显微镜检测需要什么样的照明?
工业制造和生产、流程工艺、质量控制和保证(QC/QA)、故障分析(FA)或研发(R&D)的零部件检查通常需要借助显微镜完成。所用显微镜的性能对于检测效率有着巨大影响。
如何选择有助于帮助使用显微镜检测的用户获取最佳图像结果的照明,取决于此类零部件的类型以及必须显示的感兴趣细节[1-4]。
本文可以为需要使用显微镜检测的用户提供实用的建议,帮助他们为零件或组件观察选择最佳照明或照明系统。以下信息可以帮助用户选择适合显微分析的照明。
什么类型的显微镜光源最合适显微分析?
10 到 20 多年前,卤素灯[5]是显微镜检测最常用的照明类型。不过,也是从那时候起,LED(发光二极管)灯[6、7]越来越多用于显微镜照明。
LED 照明的优点
相比卤素灯,LED 显微镜照明技术可以为显微镜成像提供多项优点。具体包括:
- 更长的使用寿命(25,000 到 50,000 小时)
- 更低的功耗
- 色温自然
- 即使在低亮度状况下也能保持恒定色温
- 更低的发热(作为冷光源,用于对温度敏感的样品)
- 更为实用且紧凑的设计
为什么显微镜照明在显微分析过程中极为重要?
如果需要选择合适的照明类型以便对部件或零件进行高质量的显微观察和成像,需要考虑哪些关键因素:
- 待观察的样品类型(组件、零件等);
- 需要分析的样品特征(发光或透明区域、孔洞、划痕、表面结构等);
- 当前采用的照明类型很难用于某些特定应用(显微分析、FA、R&D 等);
- 在显微镜观察过程中需要接触样品,例如,使用镊子、烙铁或其他需要在样品和物镜之间保持足够工作距离的工具[8、9]。
使用显微镜进行检测的用户可以必须尝试多种照明类型才能找到最佳照明[10、11]。
选择合适的 LED 显微镜照明
LED 照明解决方案描述如下。包括 LED3000 和 LED5000 系统,主要用于立体[9]或数码显微镜[12],通常用于进行显微分析。需要用到它们的其他应用示例包括故障分析(FA)和研发(R&D)。LED3000 和 LED5000 照明系统的一些基本信息如表 1 所示。
LED3000 和 LED5000 显微镜照明解决方案概述
徕卡 LED5000 和 和 LED3000 的照明效果
不同样品的示例图如下所示。这些图像由配备 Flexacam C3 显微镜相机和 LED3000 或LED5000 照明系统的徕卡体视显微镜(M60 或 M125)记录。所用照明类型为环形灯(RL)[带漫射器或偏振器]、近垂直(NVI)、同轴(CXI)、聚光灯(SLI)、多重对比(MCI)和漫射(DI)或高度漫射(HDI)照明。
参考样品:硬币
图 1 显示了使用各种 LED 照明获得的金属硬币图像。硬币图像清晰展示出不同对比度带来的差异。
References
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- S. Sirek, R. Kane, The Tungsten Halogen Lamp, Ch. 4 in Revolution in Lamps: A Chronicle of 50 Years of Progress, 2nd Ed., R. Kane, H. Sell, Eds. (River Publishers, 2020, New York) DOI: 10.1201/9781003150985.
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