奧林巴斯顯微鏡：反射暗場照明

*有效的方法來改善對比度的反射光顯微鏡是利用暗場照明。在反射暗視野顯微鏡，一個(gè)不透明的阻斷圓盤的路徑行進(jìn)的光通過垂直照明器，以便只提供周邊的光線到達(dá)偏轉(zhuǎn)反射鏡被放置在。這些光線由反射鏡反射，并通過一個(gè)中空的軸環(huán)周圍的物鏡，以高度傾斜的角度照射試樣。

在圖1中示出一個(gè)典型的反射光顯微鏡垂直照明器的剖開圖。所述照射器是水平方向的，90度到桌面的顯微鏡和并行于光軸的方向，與上述燈殼體連接到所述照射器的背面。粗，細(xì)調(diào)節(jié)旋鈕階段或大或小的增量分別提高或降低帶來的標(biāo)本成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。試樣的頂表面直立在載物臺(tái)上面對的物鏡，這一直到顯微鏡的光軸旋轉(zhuǎn)。

許多現(xiàn)代的反射光照明被描述為“*”的照明，因?yàn)橛幸恍╊~外的配件，很少或根本沒有拆除，顯微鏡可以很容易地反射光從一種模式切換到另一個(gè)。它甚至可以滑動(dòng)的反射路徑，以便執(zhí)行透射光觀察。這種普遍的照明裝置可包括部分反射平面玻璃表面（有時(shí)也簡稱為半透半反鏡）明場，和/或完全鍍銀的反射面與位于中心的一個(gè)橢圓形的，清晰的開口，用于暗視野觀察。

在面對光沿垂直照明，同時(shí)，在顯微鏡的光軸成45度角以45度角傾斜時(shí)，這些反射裝置（容納在反射鏡塊或立方體）。各自的反射鏡都直接向下的光以90度角朝向試樣，也允許向上行進(jìn)的反射光通過觀察鏡筒和目鏡觀察。*佳設(shè)計(jì)的垂直照明包括收集和控制光孔徑光闌和預(yù)聚焦，定心領(lǐng)域虹膜式光圈允許理想的科勒照明的聚光透鏡。固定到后端的垂直照明燈是一個(gè)包含燈泡，通常是一個(gè)高性能的鎢鹵燈的燈管外殼。對于非常微弱的暗場樣本，燈箱可替換當(dāng)中含有汞燃燒器。燃燒器的燈可能會(huì)進(jìn)入顯微鏡的立場，或（在簡單的模型）的電子通過外部變壓器供電。

內(nèi)的垂直照明燈，一個(gè)50或100瓦的低壓高強(qiáng)度的鎢鹵燈所發(fā)出的光通過聚光透鏡，然后通過孔徑和視場光闌，的暗場鏡塊的開口之前，表現(xiàn)不透光的光闌對所述照射器的上面的前部上方的物鏡。只允許光通過的中空圓筒入鏡塊，如下面的圖2中示出的光束的中心部分的不透光的光闌塊。該字段和光圈隔膜被打開到其*大位置，以避免阻塞外圍光線的光從源。

被反射的光進(jìn)入反射鏡塊的塊內(nèi)的管內(nèi)定位一個(gè)特殊的反射鏡。這面鏡子的方向在45度角的入射光束，有一個(gè)橢圓形開口，一個(gè)完全鍍銀的前表面反射鏡所包圍。外圍光線從該橢圓反射鏡反射的光向下偏轉(zhuǎn)，在垂直照明器的底部排出。在氣缸的光，然后通過物鏡轉(zhuǎn)換器傳遞到專門建造的新，BF / DF，或BD的物鏡（圖3）被稱為物鏡之前，根據(jù)制造商的指定。這些物鏡通常被設(shè)計(jì)缺乏蓋玻片的標(biāo)本上使用所需的光學(xué)校正。

