Кондензатори и техните видове
Кондензаторът е един от основните елементи, които осигуряват работата на микроскопа при различни методи на осветяване и контраст:
Класификацията на кондензаторите е близка по групи характеристики до лещите:
Кондензаторитепо качество на изображението и вида на оптичната корекция се разделят на неахроматични, ахроматични, апланатични и ахроматично-апланатични; По апертура кондензаторите се разделят на кондензатори с малка числова апертура (до 0,30), средна числова апертура (до 0,75), голяма числова апертура (над 0,75); кондензатори с конвенционални, дълги и много дълги работни разстояния; конвенционални и специални кондензатори за различни методи на изследване и контрастиране; Конструкцията на кондензатора е единична, с шарнирен елемент (фронтален компонент или леща с голямо поле), със завинтен челен елемент.
Кондензатор Abbe
Кондензаторът на Abbe е кондензатор, който не е коригиран за качество на изображението, състоящ се от 2 неахроматични лещи: едната е двойно изпъкнала, другата е плоско изпъкнала, обърната към обекта на наблюдение (плоската страна на тази леща е насочена нагоре). Апертура на кондензатора, A= 1.20. Има ирисова диафрагма.
В лабораторната серия микроскопи Olympus се нарича CH3-CD, в клиничната серия BX3 - U-AC, U-SC3
Ахроматичен кондензатор
Следващото ниво на корекция на кондензатора е разделено на апланатични и ахроматични кондензатори, които коригират само сферични (апланатни) или хроматични (ахроматични) оптични аберации. Типични примери за тези кондензатори са показани на фигурите по-долу (ахроматични) и фигура 4 (апланатични, ахроматични). Ахроматичните кондензатори обикновено съдържат три до четири оптични елемента (лещи) и се коригиратдве дължини на вълната (червена и синя) за хроматична аберация.
Диаграма на апланатичен кондензатор
Апланатичен кондензатор
Апланатичен кондензатор - кондензатор, състоящ се от три лещи, подредени по следния начин: горната леща е плоско-изпъкнала (плоската страна е насочена към обектива), последвана от вдлъбнато-изпъкнали и двойно изпъкнали лещи. Коригиран за сферична аберация и кома. Апертура на кондензатора, A = 1,40. Има ирисова диафрагма.
Диаграма на апланатичен кондензатор
Ахроматичен кондензатор Aplanat
Ахроматичен кондензатор Aplanat - Кондензатор, който е напълно коригиран за хроматична и сферична аберация.
Най-високото ниво на корекция за оптична аберация се прилага в апланатните ахроматични кондензатори. Тези кондензатори имат корекция и за двете (хроматични и сферични) аберации и са най-добрият избор за микрофотографии с естествено възпроизвеждане на цветовете. Типичен апланатично-ахроматичен кондензатор на фигурата по-долу (числова апертура = 1,35). Този кондензатор има осем вътрешни лещи, състоящи се от два дублета и четири отделни лещи.
Olympus произвежда кондензатори с апланатична и ахроматична корекция (aplanat-achromat condenser) U-AAC.
Диаграма на апланатно-ахроматичен кондензатор
Когато преминавате към обектив с по-голямо увеличение, като например 10x до 20x, ограничителят на апертурата на кондензатора също трябва да се настрои, за да осигури нов светлинен конус, който съответства на числовата апертура на използвания обектив. Това става чрез завъртане на жлебовете върху скалата на апертурата на кондензатора. За по-лесна работа, кондензаторът има малка стрелка или индекс, който показва размера на блендата в сравнение с линейна градация.върху тялото на кондензатора. Моторизираните микроскопи като BX63 имат синхронизация, която автоматично настройва апертурата на кондензатора към апертурата на използвания обектив. Например, ако микроскопистът избере 10X обектив от 0,25 NA, тогава апертурата на кондензатора ще бъде променена на 0,18-0,20 (около 80 процента от обектива NA), за да се осигури възможно най-доброто качество на изображението.
