DE706677C - Vertikalilluminator - Google Patents

Description

• Vertikalilluminator Die bekannten, in der Mikroskopie benutzten Vertikalilluminatoren haben den Nachteil, daß ein Teil des zur Beleuchtung zur Verfügung stehenden Lichtes nicht ausgenutzt werden kann, sei @es, daß bei der Benutzung einer lichtdurchlässigen Platte nach Beck nur ein Teil des Lichtes auf das Objekt reflektiert wird und von den abbildenden Strahlen wiederum ein Teil durch Reflexion ungenutzt verlorengeht, oder sei @es, daß bei der Benutzung eines Prismas nach Nachet wegen der teilweisen Abdeckung des abbildenden Strahlenquerschnitts nur ein Teil der abbildenden Strahlen in das Okular gelangt. Hat somit der Illuminator nach Nachet gegenüber dem Illuminator nach Beck den Vorzug geringeren Lichtverlustes, so ist er ihm andrerseits dadurch unterlegen, daß er die Apertur des abbildenden Strahlenbündels einschränkt, was gleichbedeutend mit einer unvollkommenen Ausnutzung des dem Objektiv eigentümlichen Auflösungsvermögens ist. Bei weiterhin bekannten Vertikalilluminatoren, die aus polarisierenden Prismen bestehen, beruht ein ins Gewicht fallender Lichtverlust darauf, daß der Vorgang der Polarisation notwendig mit dem Verlust eines Teils des zugeführten Lichtes verbunden ist.
• Auch diejenigen bekannten Vertikalilluminatoren, bei denen das Licht dem Objekt durch einen das Mikroskopobjektiv umgebenden Ringspiegel oder eine Ringlinse zugeführt wird und die auch zur Untersuchung von fluoreszierenden Objekten benutzt werden, sind insofern mit Lichtverlusten verbunden, als infolge ihrer Bauart nur ein Teil des beleuchtenden Lichtes zum Objekt gelangen kann. Sie sind überdies meist dann zur Objektbeleuchtung ungeeignet, wenn ein stark vergrößerndes Objektiv verwendet werden soll, weil bei derartigen Objektiven der freie Objektabstand. in der Regel zu klein ist, um dem Zutritt des Lichtes genügend Raum zu lassen.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Vertikalilluminator zum Gebrauche bei der mikroskopischen Untersuchung fluoreszierender Objekte. Gemäß dieser. Bestimmung ist er in Verbindung mit einer Lichtquelle zu benutzen, welche im wesentlichen ultraviolette

  Strahlen aussendet, die Glas Objekt zum Flilo-

  reSzieren bringen und damit die Entstellung

  eines sichtbaren mikroskopischen Bildes lle-

  ~v#rl;en. I=lie be-_ den bekannten Vertikalillu-

  :iilli:ii#krell a11hretc:nden @lilIlgel l;tillllell 1n1

  @t-esentl#chün vermieden werden, weint der

  111uniiii<itor geiniiil der Erfindung aus wenig-

  Zwei prisinati.#ch geformten Teilen aus

  verscliic(lenen Stofivn zusailiniengelcittet ist,

  die so `e@viililt sind, da 13 ihre Brechungs-

  zahleli für Strahlen des sichtbaren Lichtes

  wellig vnnelnander verschieden sind, m'ahl'end

  sie ittl" ttltl'a@-1(ilettc Strahlen mehr voneitl-

  :111der abweichen, 1-e1111 ferner die beiden

  heile in einer Ebene aneinandergrenzen, die

  vein der Achse des (-las Mikroskopobjektiv

  durchsetzenden Abbildungsstrahlenbündels

  unter einem Winkel geschnitten wird, der

  klelnCr ist als ein lZechler, t'--i'Illindert um den

  (-ii"enzwiiil;el der totalen lZeflelion der ultra-

  violetten Str"ililei), und größer ist als ein

  Pxecil(@r, verlililid#rt um den Gr#!nAS-itikel dli-

  uttalen @ctle@#e,:i der sichtbaren Strahlen leid:

  (Itel"gali"e v(--il dein zllet'-;t von den Abbil-

  @lnn@ @tl'.Ili1@11 getr,-@t;eitenhell in den zweiten

  il, wenn wvitrrliin die l,rechungszahl des

  lliervt-@n zuerst @etrc@ttenen Teil: für die tiltra-

  cinletten Strahlenri@f@er ist als die dis

  zweiten Teils für d;-,se Strahl:@il und wenn

  schlieltlich du-r benutzte Kitt eine größere

  Brechungs-rahl für sichtbares Licht hat als

  der von den _@hhildungsstralilen zuerst ge-

  t:z@ftene Teil. llei geeigneter Wahl des (-)uer-

  schnitts des Vertikalilluminators kann er-

  reicht werden. (fall die Öffnung des Mikro-

  skopobjektivs vorn Beleuchtungsstrahlen-

  bündel ebenso wie voni Abhil(iungsstrahlen-

  bündel vollständig ausgefüllt wird. Außer-

  dein treten liei der Rrfletion des Beleuch-

  tirngsstrahlenhündels Leine Verluste durch

  AM-ollkonlineneefletic@n und Heini Durch-

  ritt der _11111@1(1=.ing@stralilen in den zweiten

  Teil des Illuminators l;cii:e ins Gewicht

  fallendc-n @1'111Sti'_ durch iell\t"eISC Rellexlon

  auf.

