Сенармоновская конфигурация ДИК-микроскопа - Микросистемы

8 Марта 2017

По существу, любой микроскоп, содержащий поляризационные элементы и необходимые светоделительные составные призмы для конденсора и объектива, может быть легко адаптирован для работы в сенармоновском режиме, независимо от того, был ли он изначально предназначен для этой цели.

 www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration

Рис. 1. Конфигурация ДИК-микроскопа с компенсатором Сенармона

Сегодня некоторые крупнейшие производители микроскопов выпускают для своих приборов исследовательского уровня устройства, позволяющие работать по методу дифференциально-интерференционного контраста. Такие устройства содержат все необходимые элементы для внесения в поле волнового фронта сдвигового замедления при помощи компенсатора Сенармона вместо подвижной призмы объектива. Базовая оптическая система работающего в проходящем свете ДИК-микроскопа сенармоновской конструкции представлена на рисунке 1. Полукогерентные пучки неполяризованного ахроматического света, излучаемые локализованными участками вблизи нити накаливания лампы, (обычно, источником света является 100-ваттная галогенная лампа с вольфрамовой нитью), сначала проходят через объединенные в компенсаторе Сенармона линейный поляризатор и четвертьволновую пластинку.

Для подробного ознакомления с медицинской и исследовательской техникой основных мировых производителей оптических систем и сопутствующего оборудования посетите наш каталог или свяжитесь с нашими специалистами и получите полную профессиональную консультацию по любым, имеющимся у Вас, вопросам. 

Компенсатор, в свою очередь, установлен над отверстием осветителя в основании микроскопа. Затем, вышедший из компенсатора Сенармона, линейно, эллиптически или циркулярно поляризованный свет проходит через конденсорную светоделительную призму Номарского (или Волластона), где сначала разделяется на ортогональные составляющие, после чего собирается системой линз конденсора в параллельные пучки. После прохождения через образец и окружающую его среду, свет собирается объективом и фокусируется в интерференционной плоскости второй призмы Номарского, которая расположена над резьбовым гнездом объектива в револьверном держателе микроскопа. Ортогональные волновые фронты воссоединяются призмой Номарского и проходят по оптическому пути в анализатор, пропускающий только те составляющие, которые параллельны азимуту распространения. Прошедшие через анализатор параллельные волновые фронты способны интерферировать и создавать изображение, которое можно наблюдать визуально или зарегистрировать фотоприемником.

В конструкции, показанной на рисунке 1, компенсатор Сенармона установлен и прочно закреплен в установочную оправу, расположенную внутри большого рифленого кольца вокруг полевой линзы, и контролирует размер отверстия полевой ирисовой диафрагмы. Над поляризатором в компенсаторе Сенармона установлена четвертьволновая пластинка, «быстрая» оптическая ось которой ориентирована в направлении «восток-запад» относительно стойки микроскопа. С целью ослабления отражений, фазовая пластинка на несколько градусов отклонена от перпендикуляра к оптическому пути, а на ее верхнюю поверхность нанесено несколько тонкопленочных слоев просветляющего покрытия.

Поляризатор находится в поворачивающемся цилиндре, расположенном между оправой светового порта и неподвижной фазовой пластинкой (см. рисунок 2). Когда ось распространения в поляризаторе параллельна «быстрой» оси фазовой пластинки, разность оптических путей расщепленных волновых фронтов, проходящих между призмами конденсора и объектива, равна нулю (по существу, сдвиговое фазовый сдвиг отсутствует, поскольку из компенсатора выходит линейно-поляризованный свет). Однако, цилиндр, в который заключен поляризатор, способен поворачиваться вокруг оптической оси микроскопа, приблизительно, на 180 градусов (плюс или минус 90 градусов относительно положения, в котором ось распространения волновых фронтов в поляризаторе параллельна «быстрой» оси фазовой пластинки). Это позволяет вводить в оптическую систему микроскопа эллиптически или циркулярно поляризованный свет. Точный угол поворота определяется по шкале, нанесенной на корпус компенсатора Сенармона. Посередине шкалы находится нулевое положение (поляризатор параллелен фазовой пластине).