Често е непрактично да се използва един кондензатор с цял диапазон от увеличения (от 2x до 100x) поради широкия диапазон от светлинни конуси, които трябва да бъдат оформени, за да съответстват на числовите апертури на всеки обектив. За обектив с ниско увеличение (2X до 5X), конусът на осветяване ще бъде 6-10 mm в диаметър, докато обектив с увеличение от 60X до 100X се нуждае от силно фокусиран светлинен конус с около 0,2-0,4 mm в диаметър. С фиксирано фокусно разстояние на кондензатор е доста трудно да се постигне този широк диапазон от осветителни конуси с един кондензатор.
Прибиращ се горен кондензатор на лещите.
На практика този проблем може да бъде решен по няколко начина. За малки увеличения (под 10x) можете да развиете горната леща на кондензатора, за да запълните зрителното поле, но има по-добри решения.
Olympus произвежда кондензатори с прибираща се горна леща, която позволява работа както при малки увеличения, така и при големи увеличения, където се изисква потапяне. Когато кондензаторът се използва с прибран обектив, ирисовата диафрагма на апертурата е напълно отворена и полевата диафрагма се вижда в задната фокална равнина на обектива, като служи като диафрагма на апертурата чрез регулиране на контраста. Кондензаторите с подвижни лещи се произвеждат в различни конфигурации с числови апертури, вариращи от 0,65 до 1,35. Тези кондензатори, които иматчислата на f-stop от 0,95 или по-малко са предназначени за използване със сухи лещи. Кондензаторите, които имат числова апертура, по-голяма от 0,95, са предназначени за използване с цел потапяне в масло и трябва да имат капка масло, поставена между долната част на предметното стъкло на микроскопа и горния кондензатор на лещите, когато изследват сложни образци.
Въртящ се кондензатор
Olympus за микроскопи BX43, BX53, BX63 произвежда кондензатори със сгъваема горна леща (завъртащ се кондензатор) U-SC3.
Бялото контрастно покритие е необходимо за по-удобно инсталиране на пробата за по-нататъшно изследване.
В допълнение към кондензаторите за светло поле, които се използват за работа в светло поле, са разработени специализирани модели кондензатори за контрастни методи, както е показано в таблицата по-долу:
Използването на кондензатори за различни методи за наблюдение
Тип кондензатор
Светло поле
Тъмно поле
Фазов контраст
DIC/DIC
Поляризация
Achromat Aplanath N.A. 1.3
⋅[10x
Ахромат с повдигаща се горна лещаN.A. 0,90
⋅[4x
Кондензатор за малки увеличения N.A. 0,20
⋅[1x
Аббе фазов контрастен кондензаторN.A. 1.25
[с бленда до N.A. 0,65]
Фазов контрастен кондензатор AchromatN.A. 0.85
⋅[с бленда до N.A. 0,70]
⋅[4x
Универсален ахромат-апланатен кондензаторDIC
(ръчно или моторизирано)
⋅[сбленда до N.A. 0,70]
⋅[10x, 100x]
⋅[20x, 40x, 100x]
Тъмно поле, сухо N.A. 0.80
⋅[4x
Darkfield, Immersion N.A. 1.20
⋅[4x
Поляризационен кондензатор без вътрешни оптични напреженияN.A. 0,90
⋅[4x
От горната таблица става ясно, че за контрастните методи са необходими специални кондензатори. Ще говорим за тях по-нататък.
Кондензатор за тъмно поле
Кондензаторът на тъмно поле е кондензатор, предназначен да създава ефект на тъмно поле. Той може да бъде специален (сух или потапящ) или преобразуван от конвенционален кондензатор за светло поле (Olympus CX41 има тази опция) чрез инсталиране на вложка за тъмно поле в равнината на ирисовата диафрагма на кондензатора.
Илюстрацията показва CX-DCD кондензатор за тъмно поле, използван в микроскопа за тъмно поле Olympus CX41 за тестване на лептоспироза.
