地提高了镜检分辨率。而且，改变主光源的光入射角度，就可以改变背景颜色，可以相当方便地改变背景与物像的颜色反差，提高分辨率。

3、结构简单，使用方便。

(四)附图说明：

下面通过附图作进一步说明：

图1是光的干涉原理说明图，其中n₁是空气折射率，n₂是氟化镁折射率，n₃是玻璃折射率，n₁＜n₂＜n₃，S是光源，L是凸透镜，P是光屏。

图2是方形干涉膜载玻片1与定位器5的示意图。

图3是圆形干涉膜载玻片与圆形定位器6的示意图。

图4是使用干涉膜载玻片的反射光显微镜13的说明图。

图5是使用平面干涉膜载玻片1的反射光显微镜的光路图。

图6是高倍放大时，小焦距物镜下使用的圆柱面干涉膜载玻片14的反射光显微镜光路图。

(五)具体实施方式：

本实用新型仅是对普通光学显微镜的载玻片与光源部分予以改进，达到了提高分辨率的目的。具体实施也比较容易，还可以作如下改进：

1、观察暗色物体时，可以用反射光加强膜(例如光盘表面膜)作载玻片，可以形成明亮背景下的暗物像，提高分辨率。

2、定位器底面中央的通光孔，是在观察生物组织细胞等微物时，使用增透膜载玻片，在使用反射光的同时又使用从通光孔射上来的透射光。经试验，可以提高物像的立体感，进而提高分辨率。

3、在作高倍镜检时，由于物镜焦距太小。这时在成45°坡角放置的干涉膜载玻片上调焦，非常困难。如果把平面干涉膜载玻片改制成圆柱面干涉膜载玻片14，会使高倍物镜调焦相当容易。

Claims (1)

1.一种使用干涉膜载玻片的反射光显微镜，其特征是在干涉膜载玻片(1)的上表面镀有一层光的干涉膜(12)，干涉膜载玻片(1)放置在定位器(5)中与载物台面(9)成45°夹角，载物台前配置一台25～60W的白炽灯(10)作主光源，载物台侧配置一台2～8W的小白炽灯(11)作辅助光源。

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