Влево и вправо от нулевого положения нанесена линейная градуировка, приблизительно, на 45 градусов в каждую сторону (см. рисунок 2). Таким образом, в ДИК-микроскопе с компенсатором Сенармона описанной конструкции, положительный или отрицательный фазовый сдвиг может быть создан простым поворотом поляризатора вперед или назад (в пределах диапазона его перемещения).

После предустановки, показанный на рисунке 2 компенсатор Сенармона сначала юстируется параллельно двум, установленным в соответствующее положение (восток-запад), осям: оси распространения волновых фронтов в поляризаторе и «быстрой» оси фазовой пластинки, и перпендикулярно оси распространения волновых фронтов в анализаторе (которая находится в положении север-юг). После юстировки компенсатор крепится установочным стопорным винтом к рукоятке регулировки светового порта. Как уже упоминалось, ориентация оси поляризатора указана в передней части компенсатора Сенармона, а градуированная шкала позволяет оператору приблизительно определить значение сдвига, вносимое в систему поворотом поляризатора. Стопорная рукоятка (см. рисунок 2) позволяет зафиксировать поляризатор в нужном положении относительно четвертьволновой фазовой пластинки. Для работы по методам светлого поля или улучшенного контраста, блок «поляризатор — фазовая пластинка» можно целиком убрать из оптического пути. Для этого требуется всего лишь отвести в сторону поворотную верхнюю секцию конструкции.

www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration 

Рис. 2. Компенсатор Сенармона в основании микроскопа

В зависимости от ориентации поляризатора относительно фазовой пластинки, из компенсатора Сенармона выходит линейно, эллиптически или циркулярно поляризованный свет, который далее попадает в призму Номарского или Волластона, расположенную в головке конденсора (рисунки 1 и 3). Конденсорные призмы ДИК-микроскопа, выполняющие угловое расщепление входящих поляризованных волновых фронтов, имеют одинаковую конструкцию, независимо от того, предназначены они для использования в компенсаторах Сенармона или же в микроскопах с перемещаемой призмой объектива. Обычно, эти призмы помещаются в револьверный держатель, рассчитанный, минимум, на три отдельных призмы (см. рисунок 3). Характеристики и конфигурации револьверных держателей объективов разных производителей отличаются между собой. Однако, как правило, в них предусмотрены гнезда для установки от четырех до восьми дополнительных элементов, включая призмы Волластона или Номарского, фазовоконтрастные кольца, щелевые диафрагмы для модуляционного контраста Хоффмана или специальные диафрагмы для наблюдения по методу темного поля. Блок конденсора, показанный на рисунке 3, содержит семь отверстий, в три из которых устанавливаются кольцевые диафрагмы для фазового контраста, а еще в три — призмы Номарского для ДИК-метода. Свободное отверстие используется для наблюдений по методу светлого поля.

Каждая из конденсорных призм для ДИК-метода (эти призмы называют также компенсаторами или вспомогательными призмами) должны быть специально подобраны соответственно узкому диапазону числовых апертур конкретного объектива. В связи с этим, конкретная призма может работать только с одним или двумя объективами (например, с увеличением 20x и 40x). В результате, для охвата всего диапазона значений увеличения (от 10x до 100x) объективов типового модульного микроскопа, требуется от трех до пяти призм конденсора. Некоторые производители подбирают и устанавливают для каждого объектива отдельную призму конденсора. В результате, для охвата всего спектра сухих и масляно-иммерсионных объективов с различными числовыми апертурами требуется до семи конденсорных призм. В таблице 1 представлены технические характеристики конденсорных призм Nikon (призмы Номарского) для ДИК-микроскопии, включая буквенные кодовые обозначения призм и объективов, цветовые коды, значения сдвига и диапазоны числовых апертур.