光從暗場鏡塊沿著360度的中空室周圍的位于中心位置的專門建造的BD透鏡元件的反射光的物鏡，如在圖3中示出。此光沖著將試樣從每一個(gè)在傾斜射線的方位角，以形成中空的圓錐體的照明裝置，位于物鏡的中空室的底部的圓形反射鏡或棱鏡。在這種方式下，物鏡作為兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)同軸耦合等作為暗場“聚光鏡”和內(nèi)系統(tǒng)作為一個(gè)典型的物鏡外的系統(tǒng)功能。

今天，*暗場的反射光顯微鏡物鏡無限遠(yuǎn)校正，并提供廣泛的放大倍數(shù)從5倍到200倍不等。這些物鏡還生產(chǎn)各種款式的色差和球面校正，從簡單的消色差物鏡、平常消色差物鏡和平場復(fù)消色差物鏡。大多數(shù)，但不是全部，被設(shè)計(jì)用來空氣的物鏡和試樣之間的空間中的“干”。一些反射光的物鏡設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于在從檢體比平常更長的工作距離。LWD（長工作距離），ULWD（*長工作距離），ELWD（*長工作距離）的物鏡桶上標(biāo)有這樣的物鏡。

物鏡設(shè)計(jì)取決于制造商而有所不同，但聚光鏡部分可具有三個(gè)經(jīng)典設(shè)計(jì)之一。 反射的反射物鏡有一個(gè)單一的玻璃透鏡元件上面的鼻子位置的物鏡，并依靠對桶的內(nèi)表面的反射光線聚焦到樣品上。另一個(gè)重要物鏡設(shè)計(jì)一系列棱鏡放置在所述中空的外室和用于瞄準(zhǔn)和聚焦光朝向試樣的折射光學(xué)配置。

圖3中所示的物鏡是一種反射折射光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個(gè)反射和折射光學(xué)元件的表面，以形成所需的照明，以查看在暗視野模式中的試樣傾斜的空心錐形。進(jìn)入中空周的物鏡的光*次遇到的滾筒彎曲的透鏡元件，引導(dǎo)鏡像物鏡鏡筒內(nèi)表面的光。光被反射來自桶形直接通過玻璃元件，然后從鏡像物鏡的外桶，內(nèi)表面被折射，由第二個(gè)透鏡元件的照明以形成空心錐形前反射。的光的衍射和折射的試樣，然后能夠進(jìn)入物鏡的前透鏡。

一個(gè)中空的軸環(huán)，在反射光中的物鏡周圍的透鏡元件的必要性要求的物鏡的直徑顯著大于普通明場物鏡。在大多數(shù)情況下，物鏡轉(zhuǎn)換器安裝螺紋直徑大于皇家顯微學(xué)會(huì)（RMS）標(biāo)準(zhǔn)是用來在反射光中的物鏡。這就需要有一個(gè)物鏡轉(zhuǎn)換器具有較大的螺紋規(guī)格，這通常被稱為BD或BF / DF線程大小作為反射光的暗視野物鏡。大多數(shù)制造商提供了物鏡的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)的RMS螺紋尺寸物鏡轉(zhuǎn)盤 BD螺紋尺寸，使反射光顯微鏡上使用這些物鏡的適配器。應(yīng)小心，以確保物鏡上使用BD螺紋物鏡轉(zhuǎn)盤的將符合顯微鏡管長度。

表1列出了一系列典型規(guī)格的無限遠(yuǎn)校正的新planachromat設(shè)計(jì)用于在反射光顯微鏡的明/暗場物鏡。數(shù)值孔徑值達(dá)到一個(gè)極限為約0.90，在這個(gè)系列中，這是這種設(shè)計(jì)的“干”的物鏡的實(shí)際限制。

在許多現(xiàn)代的顯微鏡臺(tái)燈，可以使用的新類型的物鏡，與相應(yīng)的模塊或者，在暗視野，明視野，偏振光，利用Nomarski微分干涉相差（DIC），及反射光的熒光觀察。

