目前光學顯微鏡有以下幾種分類方法:
(1) 按使用目的可分為測量顯微鏡和觀察顯微鏡;
(2) 按圖像是否有立體感可分為立體視覺和非立體視覺顯微鏡;
(3) 按觀察對象可分為生物和金相顯微鏡等;
(4) 按光學原理可分為偏光、相襯和微分干涉相襯顯微鏡等;
(5) 按光源類型可分為普通光、熒光以及激光掃描顯微鏡等;
(6) 按接收器類型可分為目視、照相攝影和視頻顯微鏡等。
以上的光學顯微鏡常用的有測量顯微鏡、工具顯微鏡、生物顯微鏡、體視顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、熒光顯微鏡以及共聚焦金相顯微鏡等,其簡介如下:
(1) 測量顯微鏡。是光學計量儀器的一種,它的結構簡單,操作方便,適用范圍極 廣。可用于測定長度、測定角度、用作觀察顯微鏡等。
(2) 工具顯微鏡。是機器制造工廠、科學研究機關及高等院校的計量部門廣泛使用的 一種多性能計量儀器。
(3) 生物顯微鏡。適用于醫療衛生機構、實驗室、研究所及高等學校等單位作生物 學、病理學、細菌學觀察、教學和專業研究、臨床實驗及常規醫療檢驗之用。
(4) 體視顯微鏡。觀察物體時能產生三維空間像,立體感強,成像清晰而寬闊,具有 較長的工作距離。可作教學示范工具,生物解剖觀察分析工具,還可作電子工業和精密機 械工業零件裝配和檢驗。公安、消防、考古等行業檢驗和農業上的種子檢查等也廣泛使用 本儀器。
(5) 金相顯微鏡。它是基于光線在均勻介質中作直線傳播,并在兩種不同介質的分解 面上發生折射或反射等現象構成的,根據材料表面上不同組織組成物的光射特性,在可見 光范圍內對這些組織組成物進行光學研究并定性和定量描述的顯微鏡。用以鑒別和分析各 種金屬及合金的組織結構,應用于工廠或實驗室進行鑄件質量鑒定,原材料的檢驗或對材 料處理后金相組織的研究分析等工作。
(6) 偏光顯微鏡。是地質、礦產、冶金等部門和相關高等院校最常用的專業實驗儀 器。許多行業,如化工的化學纖維、半導體工業以及藥品檢驗等,廣泛使用偏光顯微鏡。
(7) 熒光顯微鏡。用紫外光激發熒光來進行觀察的顯微鏡。某些標本在可見光中覺察 不到結構細節,但經過染色處理,以紫外光照射時可因熒光作用而發射可見光,形成可見 的圖像。廣泛用于生物學、細胞學、腫瘤學、遺傳學、免疫學等研究工作,在學校實驗室 可供教學之用。
(8) 相襯顯微鏡和微分干涉相襯顯微鏡。利用相位差和干涉原理來提高觀察效果的顯 微鏡。針對透明樣本因光暈而難以被觀測到細微結構的問題開發設計。相襯法和微分干涉 相襯法利用干涉效應把通常情況下人眼不可見的光程差轉換成可見的亮暗差,形成可見的 結構對比圖像。廣泛應用于生物學、細菌學、組織學、藥物化學等研究工作。
(9) 視頻顯微鏡和數碼顯微鏡。以電視攝像靶或光電耦合器作為接收元件的顯微鏡。 將放大后的圖像導入到電視機或計算機,在顯示屏上顯示出來進行觀察分析。這類顯微鏡 的主要優點是與計算機聯用后便于實現檢測和信息處理的自動化,應用于需要進行大量繁 瑣的檢測工作的場合。
(10) 激光共聚焦顯微鏡。在掃描顯微鏡中依靠縮小視場來保證物鏡達到最高的分辨 率,同時用光學或機械掃描的方法使成像光束相對于物面在較大視場范圍內進行掃描,并 用信息處理技術來獲得合成的大面積圖像信息。這類顯微鏡適用于需要高分辨率的大視場 圖像的觀測。
激光共聚焦顯微鏡較光學顯微鏡的優勢:
(1) 激光共聚焦顯微鏡的圖像是以電信號的形式記錄下來的,所以可以采用各種模擬 的和數字的電子技術進行圖像處理。
(2) 激光共聚焦顯微鏡利用共聚焦系統有效地排除焦點以外的光信號干擾,提高了分 辨率,顯著改善了視野的廣度和深度,使無損傷的光學切片成為可能,達到了三維空間的 定位。
(3) 由于激光共聚焦顯微鏡能隨時采集和記錄檢測信號,為生命科學開拓了一條觀察 活細胞結構及特定分子、離子生物學變化的新途徑。
(4) 激光共聚焦顯微鏡除具有成像功能外,還有圖像處理功能和細胞生物學功能,圖 像處理功能包括光學切片、三維圖像重建、細胞物理和生物學測定、熒光定量、定位分析 以及離子的實時定量測定。細胞生物學功能包括黏附細胞的分選、激光細胞纖維外科先進 技術、熒光漂白后恢復技術等。
顯微鏡作為一種工具在各類學科的研究方面已得到了極大的應用。在生物醫學上主要 用生物顯微鏡,在材料學上主要用金相顯微鏡,二者的顯微鏡技術不同點主要是光線投射 到標本上的方式不一樣。典型的生物醫學顯微術是將很薄的標本經制備后用光透過該標 本,用物鏡進行調焦后投射到目鏡。而觀察材料或集成電路的表面時,光線從物鏡出來再 由標本的表面反射到顯微鏡的物鏡。例如半導體工業就需要用顯微鏡來觀察新的高技術材 料及集成電路的表面特征,顯微術也是法學上的一個重要工具,可用來檢查毛發、纖維、 織物、血漬子彈及其他有關的犯罪項目。現代先進的熒光染色技術及單克隆抗體技術、熒 光顯微術在生物醫學及細胞生物學上的應用預期將發生爆炸性的增長。
利用光學金相顯微鏡可觀察、分析金屬材料的微觀組織及缺陷,研究材料中存在的相 的形貌、晶粒大小,以及這些相和非金屬夾雜物(氧化物、硫化物等)在組織中數量分布 情況等,根據材料的組織結構與其成分之間的關系,可以確定各類材料經不同加工工藝處 理后的微觀組織,并判別材料的性能及質量的優劣等。因此,光學金相顯微鏡在金屬材料 的宏觀和微觀檢驗中發揮著重要的作用,因其具有直觀、便捷等特點在金相組織鑒別和缺 陷分析中成為最基本、最重要、應用最廣泛的研究方法之一,并已成為一門成熟的科學。
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