www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration 

Рис. 3. Блок конденсора

Блоки конденсорных ДИК-призм устанавливаются в круглые анодированные алюминиевые или латунные пластины, в которых комбинированные призмы (обычно, овальной формы) закрепляются оптическим клеем. Ось сдвига каждой призмы устанавливается в фиксированное, точно заданное положение. Чрезвычайно тонкие клинья призм вырезаются с очень высокой точностью, с тем, чтобы значения углового разделения точно соответствовали тем, которые требуются для числовой апертуры конкретного объектива. Полированные пластины требуют осторожного обращения. Загрязнения отпечатками пальцев, маслами, грязью и мусором не допускаются. В каждой призме имеется установочный паз или штифт, совмещаемый с соответствующим ответным элементом в головке конденсора. Это позволяет точно установить призму конденсора относительно призмы объектива и осей поляризатора, анализатора и фазовой пластинки компенсатора Сенармона. Установленные в головку конденсора призмы надежно фиксируются на месте пружиной или стопорным винтом. Для обозначения компонентов, установленных в отверстия револьверного держателя, большинство универсальных конденсоров снабжаются магнитными (или с клейкой обратной стороной) наклейками.

Обычно, головка универсального конденсора оснащается механизмом отклонения верхней линзы (откидной конденсор), что позволяет использовать конденсор с объективами, обладающими большими (от 10x до 100x) и малыми (от 2x до 5x) значениями коэффициента увеличения. Для получения больших коэффициентов увеличением верхняя линза помещается в оптический путь (при помощи рычага механизма отклонения); для объективов с малыми значения коэффициента увеличения эта линза убирается из оптического пути. В большинстве конденсоров держатели верхней линзы имеют резьбу, что позволяет устанавливать в них линзы, предназначенные как для сухих, так и для масляно-иммерсионных объективов. Числовая апертура типовой сухой конденсорной линзы лежит в диапазоне от 0,75 до 0,90, тогда как соответствующая масляно-иммерсионная линза имеет значительно бóльшую числовую апертуру (1,3 — 1,4). Зачастую, в случае установки масляно-иммерсионной верхней линзы, зазор между конденсором и предметным столиком микроскопа оказывается недостаточным для правильного функционирования механизма отклонения линзы.

Вышедшие из конденсорной призмы, расщепленные волновые фронты передаются (параллельно) оптической системой конденсора, проходят через образец и попадают в переднюю линзу объектива. Разность оптических путей (фазовый сдвиг) проходящих через систему ортогональных волновых фронтов, (прежде, чем эти фронты попадут в конденсор), определяется положением оси распространения колебаний в поляризаторе относительно «быстрой» оси фазовой пластинки компенсатора Сенармона. Претерпевшие искажения в образце, волновые фронты собираются и фокусируются оптической системой объектива в интерференционной плоскости (сопряженной с задней фокальной плоскостью объектива) второй призмы Номарского или Волластона, расположенной над образцом.

В точно отъюстированном ДИК-микроскопе (независимо от механизма фазового сдвига), совместное действие оптических систем конденсора и объектива проецирует изображение конденсорной призмы на призму для объектива. В результате, создаваемый конденсорной призмой сдвиг волнового фронта в точности совпадает в каждой точке поверхности обеих призм, которые (призмы), в свою очередь, обратны друг другу. Поворот поляризатора в компенсаторе Сенармона приводит к рассогласованию (сдвиговому замедлению) волновых фронтов, что создает постоянную по всей апертуре микроскопа разность оптических путей.

 www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration

Рис. 4. Неподвижные призмы Номарского для объектива

В тех ДИК-микроскопах, в которых фазовый сдвиг создается компенсатором Сенармона, призма Номарского (иногда, призма Волластона) устанавливается в неподвижную оправу (с четкой ориентацией), которая, в свою очередь, вставляется в револьвер над объективами (см. рисунки 1 и 4). На рисунке 4 призма Номарского показана между перекрестными поляризаторами, чтобы проиллюстрировать относительные размеры интерференционных картин, как функцию значения сдвига (см. таблицу 1). Для каждого из объективов микроскопа, в котором используется компенсатор Сенармона, требуется отдельная призма. В то же время, как уже упоминалось, одна и та же конденсорная призма может использоваться для двух и более объективов. Для наблюдения с использованием иных методов повышения контраста, призмы объектива в неподвижных оправах (рисунок 4) легко убираются из оптического пути. Для этого достаточно выдвинуть оправу с призмой из гнезда и извлечь из револьверного держателя объективов микроскопа.

