Каталог
Новости
О Компании
Помощь
Устройство для наблюдения методом фазового контраста ФК-4
Инструкция пользователя
Санкт-Петербург / ООО «БИОМЕД»
Содержание |
Благодарим за приобретение Фазово-контрастного устройства. В данном руководстве содержатся инструкции по установке и эксплуатации.
Перед использованием устройства прочтите важную информацию о мерах безопасности. Центр технической поддержки компании Биомед готов помочь вам. Здесь можно найти ответы на часто задаваемые вопросы, задать вопрос по электронной почте, получить обслуживание через Интернет или пообщаться непосредственно с представителем компании. Посетите сайт http://biomed.su.
Для заказа запчастей и дополнительного оборудования вы можете воспользоваться интернет магазином. http://optictrade.ru/
В связи с постоянным усовершенствованием в настоящем руководстве по эксплуатации могут быть не отражены частичные конструктивные изменения, не влияющие на качество работы и правила эксплуатации.
Устройство для наблюдения методом фазового контраста ФК-4 предназначается для исследования малоконтрастных объектов, невидимых в микроскопе при обычных условиях наблюдения; устройство может применяться на биологических микроскопах типа Биомед 4, Биомед 5, Биомед 6, в которых гильза для конденсора имеет посадочное отверстие диаметром 37 мм.
Примечание. Оптическая схема объективов скорректирована на бесконечность (толщина покровного стекла 0,17 мм)
Изображение в микроскопе возникает вследствие дифракционных явлений света. Препарат для микроскопирования рассматривается как решетка с регулярной структурой, например как чередующиеся темные и светлые линии, расположенные на одинаковом расстоянии одна от другой. В результате дифракции свет, проходя через такую решетку, идет не только по своему первоначальному направлению, но и отклоняется в других направлениях под определенными углами к первоначальному. Эти углы будут тем больше, чем тоньше структура препарата.
Схематический ход лучей показан на рис. 4.
Свет, исходящий из центра апертурной диафрагмы EP , проходит через конденсор K микроскопа, выходит из него параллельным пучком и падает на объект O, представляющий собой решетку. После этого свет идет в объектив по своему первоначально- му направлению и, кроме того, вследствие дифракции отклоняется в направлениях ± 1 и ± 2 или в других направлениях, как показано пунктирными линиями. Эти пучки лучей собираются в фокальной плоскости AP объектива, где образуется изображение апертурной диафрагмы конденсора. В точке O′ это изображение образовано лучами, прошедшими объект без отклонения, а в точках ± 1 - отклоненными лучами.
Таким образом, в фокальной плоскости объектива получается так называемый «дифракционный спектр».
Пучки лучей, идущие от дифракционного спектра, собираются в плоскости изображения O”, где вследствие их интерференции образуется изображение объекта O. Это изображение возникает только в том случае, если объектив пропускает хотя бы один первый дифракционный максимум, кроме нулевого максимума. Дифракционный спектр можно увидеть, если вынуть окуляр и смотреть в тубус микроскопа.
При этом в случае отсутствия препарата будет видна картина, изображенная на рис. 5, а при наличии препарата в виде решетки - картина, изображенная на рис.6.
Интенсивность центрального максимума значительно больше интенсивности боковых максимумов, которые будут тем меньше, чем выше номер максимума.
Центральный яркий максимум возникает от лучей, идущих без отклонения. Боковые максимумы возникают от лучей, отклоненных на границе между темными и светлыми штрихами решетки.
Распределение интенсивности в дифракционном спектре зависит от соотношения ширины светлых и темных линий, а также от их оптической плотности.
К фазовым препаратам относятся все неокрашеные неконтрастные препараты.
Фазовую решетку можно рассматривать как дифракционную решетку, которая состоит из чередующихся полос и щелей с одинаковым светопропусканием, но с различной оптической толщиной.
Фазовая решетка изображена на рис. 7. Такая решетка вызывает изменение фазы в свете, проходящем через щели, по отношению к свету, проходящему через выступы.
При прохождении света через фазовую решетку, как и в случае прохождения через ди- фракционную решетку, наблюдается дифракция света; в фокальной плоскости объектива образуется дифракционный спектр, который отличается от дифракционного спектра амплитудной решетки интенсивностью центрального максимума (он значительно ярче) и разностью фаз между нулевым и боковыми максимумами.
