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Rectifiziertes optisches System
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für Polarisationsmikroskope
Rectifiziertes optisches
System für Polarisationsmikroskope Polarisotionsmikroskope bestehen stets aus einer
Beleuchtungsoptik, die den Polarisator zur Erzeugung polarisierten Lichtes enthält,
sowie eine Beobochtungsoptik, die den im Allgemeinen gegen den Polorisator gekreuzten
Analysator enthält. Der Kontrast der damit sichtbar gemochten, doppelbrechenden
Probenstrukturen wird jedoch stark von Depolarisationserscheinungen und azimutubhangigen
Drehungen der Polarisationsebene der Teilstrahlenbündel beeinflußt. Letzterer Effekt
äußerst sich in einer ungleichmäßigen Helligkeitsverteilung in der Austrittspupille
des Objektivs in Form einer dunklen Kreuzfigur auf hellem Grund.
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Es ist bekonnt, daß sich dieser Effekt beseitigen und der Kontrast
des polarisationsmikroskopischen Bildes sich um mehrere Größenordnungen verbessern
läßt, wenn die Beleuchtungsoptik und die Abbildungsoptik aus hinsichtlich der Drehung
der Polarisotionsebene gleichwertigen Elementen aufgebaut und eine sogenannte n/2-Platte
zwischen beiden Optiken eingefügt ist. Diese Maßnahme ist nicht ohne weiteres ausführbar,
wenn man davon ausgeht, daß in der Regel ein Kondensor zur Ausleuchtung mehrerer
Objektive verwendet werden soll. Aus diesem Grunde werden sogenannte rectifizierte
Optiken, d.h. Kondensoren und Objektive angeboten, in denen die Kompensation der
Polarisationsdrehung jeweils unabhangig vom anderen Teilsystem für sich erfolgt.
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In der US-PS 30 52 152 ist eine derartige rectifizierte Optik beschrieben.
Sie enthält im Kondensor und im Objektiv jeweils einen, im wesentlichen brech-kraftlosen
Meniskus, dessen Durchbiegung und Stellung im Strahlengang so gewählt ist, daß in
Verbindung mit je einer t /2-Platte, die an den gekrümmten Linsenflächen des Objektivs
bzw. des Kondensors hervorgerufene, azimutabhängige Rotation der Polarisationsebene
der außerachsialen Teilstrahlen gerade kompensiert wird.
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In den DE-PS'en 11 57 808 und 22 40 693 sind rectifizierte Optiken
beschrieben, die die Polarisationsdrehung durch spezielle, reflexerhöhende bzw.
reflexmindernde Beschichtungen einzelner bzw. aller optischen Elemente des Kondensors
und des Objektivs kompensieren.
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Alle diese Kompensotionssysteme bedingen die aufwendige Herstellung
spezieller für die Polorisationsmikroskopie modifizierter Objektivserien und Kondensoren.
Teilweise wird durch die Kompensationsmaßnahmen der Streulichtanteil erhöht, was
wieder zu einer Kontrastminderung führt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein rectifiziertes optisches
System zu schaffen, dos keine speziellen, aufwendig rectifizierten Objektivserien
benötigt.
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Diese Aufgabe wird gemaß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs dadurch
gelöst, daß durch die Beleuchtungsoptik eine hochaperturige Zwischenabbildung der
Leuchtfeldblende erfolgt und in der Nöhe dieses Zwischenbildes in den Strahlengang
einbringbore, transparente Platten (Deckgläser) vorgesehen sind.
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In der Regel ist die A/2-Platte im parallelen oder nchezu parallelen
Strahlengang des rectifizierten Systems angeordnet. Da durch die zusetzliche Optik
der Zwischenabbildung der Leuchtfeldblende eine Verschiebung des Schwerpunktes der
depolarisierenden Linsenflächen des gesamten optischen Systems auf die Beleuchtungsseite
erfolgt, wird die 7\I2Platte zweckmößig in der Nähe der meist zugänglichen Pupille
des Kondensors angeordnet.
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Für gering vergrößernde, niedrigaperturige Objektive besitzt der erfindungsgemäße
Aufbau auch ohne Hinzufügen von Planplatten in das Zwischenbild der Leuchtfeldblende
bereits ausreichend kompensatorische Eigenschoften. Werden höheraperturige Objektive
verwendet, die in der Regel eine größere Anzahl depolarisierender Linsenflöchen
aufweisen, so ist deren Einfluß durch Hinzufügen von Plonpiatten im stark konvergenten
Strahlengang in der Nähe des Bildes der Leuchtfeldblende kompensierbar.
