CN211123466U - 一种斜照射式暗场显微镜照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种斜照射式暗场显微镜照明装置，包括：壳体(1)，倾斜安装在壳体上的N个渐变折射率透镜(2)和竖直安装在壳体上的显微物镜(3)；以及，光源(4)，滤光片(5)和聚光透镜(6)，所述光源(4)依次经过滤光片(5)和聚光透镜(6)后，经N根光纤(7)分别传输至各渐变折射率透镜(2)，N为大于1的整数，经渐变折射率透镜后准直出射于显微物镜(3)的正下方。本实用新型以斜入射的方式照射样品，实现暗场成像；且结构紧凑，与各种类型的显微镜兼容性好，适用范围广，通用性好。
Description
技术领域
本实用新型一种显微镜照明装置，尤其涉及一种斜照射式暗场显微镜照明装置，属于光学技术领域。
背景技术
显微镜可以在微观层面对样品进行观察，因此成为了现代科学研究与工业生产的重要仪器。然而，在微观层面上，有部分样品是相对透明而较难被观察到的。暗场显微镜的诞生，一定程度克服了这个问题。在暗场显微镜中，通过使用斜照明的方式，没有样品的区域呈现的是暗背景，而在有样品的区域，由于样品散射的存在，将呈现出光强信号。通过暗场显微镜，可以在浓度较小的情况下，观察到相对透明的微小样品。在当前的传统暗场显微镜中，通常通过改变聚光镜的通光光阑来实现暗场照明。当前，手持式/小型显微镜的研发受到越来越多人的重视。在手持式/小型显微镜上，由于结构尺寸受限，较难实现暗场显微成像。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种斜照射式暗场显微镜照明装置，通过将暗场照明装置与物镜紧密结合，挺高系统的紧凑型和通用性。
为此，本实用新型采用如下技术方案：
一种斜照射式暗场显微镜照明装置，包括：
壳体(1)，倾斜安装在壳体上的N个渐变折射率透镜(2)和竖直安装在壳体上的显微物镜(3)；以及，光源(4)，滤光片(5)和聚光透镜(6)，所述光源(4)依次经过滤光片(5)和聚光透镜(6)后，经N根光纤(7)分别传输至各渐变折射率透镜(2)，N为大于1的整数，经渐变折射率透镜后准直出射于显微物镜(3)的正下方。
本实用新型中，光源通过滤光片以及聚光透镜后，经光纤的入射端进入光纤，光纤将光源的光传输到光纤出射端，再经过倾斜设置的渐变折射率透镜后准直出射，聚集于显微物镜正下方的样品上；部分光经过样品后透射，部分光经过样品后反射，还有一部分光与样品相互作用后产生散射，在倾斜照明模式下，透射与反射光在物镜的工作孔径之外，只有与样品相互作用后产生的散射光会被物镜收集并实现暗场成像。
进一步地，所述壳体(1)，是一种经过发黑处理的光学机械件，壳体顶板上开设有一个中心圆孔；显微物镜(3)的齐焦距离为d毫米，d是大于0的有理数，壳体的上边缘与成像平面的距离也是d毫米，壳体的外径是k毫米，在壳体的两个侧上方，开设了两个斜孔，使渐变折射率透镜(2)倾斜地安装在该斜孔内，渐变折射率透镜(2)的光线出射方向与显微物镜(3)的光轴的夹角为θ度，k、d、θ之间满足关系式tan(θ)＝k/(2d)。
进一步的，在所述滤光片(5)与聚光透镜(6)之间设置有分光棱镜(8)和反射镜(9)，所述光源(4)经过滤光片(5)后经由分光棱镜(8)将光束一分为二，分出后的每一束光束中，一部分透射，一部分反射，透射光分别经过反射镜(9)后，各自进入聚光透镜(6)后聚焦到光纤的入射端，再经光纤将光源的光传输到光纤的出射端，然后分别经过渐变折射率透镜(2)后准直出射。
进一步地，所述渐变折射率透镜(2)，是一种通过渐变折射率分布材料实现的光学透镜。
其尺寸小巧，适用于安装在光纤出射端的前方，渐变折射率透镜的等效焦点与光纤出射端面重合，实现出射光纤的准直出射，准直出射的光以θ度照射样品，部分光将以θ度反射，部分光以θ’度透射，nindex×sin(θ’)＝sin(θ)，nindex是样品的折射率，部分光与样品相互作用后产生散射，散射光在立体空间4π角内均存在，在物镜通光孔径内的散射光会被物镜收集并实现暗场成像。
进一步地，所述光源(4)，是一种产生照明光的装置，光源产生的光通过光纤传输后，照射显微样品。