試樣幾何約束往往需要專門的物鏡，正確的圖像各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)本。表2包含反射光的暗場物鏡設(shè)計(jì)要使用的長的工作距離，也產(chǎn)生高級(jí)的試樣的顯微照片，在非常高的放大倍數(shù)的復(fù)消色差透鏡物鏡規(guī)格。

沒有在舞臺(tái)上的標(biāo)本，反映在一個(gè)暗場光鏡下顯示為黑色，因?yàn)樾惫饩€*出接受角和懷念重新進(jìn)入物鏡領(lǐng)域。當(dāng)試樣放置在舞臺(tái)上，功能的標(biāo)本，包括表面的不規(guī)則性，如晶界，山脊，劃痕，凹陷或顆粒等，現(xiàn)在再鑄輝煌在黑色背景。的對比，其結(jié)果是大大增加了樣品的表面特征，否則幾乎不可見，在明場，易于辨別。事實(shí)上，許多冶金及相關(guān)樣品不要求蝕刻或其他籌備程序，才能產(chǎn)生*的暗場圖像。使用此方法的照明的色彩再現(xiàn)也是壯觀。標(biāo)本細(xì)節(jié)，這往往是掩蓋在明照明，光散射暗場照明下，能夠進(jìn)入的物鏡，并通過鏡片中央的物鏡要素，*終到達(dá)眼睛或相機(jī)。

圖4中所示的顯微照片表示的明場和暗場的比較功能的MIPS R10000微處理器集成電路的表面使用BD-型物鏡的反射光圖像。在芯片的邊緣的接合線是很明顯的，在顯微照片。的計(jì)算機(jī)芯片的表面上涂有一個(gè)氮化硅鈍化層，以保護(hù)暴露在大氣中的電氣元件。光的反射和折射，這一層負(fù)責(zé)的部分的顯微照片的外觀顏色。

在圖4中的明視場圖像（a）所示，入射光不反映從接合線，在顯微照片中顯得很暗。縮寫的芯片設(shè)計(jì)，芯片的表面被納入到光刻制造工藝過程中，出現(xiàn)在右中央部這兩個(gè)顯微照片。這些縮寫，以及與鍵合線，斜光到物鏡，在暗場顯微照片，圖4（b）所示。這兩種方法，可以成功地用于照明，相互配合，在集成電路表面進(jìn)行檢查。

圖5中的顯微照片用來進(jìn)一步說明如何暗場照明下的標(biāo)本考試相結(jié)合時(shí)，不同的照明技術(shù)可以互為補(bǔ)充。樣品是束鈮 - 錫*導(dǎo)絲嵌入在銅/青銅基體組成軟線中使用的低溫*導(dǎo)磁體的高場強(qiáng)。在光照下的顯微照片，圖5（a）中，示出包圍的一個(gè)非常黑暗的區(qū)域和一個(gè)藍(lán)色的阻擋層是由鉭束的長絲。在圖5（a）是暗區(qū)，遺留下來的建設(shè)的電線束的熱處理工序中的殘留錫的層。*導(dǎo)絲和鉭阻擋是不可見的圖5（b），這是一個(gè)暗場顯微照片，在圖5中相同的成像面積（一）。然而，殘余的錫層的光反射到物鏡，并出現(xiàn)細(xì)絲周圍的明亮的金屬樂隊(duì)。圖5（c）是相同的視場在反射微分干涉對比的顯微照片。青銅基體周圍的各個(gè)絲束是非常明顯的，但殘留錫和鉭阻擋層是難以辨別。這一系列的顯微演示如何技術(shù)可用于明場，暗場，微分干涉對比相得益彰，并提供更徹底的調(diào)查標(biāo)本。

以下部分回顧反映（事件）暗場照明顯微鏡的配置和調(diào)整中的步驟。

反射（透射）暗場結(jié)構(gòu)