При работа по метода на тъмното поле препаратът се осветява с кух светлинен конус, чиято апертура е по-голяма от апертурата на обектива, така че входната зеница на микрообектива е в областта на геометричната сянка и светлината, преминала без пречупване, не навлиза в обектива. При оптичната микроскопия с тъмно поле нередностите в пробата разсейват светлината и тази разсеяна светлина формира изображение на изследваната проба.
Едно от изпълненията на кондензатора с тъмно поле е модификацията на кондензатора на Abbe с вложка за тъмно поле. Той блокира директната светлина, като пропуска само странична светлина. В същото време можете да работите в тъмно поле с обективи, които имат апертура не повече от 0,65, както и обективи с вградена ирисова диафрагма, коятопроменя апертурата си.
Кондензаторите CX-DCD и Abbe с вложка, за разлика от съветските си предшественици, не изискват потапяне, което повишава надеждността и лекотата на използване.
Кондензатор на Abbe с тъмно поле, използван в Olympus CX41
Кондензатор с потапяне във вода с тъмно поле
„Сухият“ кондензатор не винаги е достатъчен за работа, поради което в изследователските микроскопи, например Olympus BX43, се използват специализирани такива за потапяне във вода и масло. Кондензаторите за водно потапяне се използват например в електрофизиологията.
Вложки за фазов контраст за кондензатор Abbe
Комплектът PH1 (PH2, PH3) се състои от фазова вложка в кондензатора за светло поле Abbe CX-PH1 и фазов контрастен обектив Plan Achromat C 10x (или друг, съответстващ на вложката).
Комплектът може да се използва с микроскопиOlympus CX41 иOlympus CX31(със смяна на кондензатор).
Според изискванията на СЗО за анализ на сперма, анализът на подвижността на сперматозоидите е задължителен. Нативният препарат се изследва в камера Брокер във фазов контраст при увеличение 10x или 20x. Именно тази реализация се използва в системата за анализ на сперматозоиди (анализатор на сперматозоиди), базирана на Olympus CX41.
Тъй като кондензаторните вложки са по-малко удобни за работа, са разработени специални кондензатори с вградени вложки. Например кондензаторът Zernike.
Кондензатор Zernike
Кондензаторът на Zernike съчетава светло поле, тъмно поле и фазов контраст. Удобен револвер ви позволява да изберете желаната вложка за прилагане на желания метод за микроскопия.
Кондензаторът е лесен за работа, тъй като всички настройки се извършват при първоначалната му инсталация от сервизен инженер.
Кондензаторшироко използвани в медицината и научните изследвания. Едно от приложенията е анализът на спермата.
Маркиране на кондензатори
Маркировката върху тялото на кондензатора включва неговия тип (ахроматичен, апланатичен и т.н.), цифрова апертура, градуирана скала на апертурата, която показва приблизителната настройка (размер) на ограничителя на апертурата. Кондензаторите с числова апертура, по-голяма от 0,95, работят най-добре с капка масло, нанесена върху горната им леща и в контакт с долната повърхност на препарата. Това гарантира, че наклонените светлинни лъчи, излизащи от кондензатора, не се отразяват от препарата, а се насочват към него. На практика това може да бъде досадно и обикновено не се прави при конвенционална (рутинна) микроскопия, но е много важно, когато се работи с високи разделителни способности и за точна микрофотография, използваща обективи с висока разделителна способност (и цифрова апертура).
Друг важен фактор едебелината на предметното стъкло на препарата, която е критична за правилната работа на кондензатора (сравнима с дебелината на покривното стъкло за обектива). Повечето производители предлагат стъкла с дебелини от 0,95 до 1,20 мм, като най-често срещаните са много близки до 1,0 мм. Предметно стъкло с дебелина 1,20 mm е твърде дебело за използване с кондензатори с голяма апертура, които обикновено имат много къси работни разстояния. Въпреки че това не е много важно за рутинно изследване на препарати, микроснимките от дебели стъкла са размити и няма да имат точни измервания.Училището по микроскопия препоръчва използването на предметни стъкла за микроскопияс дебелина 1,0±0,05 mm. Желателно е слайдовете също да бъдат почистени преди употреба, за да се елиминират артефактите на изображението.