Стерео микроскоп

Стерео . , стереоскопический или рассекающий микроскоп представляет собой вариант оптического микроскопа, предназначенный для наблюдения образца с низким увеличением, обычно с использованием света, отражаемого от поверхности объекта, а не передаваемого через него Инструмент использует два отдельных оптических путей с двумя целями и окучками, чтобы обеспечить немного разные углы просмотра левым и правым глазам. Такое расположение дает трехмерную визуализацию исследуемой выборки. ^{[ 1 ]} Стереомикроскопия перекрывает макрофотографию для записи и изучения твердых образцов со сложной поверхностной топографией , где для анализа деталей необходим трехмерный вид.

Стерео-микроскоп часто используется для изучения поверхностей твердых образцов или для выполнения тесной работы, такой как диссекция , микрохирургия , производство часовых часов , проходов производство или осмотр , а также поверхности переломов , как в фрактографии и судебной технике . Таким образом, они широко используются в производственной промышленности для производства , проверки и контроля качества . Стерео микроскопы являются важными инструментами в энтомологии .

Стерео -микроскоп не следует путать с составным микроскопом, оснащенным двойными окучками и биноверистом . В таком микроскопе оба глаза видят одно и то же изображение, с двумя окучками, которые служат, чтобы обеспечить больший комфорт просмотра. Однако изображение в таком микроскопе ничем не отличается от изображения, полученного с помощью одного монокулярного окуляра.

История

Первый оптически возможный стереомикроскоп был изобретен в 1892 году и стал коммерчески доступным в 1896 году, созданный Zeiss AG в Йене, Германия. ^{[ 2 ]}

Американский зоолог Горацио Солтонстолл Гриноу вырос в элите Бостона, штат Массачусетс, сын знаменитого скульптора Горацио Гриноу . Без давления в том, чтобы зарабатывать на жизнь, он вместо этого продолжил карьеру в науке и переехал во Францию. В морской обсерватории в Конкарно на побережье Бреттон, во главе с бывшим директором Национальной натуральной натурали -музея , Жоржа Пуршет , на него повлияли новые научные идеалы дня, а именно эксперименты. В то время как рассечение мертвых и подготовленных образцов было основной проблемой для зоологов, анатомистов и морфологов, во время пребывания Гринау в конкарновой интересах было возрождено экспериментирование на живых и развивающихся организмах. Таким образом, ученые могли изучать эмбриональное развитие в действии, а не как серия окаменелых двухмерных образцов. Чтобы получить изображения, которые отдают должное трехмерному и относительному размеру развивающихся беспозвоночных морских эмбрионов, потребовался новый микроскоп. В то время как были попытки построить стереомикроскопы раньше, например, по Черубин д'Орлеан и Питер Хартинг , ни один из них не был оптически сложным. Кроме того, вплоть до 1880 -х годов ни одному ученому не нужен микроскоп с таким низким разрешением.

Гриноу принял меры и под влиянием его коллеги -коллеги Лорана Чабри построить сложные механизмы, чтобы повернуть и манипулировать живым эмбрионом, задуманным его собственным инструментом. Опираясь на недавнее открытие бинокляра как причины восприятия глубины Чарльзом Уитстоуном , Гриноу разработал свой инструмент с явлением стереопсиса. ^{[ 2 ]}

Различия от нормальных оптических микроскопов

В отличие от составного светового микроскопа , освещение в стерео микроскопе чаще всего использует отраженное освещение, а не передаваемое (диаскапическое) освещение, то есть свет, отражаемый от поверхности объекта, а не света, передаваемого через объект. Использование отраженного света из объекта позволяет изучать образцы, которые были бы слишком толстыми или иным образом непрозрачным для составной микроскопии. Некоторые стерео микроскопы также способны к передаче светового освещения, как правило, имея лампочку или зеркало под прозрачной стадией под объектом, хотя, в отличие от составного микроскопа, передаваемое освещение не фокусируется через конденсатор в большинстве систем. ^{[ 3 ]} Стереоскопы со специально оборудованными иллюминаторами могут использоваться для микроскопии темного поля , используя либо отраженный, либо переданный свет. ^{[ 4 ]}

Ученый, использующий стерео микроскоп, оснащенный цифровым визуализацией и волокнистым освещением

Отличное рабочее расстояние и глубина поле являются важными качествами для этого типа микроскопа. Оба качества обратно коррелируют с разрешением: чем выше разрешение ( то есть , тем больше расстояние, на котором две соседние точки можно различить как отдельные), тем меньше глубина поле и рабочее расстояние. Некоторые стерео микроскопы могут обеспечить полезное увеличение до 100 ×, сравнимое с 10 -кратным объективным и 10 -кратным окуляром в нормальном составном микроскопе, хотя увеличение часто намного ниже. Это примерно на одну десятую от полезного разрешения нормального составного оптического микроскопа.

Большое рабочее расстояние при низком увеличении полезно при изучении больших твердых объектов, таких как поверхности перелома, особенно с использованием волоконно-оптического освещения, как обсуждалось ниже. Такими образцами также можно легко манипулировать, чтобы определить интересующие точки.

