Osvetľovacie systémy pre stereo-mikroskopy

Tento článok dáva užívateľom stereo-mikroskopov užitočné rady pri voľbe optimálneho osvetlenia alebo osvetľovacích systémov pre pozorovanie vzorky. Osvetlenie použité pre mikroskopické pozorovanie má veľmi významný vplyv na konečnú kvalitu obrazu. Výber osvetlenia pre dosiahnutie najlepších výsledkov závisí od typu vzorky, aplikácie a účelu mikroskopického pozorovania [1, 2, 3, 4].
Nasledujúce informácie by mali pomôcť užívateľom mikroskopov vybrať osvetľovacie systémy (obr. 1), ktoré produkujú najlepšie výsledky pre zobrazovanie.

Obr. 1 – Leica LED5000 a LED3000 osvetlenie

VÝHODY LED (LIGHT EMITTING DIODE) OSVETLENIA

V porovnaní s bežne používanými halogénovými svietidlami poskytuje technológia LED osvetlenia pre zobrazovanie niekoľko výhod:

dlhšiu životnosť (25 000 až 50 000 hodín),
nižšia spotreba energie,
prirodzená farebná teplota,
zdroj „studeného svetla“ spôsobuje menej uvoľneného tepla (vhodné pre tepelne citlivé vzorky),
praktický kompaktný dizajn,
konštantná farebná teplota i pri nízkych úrovniach jasu.

KĽÚČOVÉ FAKTORY PRE VÝBER OSVETLENIA

Existuje niekoľko dôležitých faktorov, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere správneho typu osvetlenia pre vysoko kvalitné pozorovanie a zobrazovanie vzorky:
• Aký typ vzorky pozorujeme?
• Ktoré časti vzorky pozorujeme?
• Aké problémy sú so súčasným typom osvetlenia?
• Je nutné mať prístup k vzorke pri mikroskopickom pozorovaní, napr. manipulácia so skalpelom, pinzetou, spájkovačkou, alebo inými pomôckami?
Užívatelia si môžu vyskúšať viacej typov osvetlenia s cieľom nájsť optimálne osvetlenie, napr. pri dohodnutej demonštrácii rôznych osvetľovacích sústav s obchodným zástupcom firmy Leica Microsystems alebo autorizovaným predajcom, pred rozhodnutím, ktorú z nich kúpiť.
Osvetľovacie systémy rady Leica LED5000 sa používajú hlavne pre vysoko výkonné stereo-mikroskopy, napr. Leica M125, M165, M205. Systémy radu LED3000 sa používajú hlavne pre bežné stereo-mikroskopy, napr. Leica S4, S6, S8 APO, M50, M60, M80 [5]. Niektoré základné informácie o osvetlení radu Leica LED5000 a LED3000 sú uvedené nižšie.

PREHĽAD OSVETĽOVACÍCH SYSTÉMOV LED (LIGHT-EMITTING DIODE)

Obrázok 2 znázorňuje kruhové osvetlenie (RL), ktoré dáva jasné a rovnomerné osvetlenie vhodné pre mnoho typov vzoriek. Okrem toho sú k dispozícii difúzory a polarizačné sady. Tieto doplnky znižujú problémy oslnenia a zvýraznenia škvŕn.

Obr. 2 – Kruhové osvetlenie – Ring Light (RL)

Obrázok 3 znázorňuje koaxiálne osvetlenie (CXI), keď je svetelný lúč vedený cez optiku a odrazený od vzorky. Tento typ osvetlenia je najlepší pre hladké a reflexné vzorky. Je užitočné predovšetkým v prípade, keď majú byť posúdené jemné trhliny alebo kvalita povrchu.

Obr. 3 – Koaxiálne osvetlenie – Coaxial illumination (CXI)

Obrázok 4 znázorňuje blízke vertikálne osvetlenie (NVI) s LED diódami umiestnenými veľmi blízko optickej osy, a tak poskytuje osvetlenie takmer bez tieňov. Je praktické pre vzorky s priehlbinami a hlbokými dierami, alebo vzorky, ktoré vyžadujú dlhé pracovné vzdialenosti.

Obr. 4 – Blízke vertikálne osvetlenie – Near vertical illumination (NVI)

Obrázok 5 znázorňuje bodové osvetlenie (SLI) s pružnými labutími krkmi. Ponúka vysoký kontrast osvetlenia vhodný pre mnoho typov vzoriek.

Obr. 5 – Bodové osvetlenie – Spotlight illumination (SLI)

Obrázok 6 znázorňuje difúzne a vysoko difúzne (rozptýlené) osvetlenie (DI a HDI) určené pre vysoko reflexné vzorky, ktoré sa ťažko pozorujú vzhľadom k veľkosti spätne odrazeného svetla.

Obr. 6 – Difúzne a vysoko difúzne osvetlenie – Diffuse and highly diffuse illumination (DI a HDI)

Obrázok 7 znázorňuje multi-kontrastné osvetlenie (MCI) využívajúci kontrast osvetlenia z dvoch rôznych smerov a uhlov.

Obr. 7 – Multi-kontrastné osvetlenie – Multi-contrast illumination (MCI)

Obrázok 8 znázorňuje podsvietené osvetlenie (BLI), ktoré poskytuje osvetlenie transparentných vzoriek.

Obr. 8 – Podsvietené osvetlenie – Back light illumination (BLI)

VÝSLEDKY S LEICA LED5000 A LED3000 OSVETLENÍM

Príklady výsledných snímkov za použitie rôznych typov osvetlenia sú uvedené na obrázkoch 9–12. Snímky boli vytvorené s Leica M165 stereo-mikroskopom, Leica DFC495 digitálnou kamerou a osvetľovacím systémom radu LED3000 alebo LED5000.

Obr. 9 – Vľavo: kruhové osvetlenie (RL), vpravo: blízke vertikálne osvetlenie (NVI)

Obr. 10 – Vľavo: kruhové osvetlenie (RL), vpravo: koaxiálne osvetlenie (CXI)

Obr. 11 – Vľavo: kruhové osvetlenie (RL), vpravo: vysoko difúzne osvetlenie (HDI)

Obr. 12. Vľavo: CXI, stred: RL, vpravo: NVI

ZÁVER

Nalezenie najlepšieho osvetľovacieho systému pre pozorované vzorky stereo-mikroskopom nie je vždy jednoduché. Rady a odporúčania uvedené v tejto správe môžu pomôcť užívateľom pri výbere rôznych osvetľovacích sústav, ktoré dávajú najlepšie obrazové výsledky pri sledovaní stereo-mikroskopom a pri zázname obrazu.

Literatúra
[1] Nelson, L.: Sample Determines Lighting Techniques, Back to Basics Microscopy. R&D Magazine 43 (7): 49 (2001)
[2] Diez, D.: Metallography – an Introduction: How to Reveal Microstructural Features of Metals and Alloys. Science Lab
[3] Christian, U., and Jost, N.: Metallography with Color and Contrast:The Possibilities of Microstructural Contrasting. Science Lab
[4] Ockenga, W.: Polarization Contrast: An Introduction. ScienceLab
[5] Goeggel, D.: Factors to Consider When Selecting a StereoMicroscope. Science Lab