По дифракционной теории в плоскости изображения О"(рис. 1) образуется изображение, подобное объекту, а так как объект был взят неконтрастный (невидимый) , то и изображаться он будет в виде равномерно освещенного белого поля.
С помощью метода фазового контраста в плоскости изображения О- возможно получение контрастного изображения, в котором распределение интенсивности света будет соответствовать распределению разности фаз в объекте, и «невидимые» объекты станут видимыми.
Как показали теория и опыт, это вполне возможно.
Необходимо только; чтобы дифракционный спектр, даваемый фазовой решеткой, был подобен дифракционному спектру амплитудной решетки. Для этого нужно изменить на 90◦ разность фаз между нулевым и боковыми максимумами и понизить интенсивность нулевого максимума. Следовательно, в фокальной плоскости объектива надо поместить пластинку, которая бы перекрыла центральный максимум, уменьшила его интенсивность и изменила фазу на 90◦ .
Принцип действия поясняется на рис. 8. Здесь O1OO2 - объект, представляющий собой комбинацию щели O и выступов O1 и O2. Амплитуда колебания света изображена в виде вектора, длина которого определяет интенсивность света, а направление — фазу колебания. На объект падает пучок света с амплитудами A, A1 и A2, соответственно на щель и два соседних выступа. Если взят фазовый препарат, то интенсивность света, прошедшего через него, не изменяется, а следовательно, не изменяется и длина векторов A, A1 и A2.
Вектор A, пройдя через щель, не изменяет ни своей длинны, ни фазы; векторы A1 и A2, оставаясь неизменными по длине, изменяют свое направление, кaк показано на рисунке над выступом решетки.
Изменение направления векторов тем меньше, чем меньше разность хода в месте щели и выступа вследствие различной толщины объекта.
Векторы A1и A2 над выступом решетки можно разложить на две составляющие по правилу параллелограмма, выбрав направление и величину одного из них такими же, как и у вектора над щелью. Тогда вторая составляющая, незначительная по величине, будет иметь с первой угол, близкий к 90◦ и увеличивающийся по мере увеличения разности хода. На рисунке эти составляющие показаны векторами a1и a2.
Векторы A01, A02 и A, обозначенные в плоскости АР векторам,и A′1, A′2 и A′, будут участвовать в образовании нулевого, максимума, а векторыa1 и a2, обозначенные в той же плоскости векторами a′1 и a′2, — в образовании боковых мaксимумов +1 и -2.
В плоскости АР помещена фазовая пластинка FР, которая перекрывает нулевой максимум, уменьшает его интенсивность на 50% и изменяет фазу колебания на 90◦ .
Состояние света, образующего нулевой максимум, после прохождения через фазовую пластинку будет изображаться векторами A′′, A′′ и A′′,12 которые повернуты на 90◦ по отношению к векторам A′1, A′2, A′ и по величине меньше их в два раза.
Согласно дифракционной теории в плоскости O2′ , O2′ , O1′ образуется изображение объекта. В точку O′ приходит свет, образовавший нулевой максимум от щели с амплитудой A′′′, а в точки O2′ и O1′ -свет, образовавший нулевой максимум от выступа и боковые максимумы соответственно с амплитудами A′′ и a′ −A′′ и a′ . Эти векторы необходимо сложить по правилу параллелограмма, в результате чего получатся векторы A′′′ и A′′′. 12
Сравнивая их по величине с вектором A′′′, видим, что они меньше этого вектора, а это значит, что в плоскости O2′ ,O′, O1′ получится в различных местах различная интенсивность света: в точках O2′ И O1′ освещенность будет меньше, чем в точке O′, соответствующей более тонкой части препарата.
Таким образом, в поле зрения микроскопа будет видно изображение структуры решетки, в которой распределение интенсивности соответствует изменению фаз колебания.
Как было сказано, для получения контраста необходимо изменить раз- ность хода нулевого максимума, не изменяя разности хода боковых максимумов.
При использовании диафрагмы и фазовой пластинки в виде круга это не представляется возможным, так как нулевой и боковые максимумы перекрывают один другой, как это показано на рис. З. Поэтому диафрагма и фазовая пластинка выбираются в виде кольца; при такой форме диафрагмы и фазовой пластинки перекрытие получается минимальным и практического значения не имеет. На рис. 9 показано изображение, наблюдаемое в тубус микроскопа при использовании кольцевой диафрагмы конденсора и фазовой пластинки в виде кольца при отсутствии препарата, а на рис. 10 - при тех же условиях при наличии решетки.