Выйдя из призмы Номарского, воссоединенные волновые фронты попадают в анализатор (второй поляризатор), устанавливаемый, как правило, в удобном месте между револьверным держателем и окулярными тубусами микроскопа. Анализатор предназначен для пропускания тех составляющих вектора волнового фронта, которые параллельны углу распространения колебаний, и способны к усиливающей и ослабляющей интерференции, в результате которой в плоскости нерегулируемой диафрагмы окуляра или в проекционном объективе фотокамеры создается ДИК-изображение. В револьверных держателях некоторых микроскопов имеется щелевое гнездо для установки простого неподвижного линейного анализатора, ориентированного в направлении «север-юг» относительно штатива микроскопа и поляризатора (рисунок 5(b)). В такой конфигурации ось распространения колебаний в анализаторе перпендикулярна оси распространения колебаний в поляризаторе (образуется система перекрестных поляризаторов). В микроскопах других конструкций используются неподвижные анализаторы, которые вставляются в оптическую систему в нескольких местах, включая промежуточные тубусы и вертикальные осветители (для микроскопов, работающих в отраженном свете). Неподвижные анализаторы монтируются в прямоугольные оправы, которые легко устанавливаются в оптическую систему микроскопа и так же легко удаляются из нее, что позволяет быстро переходить от одного режима получения изображений к другому.

www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration 

Рис. 5. Конфигурация анализатора сенармоновского ДИК-микроскопа

В конструкциях некоторых анализаторов используются оправы такого же типа (см. рисунки 5(a) и 5(b)), но с дисковым регулятором, на который зачастую нанесена шкала с шагом 5, 10, 45 или 90 градусов (см. рисунок 5(a)).Дисковый регулятор предназначен для поворота рабочего элемента анализатора на нужный угол. Довольно часто анализатор поляризационного микроскопа, предназначенного для наблюдений по методу дифференциально-интерференционного контраста, помещается в промежуточный тубус (рисунки 5(с) и 6), расположенный между револьверным держателем и окулярными тубусами. Такие микроскопы предназначаются, как правило, для выполнения прецизионных измерений в поляризованном свете и оснащаются нониусной шкалой с 360-градусной градуировкой. Шкала наносится по периметру тубуса (рисунок 5©), либо рядом с градуированным дисковым регулятором (рисунок 6). Кроме того, конструкция оснащается стопорным механизмом, который позволяет надежно зафиксировать анализатор в нужном угловом положении. Обычно, анализатор устанавливается на ползунке, что позволяет легко удалять его из оптического пути для проведения наблюдений по методу линейной поляризации или светлого поля. Как правило, в промежуточных тубусах, предназначенных для микроскопии по методу дифференциально-интерференционного контраста или линейной поляризации, имеется щелевое гнездо размером 20×6 мм (стандарт DIN, хотя некоторые производители используют свои собственные размеры). Это гнездо предназначено для установки фазовой пластинки в одну четверть волны или в целую волну, либо компенсатора Сенармона (рисунки 5(с) и 6).

Для большинства ДИК-микроскопов, у которых в задней фокальной плоскости объектива используется подвижная призма Номарского (традиционная ДИК-микроскопия по Номарскому), трудно точно определить создаваемый оптической системой количественный фазовый сдвиг волнового фронта. Количественная оценка выполняется при помощи специально разработанных оправ для призм Номарского, оснащенных прецизионными микрометрическими механизмами перемещения. . Эти механизмы можно использовать для точного измерения сдвига, создаваемого перемещением призмы с небольшим регистрируемым шагом. Более точно (близко к одной сотой длины волны) сдвиг в сенармоновской ДИК-конфигурации можно определить при помощи градуированного анализатора (или поляризатора) со шкалой нониуса (рисунки 5(с) и 6), и четвертьволновой фазовой пластинкой.