进一步地，所述滤光片(5)，是一种光学镀膜元件，用于滤除不需要的光谱波段，透射装置需要的光谱波段。
进一步地，所述聚光透镜(6)，是一种具有正焦距的透镜，光源与光纤入射端面在聚光透镜的两端，光纤入射端面处于聚光透镜的焦平面上。
进一步地，所述光纤(7)为传输光能的光学玻璃纤维。光纤的两端分别定义为光纤出射端与光纤入射端，光源发出的光经过光纤入射端进入光纤，该光信号通过光纤传输后，经光纤出射端出射。
与现有技术相比，本实用新型具有下述有益效果：
通过显微物镜旁边设置的光纤，和倾斜设置的渐变折射率透镜，以斜入射的方式照射样品，实现暗场成像；且结构紧凑，与各种类型的显微镜兼容性好，适用范围广，通用性好。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
图中，1为壳体，2为渐变折射率透镜，3为显微物镜，4为光源，5为滤光片，6为聚光透镜，7为光纤，8为分光棱镜，9为反射镜。
具体实施方式
为了使公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的斜照射式暗场显微镜照明装置，包括壳体1，倾斜安装在壳体上1的N个渐变折射率透镜2和竖直安装在壳体1上的显微物镜3；以及，光源4，滤光片5和聚光透镜6。所述光源4依次经过滤光片5和聚光透镜6后，经N根光纤7分别传输至各渐变折射率透镜2，N为大于1的整数，经渐变折射率透镜2后准直出射于显微物镜3的正下方。
作为一种具体的实施方式，在壳体1的顶板上开设有一个中心圆孔，所述显微物镜3安装在该中心圆孔内，与中心圆孔过盈配合。在壳体1的两个侧上方，各开设有一个斜孔，渐变折射率透镜2安装在该斜孔内；渐变折射率透镜2连接光纤7的出射端，光纤7的出射端也有部分在斜孔内。光源4通过滤光片5以及聚光透镜6后，经光纤7的入射端进入光纤，光纤将光源4的光传输到光纤的出射端，经过渐变折射率透镜2后准直出射。
准直出射的光源以倾斜的方式照明样后，部分光经过样品后透射，部分光经过样品后反射，还有一部分光与样品相互作用后产生散射，在倾斜照明模式下，透射与反射光在显微物镜3的工作孔径之外，只有与样品相互作用后产生的散射光会被显微物镜3收集并实现暗场成像。
如图1所示，本实用新型中，所述壳体1，是一种经过发黑处理的光学机械件，壳体顶板上开设有一个中心圆孔；显微物镜3的齐焦距离为d毫米，d是大于0的有理数，壳体的上边缘与成像平面的距离也是d毫米，壳体的外径是k毫米，在壳体的两个侧上方，开设了两个斜孔，使渐变折射率透镜2倾斜地安装在该斜孔内，渐变折射率透镜2的光线出射方向与显微物镜3的光轴的夹角为θ度，k、d、θ之间满足关系式tan(θ)＝k/(2d)。
所述光纤，是一种传输光能的光学玻璃纤维，光纤的两端分别定义为光纤出射端与光纤入射端，光源发出的光经过光纤入射端进入光纤，该光信号通过光纤传输后，经光纤出射端出射。
所述渐变折射率透镜，是一种通过渐变折射率分布材料实现的光学透镜，其尺寸小巧，适用于安装在光纤出射端的前方，渐变折射率透镜的等效焦点与光纤出射端面重合，实现出射光纤的准直出射，准直出射的光以θ度照射样品，部分光将以θ度反射，部分光以θ’度透射，nindex×sin(θ’)＝sin(θ)，nindex是样品的折射率，部分光与样品相互作用后产生散射，散射光在立体空间4π角内均存在，在物镜通光孔径内的散射光会被物镜收集并实现暗场成像。
所述光源，是一种产生照明光的装置，光源产生的光通过光纤传输后，照射显微样品。
所述滤光片，是一种光学镀膜元件，用于滤除不需要的光谱波段，透射装置需要的光谱波段。
所述聚光透镜，是一种具有正焦距的透镜，光源与光纤入射端面在聚光透镜的两端，光纤入射端面处于聚光透镜的焦平面上。
所述物镜的齐焦距离，是物镜的组装位置与成像平面之间的距离。
实施例2
如附图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述光源4采用激光光源,上述激光光源经过滤光片5后，经由分光棱镜8将光束一分为二，分出后的每一束光束中，一部分透射，一部分反射，透射光分别经过反射镜9后，各自进入聚光透镜6后聚焦到光纤7的入射端，再经光纤将光源4的光传输到光纤的出射端，然后分别经过渐变折射率透镜2后准直出射。同样地，准直出射的光源以倾斜的方式照明样后，部分光经过样品后透射，部分光经过样品后反射，还有一部分光与样品相互作用后产生散射，在倾斜照明模式下，透射与反射光在显微物镜3的工作孔径之外，只有与样品相互作用后产生的散射光会被显微物镜3收集并实现暗场成像。