Общий вид устройства для наблюдения методом фазового контраста (набор объективов рис. 1, конденсор рис. 2 и вспомогательный окуляр рис. 3).
Фазовые объективы. Объективы (рис. 1) для наблюдения методом фазового контраста отличаются от обычных ахроматических объективов только тем, что в плоскости зрачка выхода объектива нанесено фазовое кольцо, которое изменяет фазу нулевого максимума на 90◦ и уменьшает его интенсивность. Фазовое кольцо наносится на внутреннюю поверхность одной из склеенных линз, расположенной около выходного зрачка объектива. Если посмотреть на фазовый объектив со стороны резьбы, то на поверхности линзы можно увидеть темное кольцо, подобное изображенному на рис. 11.
На объективах нанесена гравировка «Ph», Пользоваться этими объективами при обычных исследованиях не рекомендуется, так как в этом случае они дают пониженное качество изображения вследствие наличия фазовой пластинки.
Фазовый конденсор с револьвером (рис. 2) для наблюдения методом фазового контраста по оптической схеме почти аналогичен обычному конденсору. Исключение составляют кольцевые диафрагмы, помещенные в фокальной плоскости фазового конденсора и применяются в соответствии с выбранным объективом.
Конденсор может быть использован для наблюдения обычным способом. Для этого под револьверным диском имеется ирисовая диафрагма, а в диске револьвера, кроме кольцевых диафрагм, - свободное отверстие для пропускания всего пучка света. Фазовый конденсор вставляется в конденсоро-держатель микроскопа и зажимается винтом обычным способом.
Смена кольцевых диафрагм, в зависимости от применяемого объектива, производится поворотом револьверного диска за накатанную часть до фиксации, причем в окне кожуха конденсора должна появиться цифра, соответствующая увеличению применяемого объектива или буква «О», соответствующая свободному отверстию.
Кольцевая диафрагма установлена свободно на густую смазку. Центровка кольцевой диафрагмы относительно фазовой пластинки объектива осуществляется за кольцо 1 Рис 3.
Рукоятка 2 предназначена для открывания ирисовой диафрагмы.
Вспомогательный окуляр рис. 3 применяется при центровке положения изображения кольцевой диафрагмы конденсора относительно фазового кольца объектива.
Вспомогательный микроскоп вставляется в тубус микроскопа на место окуляра и по выполнении центровки снова заменяется окуляром. Вспомогательный окуляр состоит из патрубка с объективом и патрубка с окуляром. Патрубок с окуляром вставляется в патрубок с объективом и может перемещаться в нем; патрубок с окулярам стопорится в любом положении винтом.
Для перехода к наблюдению обычным способом в светлом поле достаточно переключить револьвер конденсора на букву «O» (свободное отверстие). При этом следует помнить, что при работе в светлом поле фазовые объективы дают ухудшенное качество изображения.
| Внешние проявление неисправности | Вероятная причина | Способ устранения |
| Поле зрения неравномерно освещено, появляются темные пятна | Неправильно установлен конденсор – полевая диафрагма изображается не в плоскости объекта. Закрыта ирисовая диафрагма конденсора | Перемещая фазовый конденсор по высоте, добиться резкого изображения полевой диафрагмы в поле зрения объектива |
| После включения кольцевой диафрагмы поле зрения микроскопа становится темным | Закрыта ирисовая диафрагма конденсора | Полностью открыть диафрагму |
| Недостаточная контрастность изображения | Плохая центрировка кольцевой диафрагмы относительно фазового кольца объектива или включена не та диафрагма | Произвести заново центровку и проверить соответствие диафрагмы установленному объективу |
При получении устройства для наблюдения методом фазового контраста следует обратить внимание на сохранность упаковки и пломбы.
Устройство выпускается тщательно проверенным, и для обеспечения безотказной работы надо всегда содержать его в чистоте и предохранять от повреждений. Особое внимание следует обращать на чистоту оптических деталей, особенно объективов. Пыль с наружных оптических поверхностей устройства нужно смахивать беличьей кистью, а жировые налеты удалять мягкой тряпочкой или ватой смоченной чистым бензином или ксилолом.
Разбирать объективы для чистки самим нельзя; следует отправить их для этого в оптическую мастерскую. В нерабочее время принадлежности устройства рекомендуется Укладывать в футляр.