Для количественного определения значений сдвига идеально подходит конфигурация, показанная на рисунке 6. Представленный на рисунке 6 промежуточный тубус предназначен для установки между расположенной в револьверном держателе призмой Номарского и окулярными тубусами. В нижнее щелевое гнездо промежуточного тубуса устанавливается стандартный (на 550 нанометров) компенсатор Сенармона (изначально предназначенный для измерений в поляризованном свете). Компенсатор смонтирован в неподвижной оправе так, что его «быстрая» ось расположена параллельно поляризатору (восток-запад), а «медленная» — параллельно анализатору (север-юг). Над компенсатором Сенармона находится прямоугольная, способная поворачиваться на 360 градусов, оправа с линейным поляризатором (работающим, как анализатор). На оправу нанесена шкала для измерения угла поворота (в градусах). Рядом с рукояткой настройки поворота находится нониусная шкала, что позволяет точно определять угловую ориентацию оси распространения колебаний в поляризаторе, и дает возможность контролировать (и измерять) значение сдвигового замедления в оптической системе с точностью до нескольких долей длины волны.

www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration 

Рис. 6. Промежуточный тубус

Промежуточные тубусы с градуированным анализатором и компенсатором Сенармона можно модернизировать для установки на микроскопы, изначально предназначенные для создания сдвига за счет перемещения призмы Номарского (в скользящей оправе). После предварительной настройки призм для объектива и конденсора на максимальное перекрытие интерференционных полос (максимальное ослабление), можно поворачивать анализатор, чтобы создать в оптической системе фазовый сдвиг. В действительности, для количественного определения сдвига, на микроскопы, изначально оборудованные компенсатором Сенармона (аналогичные или идентичные модели, представленной на рисунке 1), также можно устанавливать промежуточный тубус, показанный на рисунке 6 (или на рисунке 5©). В случае установки промежуточного тубуса с новым анализатором, важно удалить из оптической системы исходный неподвижный анализатор.

Итак, количественный контроль сдвигового замедления в сенармоновской конструкции ДИК-микроскопа можно осуществлять простым поворотным поляризатором (см. рисунки 1 и 2), либо при помощи более точных промежуточных тубусов, представленных на рисунках 5(с) и 6. При использовании метода дифференциально-интерференционного контраста не нужно изменять соотношение поля волновых фронтов (линейно, эллиптически или циркулярно поляризованного света) до их попадания в призму конденсора. Этот же результат можно получить за счет изменения разности оптических путей при помощи четвертьволновой фазовой пластинки и поворотного анализатора после выхода волновых фронтов из призмы объектива. При условии использования надлежащих компонентов в правильной ориентации, фазовый сдвиг в оптической ДИК-системе можно создавать в любом месте между поляризатором и анализатором. В традиционных конструкциях ДИК-микроскопов сдвиг волновых фронтов осуществляется перемещением призмы объектива, либо, в редких случаях, конденсорной призмы. В новейших микроскопах, для достижения того же эффекта, поворотный поляризатор и фазовая пластинка компенсатора Сенармона располагаются вблизи полевой линзы (главным образом, в эргономических целях).

В современных поляризационных и ДИК-микроскопах поляризатор и анализатор устанавливаются в стратегически определенных местах по отношению к полевой линзе, конденсору, объективу и окулярным тубусам. В более старых микроскопах эти поляризационные элементы можно обнаружить в самых различных местах оптической системы. Однако, необходимо отметить, что не следует устанавливать поляризационные элементы в сопряженной плоскости изображения, или очень близко к ней (в плоскости полевой диафрагмы, предметного столика или фиксированной апертуры окуляра), поскольку в этом случае вместе с изображением образца будут видны царапины, дефекты, грязь и соринки на стеклянной или полимерной поверхности.