Claims (8)
1.一种斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于，包括：壳体(1)，倾斜安装在壳体上的N个渐变折射率透镜(2)和竖直安装在壳体上的显微物镜(3)；以及，光源(4)，滤光片(5)和聚光透镜(6)，所述光源(4)依次经过滤光片(5)和聚光透镜(6)后，经N根光纤(7)分别传输至各渐变折射率透镜(2)，N为大于1的整数，经渐变折射率透镜后准直出射于显微物镜(3)的正下方。
2.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述壳体(1)，是一种经过发黑处理的光学机械件，壳体顶板上开设有一个中心圆孔；显微物镜(3)的齐焦距离为d毫米，d是大于0的有理数，壳体的上边缘与成像平面的距离也是d毫米，壳体的外径是k毫米，在壳体的两个侧上方，开设了两个斜孔，使渐变折射率透镜(2)倾斜地安装在该斜孔内，渐变折射率透镜(2)的光线出射方向与显微物镜(3)的光轴的夹角为θ度，k、d、θ之间满足关系式tan(θ)＝k/(2d)。
3.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：在所述滤光片(5)与聚光透镜(6)之间设置有分光棱镜(8)和反射镜(9)，所述光源(4)经过滤光片(5)后经由分光棱镜(8)将光束一分为二，分出后的每一束光束中，一部分透射，一部分反射，透射光分别经过反射镜(9)后，各自进入聚光透镜(6)后聚焦到光纤的入射端，再经光纤将光源的光传输到光纤的出射端，然后分别经过渐变折射率透镜(2)后准直出射。
4.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述渐变折射率透镜(2)，是一种通过渐变折射率分布材料实现的光学透镜。
5.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述光源(4)，是一种产生照明光的装置，光源产生的光通过光纤传输后，照射显微样品。
6.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述滤光片(5)，是一种光学镀膜元件，用于滤除不需要的光谱波段，透射装置需要的光谱波段。
7.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述聚光透镜(6)，是一种具有正焦距的透镜，光源与光纤入射端面在聚光透镜的两端，光纤入射端面处于聚光透镜的焦平面上。
8.根据权利要求1所述的斜照射式暗场显微镜照明装置，其特征在于：所述光纤(7)为传输光能的光学玻璃纤维。
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|---|---|---|---|---|
| CN117233947A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 睿励科学仪器（上海）有限公司 | 显微镜照明系统、控制方法及显微成像检测系统 |
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2019
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| CN117233947B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-02-02 | 睿励科学仪器（上海）有限公司 | 显微镜照明系统、控制方法及显微成像检测系统 |
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