• 選擇一個(gè)樣本，具有良好的反光性能，并將其放置到顯微鏡載物臺(tái)。使用10倍的物鏡，調(diào)整顯微鏡反射光科勒照明。驗(yàn)證（NEO，BF / DF或BD），暗場物鏡轉(zhuǎn)換器插入物鏡，并準(zhǔn)備使用。

• 打開孔徑和視場光闌其*大的位置。使用顯微鏡暗視野模式后，這些隔膜應(yīng)始終返回到其正常的明場位置標(biāo)本的對比與其他照明技術(shù)，以避免重大損失。

• 將暗場站入光路，實(shí)現(xiàn)暗場照明。在*現(xiàn)代的顯微鏡上，這是通過使用一個(gè)滑桿的暗場鏡塊組件的重視。通常有幾種銷槽，標(biāo)志著滑塊的位置（對應(yīng)的明，暗場，花期鏡塊），而這些往往是指定顯微鏡體的外部。

• 查看樣品，現(xiàn)在應(yīng)該可以看到暗場照明下。如果樣本所發(fā)出的光很微弱，提高燈泡的電壓，以增加光照強(qiáng)度。另外，檢查，以確保的字段和光圈隔膜被打開到其*寬的設(shè)置。暗場實(shí)驗(yàn)完成后，返回所有的顯微鏡設(shè)置的明場模式。

反映現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡暗場照明配件配備，提供了一個(gè)廣泛的創(chuàng)新。其中，拍照時(shí)，產(chǎn)生非反轉(zhuǎn)的字母（尤其是重要的半導(dǎo)體技術(shù)）的直立圖像的能力。其他關(guān)鍵功能的標(biāo)本也使用直立影像技術(shù)在顯微定位在正確的方向。大多數(shù)制造商所移動(dòng)到無限遠(yuǎn)校正光學(xué)系統(tǒng)，可以消除重影圖像，散光常常由半透半反鏡的使用產(chǎn)生的，特別是當(dāng)組件被添加到的光路。

新無限遠(yuǎn)校正明/暗場提供的奧林巴斯，尼康，蔡司，徠卡的物鏡提供了一個(gè)增加有效視野和廣泛的工作距離，增強(qiáng)的光學(xué)性能，尤其是當(dāng)*廣角視場 目鏡。*的新的照明系統(tǒng)提供了快速方便的切換鹵鎢燈和高能量的汞或氙燈光源，以提供*佳的照明為昏暗場標(biāo)本。此外，一些反射光顯微鏡有內(nèi)部的光學(xué)元件，提供了內(nèi)置的變焦倍率來協(xié)助對焦，使中間（雖然空）的放大倍率。

*的反映，多格式顯微攝影，光鏡體設(shè)計(jì)也很方便。從*大的制造商的工業(yè)顯微鏡能夠同時(shí)安裝35毫米，大格式（4“×5”），和數(shù)碼相機(jī)的顯微鏡的更大的可變性，在顯微攝影。這些*的系統(tǒng)也提供了印記微米級(jí)數(shù)碼配件，糧食規(guī)?；?，曝光信息，和/或其他票據(jù)直接到拍框旁邊的顯微照片。

現(xiàn)代進(jìn)步反射光顯微鏡已在很大程度上推動(dòng)半導(dǎo)體工業(yè)，材料科學(xué)和醫(yī)療診斷的熒光顯微鏡和細(xì)胞科學(xué)的爆炸性增長。暗場照明的能力以顯示輪廓，邊緣，邊界，劃傷，針孔和折射率梯度提供了一種手段，以補(bǔ)充其他形式的顯微鏡，包括明場，微分干涉對比，霍夫曼調(diào)制對比度，和偏振光技術(shù)。對比增強(qiáng)技術(shù)耦合在一起時(shí)，這些常常會(huì)導(dǎo)致新的見解標(biāo)本正在研究具體細(xì)節(jié)。