  Eine besonders vorteilhafte 4usführun gs-

  i@irin des @-ertiiciililliiiniiiators erhält man,

  R enn nian 1111l alte drei he11eI1 'lltSlIlltnell-

  kittet, wikllel der von (teil @libi@@11tigSStrahleIl

  an ztveIter Stelle getrciffeneTeil plattenförrlllg

  gestaltet und von den heilen anderen Teilen

  rhigeschlossen ist und ferner der zuletzt ge-

  trotfene Teil plattenförmig gestaltet und von

  den heilen aii@Iei"eii Teilen eingeschlossen ist

  und ferner der -zuletzt getre,ffene Teil aus deitl

  Stotte des zuerst getroffenen Teils besteht.

  Dabei ist es z@vecl;lnäßig,den eingeschlossenen

  Teil als planparallele Platte von geringer

  Dicke auszubilden. Es ist selbstverständlich,

  d:tia für den Teil des Illuminators, der voll

  den @lrleucliiungs<tralilcn durchsetzt wird,

  ein Stoff zu wählen ist, der eine genügende Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen hat.
• Eine vereinfachte Form der vorstehenden :\usführung ergibt sich, wenn man an Stelle des plattenförmigen, eingeschlossenen Teils lediglich eine Kittschicht vorsieht. Der dazu benutzte Kitt 111t113 dabei die optischen Eigenschaften der genannten Platte haben, d. h. er muß für sichtbares Licht eine ähnliche Brechungszahl haben wie die einschließenden Teile und für ultraviolette Strahlen eine kleinere Brechungszahl.
• In der 7eichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischen Mittelschnitten dargestellt. 11b11. z zeigt das erste Beispiel, während Abb. 2 Blas zweite Beispiel wiedergibt.
• Das erste Ausführungsbeispiel (.A111. 1) ist ein aus zwei Prlslnen Q. und b zusammengekitteter Vertikalilltiminator.Die Kittfläche c, mittels welcher die beiden Prismen a und b miteinander verblinden sind, ist eine unter einem Winkel x von der Achse des -Mikroskopobjektivs d geschnittene Ebene. Der Einfall der Beleuchtungsstrahlen findet von ollen her in einer unter dein Winkel 2 x gegen die Objektivachse geneigten Richtung statt. Die Eintritts- und Austrittsflächeil der Strahlen sind rechtwinklig zu den betreffenden Strahlenrichtungen. In der folgenden Tabelle sind die Stoffe und Brechungszahlen n für Strahlen verschiedener Wellenlängen einer erprobten Ausführung des Beispiels angegeben.