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Die Wahl der geeigneten Anzahl von Platten kann z.B. erfolgen, indem
die Objektivpupille mit Hilfe einer Bertrandlinse beobochtet wird und solange Plotten
hinzugefügt werden, bis sich eine gleichmößige, möglichst große Extinktion ergibt.
Natürlich ist es ebenfalls möglich bestimmten Objektiven jeweils Plattenkombinationen
zuzuordnen, die beispielsweise auf einem Revolver befestigt wahlweise in den Strahlengang
einschwenkbar sind.
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Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß an einer zusätzlich
geschaffenen, leicht zugänglichen Stelle im Strahlengang durch einfaches Hinzufügen
zentrierunempfindlicher Elemente, nömlich Plonplatten, eine weitgehende Rectifizierung
des gesamten, aus Beleuchtungs- und Abbildungsoptik bestehenden Systems ermöglicht
wird. Spezielle, aufwendige Objektivserien oder Kondensoren werden dabei nicht benötigt.
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Vorteilhaft ist es die Planplatten, für die beispielsweise gängige
Deckgläser von mikroskopischen Präparaten verwendet werden können, mit einer geeigneten
Beschichtung zu versehen, die eine Phosenverschiebung der senkrecht zueinander polarisierten
Teilstrahlen verhindert. Damit werden durch elliptisch polarisiertes Licht hervorgerufene,
kontrastmindernde Aufhellungen der Pupille vermieden.
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Zweckmäßig wird die zur Zwischenabbildung der Leuchtfeldblende verwendete
Optik in einem am Mikroskop abnehmbar befestigbaren Gehäusestutzen angeordnet, der
zusötzlich in den Strahlengang bereits vorhondener Systeme eingebracht deren Nachrüstung
zu einem rectifizierten System auf einfache Weise ermöglicht.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung
erläutert, die den wesentlichen Teil der Optik eines erfindungsgemaß aufgebauten
Durchlichtpolarisatiansmikroskopes skizziert: -Das von der Lichtquelle 1 ausgehende
Licht wird in einem Polarisator 2 linear polarisiert. Der Kollektor 3 leuchtet das
durch die Blende 4 begrenzte Leuchtfeld aus, welches durch die Linsen 5 und 6 zwischenabgebildet
und über die Linse 8 und den Kondensor 11 in die Oberflache des Objektträgers 12
abgebildet wird. In der hinteren Brennebene des Kondensors 11 sind eine n/2-Platte
9 und die Aperturirisblende 10 angeordnet.
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Zur Abbildung des Objekts dient ein Objektiv 13, auf das der Analysator
14 folgt.
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Am Ort der Zwischenabbildung der Leuchtfeldblende 4 sind drei Plonplatten
7 in den dort konvergenten Strahlengang eingeschwenkt, die dafür sorgen, daß die
polarisationsdrehende Wirkung der Optik zwischen dem Polartsator 2 und der a /2-P1atto
9 ululch de J',r Optik zwischen der
A/2-Platte 9 und dem Analysator
14 ist. Bei einem Wechsel des Objektivs 13 oder des Kondensors 11 wird die Anzahl
der Platte 7 entsprechend vergrößert oder vermindert.
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Die Linsensysteme 6 und 8, über die die Leuchtfeldblende 4 zwischenabgebildet
wird, die Platte 7 und die A/2-Plotte 9 sind in einem gemeinsamen Gehöusestutzen
15 angeordnet, der in das optische System eines göngigen Durchlicht-Mikroskops eingesetzt
werden konn und als Zusatzeinrichtung das domit ausgerüstete Mikroskop für polarisationsoptische
Untersuchungen touglich macht.
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Das hier für Durchlicht beschriebene rectifizierte optische System
läßt sich selbstverständlich auch in huflicht-Mikroskopen verwenden, da keine Eingriffe
in das dann zusätzlich als Kondensor fungierende Objektiv nötig sind. Für diesen
Fall ist zwischen der t/2-Platte 9 und dem Kondensor/Objektiv 11 ein halbtronsparenter
Teilerspiegel angeordnet, der die Beleuchtung in den Beobachtungsstrahlengang einspiegelt.