ДИК с компенсаторами Сенармона для инвертированных микроскопов

Инвертированные микроскопы проходящего света (для исследования тканевых культур) часто оснащаются оптическими компонентами для работы по методу дифференциально-интерференционного контраста, с целью облегчения визуализации, фотографирования и получения цифровых изображений различных прозрачных образцов, включая живые клетки, эмбрионы и срезы тканей. С инвертированными микроскопами могут использоваться как традиционная, так и сенармоновская оптическая ДИК-система. Основным различием между ДИК-конфигурациями прямого и инвертированного микроскопов является конденсорная система: для конденсора инвертированного микроскопа, в общем случае, требуются специальные оптические компоненты, обеспечивающие большое рабочее расстояние. Во многих случаях конструкция объективов инвертированных микроскопов также должна обеспечивать работу с большими или сверхбольшими рабочими расстояниями, соответствующими конусам света, выходящего из апертуры конденсора.

www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration 

Рис. 7. Вольфрамово-галогенный осветитель

В наиболее популярной конструкции инвертированного микроскопа револьверный держатель объективов помещается под механическим предметным столиком, где соединяется с корпусом микроскопа при помощи промежуточного тубуса, либо подсоединяется непосредственно к главной внутренней оптической системе. В револьверные держатели некоторых моделей можно вставлять неподвижные ДИК-призмы Номарского в скользящих оправах (см. рисунок 4), идентичные призмам, использующимся в прямых микроскопах. В других моделях микроскопов применяется одна, установленная в длинную прямоугольную оправу, скользящая призма Номарского, которая используется со всеми объективами (от 10x до 100x; традиционная ДИК-система Номарского). Оправа призмы Номарского устанавливается под револьверным держателем, в промежуточном тубусе, что позволяет легко демонтировать светоделитель и убирать его из оптического пути, для получения изображений в режимах светлого поля, фазового контраста, модуляционного контраста Хоффмана и др. Фазовый сдвиг создается при помощи рукоятки, расположенной на конце оправы призмы. В последней конфигурации, для воссоединения волновых фронтов от всех объективов, установленных в револьверном держателе микроскопа, используется единственная призма Номарского, хотя в микроскопах многих конструкций при больших увеличениях требуется выполнять перемещение этой призмы вдоль оптической оси, чтобы компенсировать смещение задней фокальной плоскости объектива.

На рисунке 7 представлена типичная конструкция инвертированного микроскопа для исследований по методу дифференциально-интерференционного контраста с использованием компенсатора Сенармона. Полукогерентные световые волны, излучаемые галогенной лампой с вольфрамовой нитью, расположенной в стойке осветителя, сначала проходят через каскад фильтров (нейтральных, цветокорректирующих и интерференционных), после чего отклоняются прямоугольной призмой и, через полевую линзу, попадают в конденсорную систему. Наверху конденсора установлен компенсатор Сенармона (см. рисунок 8), состоящий из линейного поляризатора и четвертьволновой пластинки. Прошедший через компенсатор Сенармона свет фокусируется в плоскости апертурной ирисовой диафрагмы конденсора (в месте расположения фокальной плоскости конденсора), которая является сопряженной с интерференционной плоскостью призмы Номарского, установленной в головке конденсора (рисунок 8). Линзовой системой конденсора расщепленные волновые фронты фокусируются параллельно друг другу и освещают образец, после чего собираются передней линзой расположенного под предметным столиком объектива.

Вторая призма Номарского (см. рисунок 7) установлена под объективом в револьвере микроскопа, и предназначена для воссоединения расщепленных волновых фронтов, прошедших через образец и сфокусированных объективом. Далее, воссоединенные волновые фронты проходят через второй поляризатор (анализатор; см. рисунок 7), установленный (в скользящей оправе) в промежуточном тубусе или в щелевом гнезде между револьверным держателем и основанием микроскопа. Выйдя из анализатора, волновые фронты (которые теперь способны к усиливающей и ослабляющей интерференции) проходят через внутреннюю оптическую систему микроскопа и формируют изображение в плоскости нерегулируемой диафрагмы окуляров, либо проекционной линзы традиционной или цифровой фотокамеры.