  Stotl, 1 i 1 - füt' 11 für

  @tt m,tc 54f i mfi

  Prisma a Doppelleichtflint- z,5788 115509

  glas

  Prisma h Pliosphatscli@z#ei"- 1,5731 1,$543

  kronglas

  Kitt.... Monobrom- 1,77 1,67

  naplitlialii1

  Der Winkel x beträgt 4,875°.
• Zur Beleuchtung wird eine Strahlenquelle benutzt, welche ini -,wesentlichen Strahlen von der Wellenlänge 366 m,ti aussendet. Nach dem Eintritt in (las Prisma a fallen diese Strahlen durch die Kittschicht c auf die benachbarte Fläche des Prismas b, an welcher sie durch Totalreflexion in die Richtung der Achse des Mikroskopobjektivs (1 abgelenkt werden. Sie \\-erden von diesem Objektiv d auf dem Objekt e vereinigt und erregen dort Fluoreszenz. Das vom Objekt e ausgestrahlte Fluoreszenzlicht hat im wesentlichen die Wellenlänge 546 mft. Die Abbildungsstrahlen werden vom Objektiv c1 entgeg(@n der Strahkuneinfallsrichtung dem Prisma a zugeführt und treffen auf die Kittfläche c, die sie wegen der geringen Differenz der Brechungszahlen der Prismen a und b für sichtbares Licht im allgemeinen ungehindert durchsetzen. Am Ob- jekte re$ektierte Beleuchtungsstrahlen werden dagegen an der Kittfläche c wiederum total reflektiert und in Richtung der einfallenden Strahlen unschädlich zurückgeworfen. Die beschriebene Ausführungsform ergibt kein farbenfehlerfreies Bild des Objektes. Ist ein solches erwünscht, dann müßten noch besondere Maßnahmen zur Achromatisierung getroffen werden. Man könnte also beispielsweise auf den Teil b ein Zusatzprisma aufkitten oder der Kittfläche c eine geeignete, abweichende Neigung geben, wobei man die gegebenenfalls entstehende Ablenkung der Strahlenrichtung durch entsprechende Neigung der Geräteachse zu kompensieren hätte.
• Die Beseitigung der Farbenfehler gelingt in einfacher Weise mit Hilfe der als zweites Ausführungsbeispiel gezeichneten, aus drei Teilen f, g und h bestehenden Form (Abb. a) des Z'ertikalilluminators. Der Teil f ist ein Prisma, welches dem Prisma a des ersten Beispiels entspricht, jedoch mit einer weiteren Spiegelfläche i versehen ist, um zu erreichen, daß die einfallenden Beleuchtungsstrahlen rechtwinklig zur Achse des fikroskopobjektivs verlaufen können. Der Teil g ist eine dünne, planparallele Platte. Der Teilla gleicht seiner Gestalt nach völlig dem Prisma b des ersten Beispiels.- Die Prismen f und h sind aus dein Stoff des Prismas a, die Platte g aus dein Stoff des Prismas b des ersten Beispiels gefertigt. Als Kitt ist wiederum Monobromnaphthalin benutzt. Die Platte g ist unter dem Winkel a des .ersten Beispiels gegen die optische Achse des Mikroskops geneigt.
• Das rechtwinklig zur Mikroskopachse einfallende, annähernd parallelstrahlige Beleuchtungsstrahlenbündel gelangt nach einer Ablenkung an der Spiegelfläche i an die unter dein Winkel a gegen die Mikroskopachse geneigte Kittfläche zwischen dem Prisma f und der Platte g. Da das Prisma f eine höhere Brechungszahl für ultraviolette Strahlen als die Platte g hat und der Unterschied der Brechungszahlen der Teile f und g hinreichend groß ist, werden die Strahlen infolge ihres Einfalls unter dem Winkel 9o° -a, der größer als der Grenzwinkel der totalen Reflexion ist, total in die Richtung der optischen Achse reflektiert. Bei Verwendung eines Kittes mit kleinerer Brechungszahl als der des Prismas f würde die Reflexion bereits an der Kittfläche des Prismas f stattfinden. Die vom Objekt in der optischen Achsenrichtung zurückkehrenden Abbildungsstrahlen sind Strahlen des sichtbaren Fltioreszenzlichtes: Bei vollständiger Übereinstimmung der Brechungszahlen der Teile f, g und la würden sie die trennenden Flächen vollkommen verlustfrei durchsetzen. Da die Brechungszahlen der Teile für sichtbares Licht nur geringe Unterschiede aufweisen, durchsetzt derwesentliche Teil der Abbildungsstrahlen die Platte g ohne weiteres. Die Strahlen treten in das Prisma h ein, welches sie zur Objektivbilciebene gelangen läßt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vertikalilluminator zum Gebrauche bei der mikroskopischen -Untersuchung fluoreszierender Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß er aus -wenigstens zwei prismatisch geformten Teilen aus verschiedenen Stoffen zusammengekittet ist, die so gewählt sind, daß ihre Brechungszahlen für Strahlen des sichtbaren Lichtes wenig voneinander verschieden sind, während sie für ultraviolette Strahlen mehr voneinander abweichen, daß die beiden Teile in einer Ebene aneinandergrenzen, die von der Achse des das Mikroskopobjektiv durchsetzenden Abbildungsstrahlenbündels unter einem Winkel geschnitten wird, der kleiner ist als ein Rechter, vermindert um den Grenzwinkel der totalen Reflexion der ultravioletten Strahlen, und größer ist als ,ein Rechter, vermindert um den Grenzwinkel der totalen Reflexion der sichtbaren Strahlen beim Übergang von dem zuerst von den Abbildungsstrahlen getroffenen Teil in den zweiten Teil, daß die Brechungszahl des hiervon zuerst getroffenen Teils für die ultravioletten Strahlen größer ist als die des zweiten Teils für diese Strahlen und daß der benutzte Kitt eine größere Brechungszahl für sichtbares Licht hat als der von den Abbildungsstrahlen zuerst getroffene Teil.
2. 2. Vertikalilluminator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei Teilen zusammengekittet ist, daß der von den Abbildungsstrahlen an zweiter Stelle getroffene Teil plattenförmig gestaltet und von den beiden anderen Teilen eingeschlossen ist und dar der von diesen Strahlen zuletzt getroffene Teil aus dein Stoffe des zuerst getroffenen Teils besteht.
3. 3. Vertikalilluminator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Teil eine planparallele Platte von geringer Dicke ist.