Увеличение

В стерео микроскопах существует два основных типа систем увеличения. Одним из типов является фиксированное увеличение, при котором первичное увеличение достигается парным набором объективных линз с определенной степенью увеличения. Другим является увеличение увеличения или панкратического увеличения, которые способны непрерывно переменной степени увеличения в установленном диапазоне. Системы масштабирования могут достичь дальнейшего увеличения благодаря использованию вспомогательных целей, которые увеличивают общее увеличение с помощью установленного коэффициента. Кроме того, общее увеличение как в фиксированных, так и в системах масштабирования может варьироваться при изменении окула. ^{[ 1 ]}

Промежуточный между системами фиксированного увеличения и увеличения масштабирования - это система, приписываемая Галилею как « Галилийская оптическая система»; Здесь расположение выпуклых линз с фиксированным фокусом используется для обеспечения фиксированного увеличения, но с решающим различием, что те же оптические компоненты в одном и том же интервале, если физически инвертируются, приведут к другому, хотя и все еще фиксированному увеличению. Это позволяет одному набору линз обеспечивать два разных увеличения; два набора линз, чтобы обеспечить четыре увеличения на одной башне; Три набора линз обеспечивают шесть увеличений и все еще будут вписаться в одну башню. Практический опыт показывает, что такие галилийские оптические системы столь же полезны, как и значительно более дорогостоящая система масштабирования, с преимуществом знания увеличения, используемого в качестве установленного значения без необходимости считывать аналоговые шкалы. (В отдаленных местах надежность систем также является нетривиальным преимуществом.)

Освещение

Небольшие образцы обязательно требуют интенсивного освещения, особенно при высоких увеличениях, и это обычно обеспечивается источником волокон-оптического света. Волокновая оптика использует галогенные лампы , которые обеспечивают высокую световую выброс для данного входа питания. Лампы достаточно маленькие, чтобы их легко установить вблизи микроскопа, хотя им часто нужно охлаждение, чтобы улучшить высокие температуры от луковицы. Волокно-оптический стебель дает оператору большую свободу при выборе подходящих условий освещения для выборки. Стебель заключен в оболочку, которую легко перемещаться и манипулировать в любом желаемом положении. Стебель обычно ненавязчив, когда освещенный конец находится рядом с образцом, поэтому обычно не мешает изображению в микроскопе. Изучение поверхностей разрушения часто требует косого освещения, чтобы выделить особенности поверхности во время фрактографии , а волокно-оптические огни идеально подходят для этой цели. Несколько таких световых стеблей могут быть использованы для того же образца, что еще больше увеличивает освещение.

Более поздние разработки в освещении для рассекающих микроскопов включают использование высокоэффективных светодиодов , которые гораздо более энергоэффективны, чем галогены, и способны производить спектр цветов света, что делает их полезными для анализа флуорофора биологических образцов (невозможно с Источник света галогена или ртути).

Цифровой дисплей

Видеокамеры интегрированы в некоторые стерео микроскопы, что позволяет отображать увеличенные изображения на мониторе высокого разрешения. Большой дисплей помогает уменьшить усталость глаз, что может быть результатом использования обычного микроскопа в течение длительных периодов.

В некоторых подразделениях встроенный компьютер преобразует изображения из двух камер (одна на окуляр) в трехмерное анаглифное изображение для просмотра с помощью красных/голубых очков или к перекрестному процессу. ^{[ объяснить ]} Для прозрачных очков и улучшенной точности цвета. Результаты можно просматривать группу в очках. Более того, 2D -изображение отображается из одной камеры, прикрепленной к одной из окула.

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Введение в стереомикроскопию» Пол Э. Нотнагл, Уильям Чамберс и Майкл В. Дэвидсон , Никон Микроскопиу .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Саймон-Стикли, Анна (2019). «Образ и воображение. Стереомикроскоп на пороге современной биологии» . NTM Журнал истории науки, технологий и медицины . 27 (2): 109–144. doi : 10.1007/s00048-019-00211-0 . PMID 31062033 . S2CID 146809758 .
^ «Освещение для стереомикроскопии: отраженный (епископский) свет» Пола Э. Нотнагла, Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла В. Дэвидсона, Никона Микроскопиу .
^ «Освещение для стереомикроскопии: освещение Темного проведения» Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла В. Дэвидсона, Никон Микроскопиу .

[nikonstereo1-1] Jump up to: ^а ^{беременный} «Введение в стереомикроскопию» Пол Э. Нотнагл, Уильям Чамберс и Майкл В. Дэвидсон , Никон Микроскопиу .

[AutoOM-1-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Саймон-Стикли, Анна (2019). «Образ и воображение. Стереомикроскоп на пороге современной биологии» . NTM Журнал истории науки, технологий и медицины . 27 (2): 109–144. doi : 10.1007/s00048-019-00211-0 . PMID 31062033 . S2CID 146809758 .

[nikonstereo2-3] «Освещение для стереомикроскопии: отраженный (епископский) свет» Пола Э. Нотнагла, Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла В. Дэвидсона, Никона Микроскопиу .

[nikonstereo3-4] «Освещение для стереомикроскопии: освещение Темного проведения» Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла В. Дэвидсона, Никон Микроскопиу .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]