 www_microsystemy_ru_articles_de_Senarmont_DIC_Microscope_Configuration

Рис. 8. Конденсор с компенсатором Сенармона для инвертированного ДИК-микроскопа

Как уже упоминалось, в микроскопах, предназначенных для исследований по методу дифференциально-интерференционного контраста и оснащаемых компенсатором Сенармона используются неподвижные призмы Номарского, которые устанавливаются в оправы, аналогичные показанным на рисунке 4. Фазовый сдвиг вносится в оптическую систему поворотом поляризатора в компенсаторе Сенармона, соединенного с конденсором (рисунок 8). Конденсорные призмы Номарского устанавливаются в блоке конденсора, конструкция которого аналогична конструкции блока конденсора прямых микроскопов (см. рисунок 3), но в оправе иной конструкции. Как и в случае с прямыми микроскопами, конденсорные призмы Номарского подходят к узкому диапазону числовых апертур объективов, поэтому, для охвата всего диапазона коэффициентов увеличения микроскопа требуется несколько различных конденсорных призм (см. таблицу 1).

Конденсорные призмы (обычно, круглой формы), при помощи оптического клея, устанавливаются с прецизионной ориентацией оси сдвига в алюминиевые клинья галетной формы, которые крепятся винтами в блоке конденсора. Как и в случае прямых микроскопов, конденсорные призмы Номарского для инвертированных микроскопов чрезвычайно тонки, и вырезаются с очень высокой точностью, с тем, чтобы значения углового разделения точно соответствовали числовой апертуре конкретного объектива. Блок конденсора позволяет установить от трех до пяти призм, что достаточно для охвата всего диапазона коэффициентов увеличения микроскопа. В дополнение к призмам Номарского, в блок конденсора могут устанавливаться фазовоконтрастные кольцевые диафрагмы и щелевые диафрагмы для модуляционного контраста Хоффмана. Кольцевые диафрагмы, щелевые диафрагмы и призмы Номарского могут устанавливаться в конденсор в любых комбинациях.

Компенсационные пластинки первого порядка

Микроскопия по методу дифференциально-интерференционного контраста с компенсатором Сенармона позволяет создавать фазовый сдвиг в диапазоне «плюс-минус половина длины волны». С целью увеличения разности оптических путей расщепленных волновых фронтов, в оптическую систему можно установить пластинку, создающую фазовый сдвиг в целую длину волны, (и получить значения замедления волнового фронта, до полутора раз превышающие длину волны зеленого света). Компенсационные пластинки обеспечивают более полный контроль при регулировке контраста деталей исследуемого образца по отношению к интенсивности и цвету фона, а также позволяют более точно настраивать значение фазового сдвига волновых фронтов. Кроме того, полноволновые компенсаторы часто используются для оптического окрашивания сравнительно толстых прозрачных образцов, которые при нормальных условиях видны в ограниченном диапазоне оттенков серого цвета.

В оптическую систему прямого или инвертированного микроскопа, оснащенного компенсатором Сенармона для ДИК-наблюдений полноволновая компенсационная пластинка может устанавливаться между призмой объектива и анализатором, либо между компенсатором Сенармона и призмой конденсора. Обычно, под конденсором или в промежуточном тубусе, расположенном над объективами прямого микроскопа, имеется щелевое гнездо для установки полноволновой пластинки. Из-за конструктивных особенностей инвертированных микроскопов, возможности установки в них дополнительных компенсаторов более ограничены. В щелевое гнездо, расположенное под корпусом компенсатора Сенармона в конденсоре инвертированного микроскопа (см. рисунок 8), можно установить полноволновую замедляющую пластинку. Однако, конструкция такого микроскопа не позволяет устанавливать дополнительные компенсаторы между объективом и анализатором. Большинство конденсоров для инвертированных микроскопов, предлагаемых другими производителями, имеют аналогичную конструкцию.

В заключение необходимо отметить, что компенсаторы Сенармона предоставляют более широкие возможности для контроля над волновым сдвигом в ДИК-микроскопии, чем традиционные конструкции, работающие по принципу перемещения призмы Номарского поперек оптической оси микроскопа. Соединение градуированного поляризатора (или анализатора) с четвертьволновой пластиной позволяет с высокой точностью определять значение волнового сдвига, вносимого в оптическую систему. И, наконец, конструкции, в которых компенсатор Сенармона располагается вблизи полевой линзы в основании микроскопа, более эргономичны, чем традиционные конфигурации.

Возврат к списку