Ausführliche Erläuterung verschiedener Arten von Beleuchtungsquellen für optische Mikroskope
Während die frühen Mikroskope auf Öllampen und natürlichem Sonnenlicht beruhten, verfügten ihre primitiven (aber oft sehr genauen) Mikroskope über externe Beleuchtungsquellen. Dabei nutzen sie oft ziemlich raffinierte Methoden, etwa das Sammeln von Licht von einer großen weißen Tafel oder die Reflexion diffusen Sonnenlichts an einem bewölkten Tag. Leider liefern diese Methoden keine zuverlässige Beleuchtung und oft übersteigt der beleuchtete Bereich des Sichtfelds die numerische Apertur des Objektivs bei weitem, was zu Blendung und Eintauchen in Wasser führt.
Moderne Mikroskope verfügen meist über eine integrierte Lichtquelle, die relativ gut steuerbar ist. Die gebräuchlichste Quelle für heutige Mikroskope ist eine Wolfram-Halogen-Glühlampe, die in einem reflektierenden Gehäuse untergebracht ist und Licht durch eine Kondensorlinse projiziert, um es unterhalb des Objekttisches zu konzentrieren. Die Lampenspannung wird über einen variablen Rheostat gesteuert, der normalerweise in das Mikroskopstativ integriert ist. In Abbildung 1 ist eine typische Beleuchtung und ein typisches Gehäuse dargestellt. Bei der Glühbirne handelt es sich um eine Wolfram-Halogenlampe, die mit einer Gleichspannung (DC) von 12 Volt betrieben wird und bis zu 100 Watt Leistung für die Beleuchtung erzeugt. Die Lampenspannung wird durch ein Gleichstromnetzteil gesteuert, das normalerweise in das Mikroskopgehäuse eingebaut ist, mit einem Spannungsreglerknopf, normalerweise einem Potentiometer, das irgendwo am Mikroskopstativ angebracht ist. Diese Lampen erzeugen während des Betriebs eine beträchtliche Wärmemenge und das Gehäuse ist mit einigen Schichten von Kühlkörpern versehen, um die Ableitung der überschüssigen Wärme zu unterstützen. Die Position der Glühbirne wird durch eine Reihe von Knöpfen an der Seite des Beleuchtungsgehäuses gesteuert oder speziell für das Gehäuse vorzentriert. Das Licht vom Lampenhaus wird durch eine Kondensorlinse auf den Mikroskopsockel geleitet und dann häufig durch einen Diffusor aus gesintertem Glas geleitet, bevor es durch eine Aperturblende auf dem Kondensor fokussiert wird.
Glühlampen – Glühlampen auf der Basis von Wolframlampen werden in modernen Mikroskopen als primäre Beleuchtungsquelle verwendet, mit Ausnahme von fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen. Bei diesen Lampen handelt es sich um Wärmestrahlungslampen, die ein kontinuierliches Lichtspektrum mit einer Intensität von etwa 300 nm bis 1200-1400 nm bei Wellenlängen im Bereich von 600-1200 nm emittieren. Die meisten davon sind in Abbildung 2 dargestellt. Sie sind einfach in Design, Konstruktion und Betrieb und bestehen aus einem geschlossenen Glaskolben, der mit einem Inertgas gefüllt ist und einen Wolframfaden enthält, der durch Gleichstrom gespeist wird. Glühbirnen erzeugen viel Wärme und Licht, aber nur 5 bis 10 Prozent der abgegebenen Energie entfallen auf Licht. Wolframlampen (jedoch keine Wolfram-Halogenlampen) funktionieren ähnlich wie gewöhnliche Haushaltsglühbirnen und weisen daher tendenziell einige Nachteile auf, wie z. B. die Schwärzung der Innenhülle mit zunehmendem Alter und die Verdunstung von langsam abgelagertem Wolfram. Die Farbtemperatur und Helligkeit dieser Lampen variieren mit der angelegten Spannung, die Durchschnittswerte liegen jedoch zwischen etwa 2200 K und 3400 K. Mikrofotografische Farbfilme, die in diesen Lampen verwendet werden, müssen ein Mikroskop verwenden, das eine Farbtemperatur erzeugt, die der Lampe entspricht. Spannungsmembranemulsionen, typischerweise bei 3150 K und 3250 K. Irgendwo im Bereich dazwischen muss normalerweise die Farbtemperatur für dieses Gleichgewicht fotomikrografisch feinabgestimmt werden, indem Filter in den Lichtweg eingefügt werden. Die Farbtemperatur der Filmemulsion für die Beleuchtung.
Wolframlampen variieren stark in Design und Hersteller und bieten eine große Vielfalt an Modellen mit unterschiedlichen Hüllenformen, Montagevorrichtungen und Glühfadenanordnungen. Eine typische Auswahl von Wolframlampen, die in der optischen Mikroskopie verwendet werden, ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Glühbirne in (a) ist eine quadratische Wolframlampe mit 6-12 Volt und einem bronzenen Bajonettsockel und ist für die Verwendung mit dem Ende des Zylinders konzipiert Die Glühbirne muss zur Kondensorlinse zeigen. (b) Die Glühbirne mit abgerundeter Hülle hat ebenfalls einen bronzenen Bajonettsockel, aber diese weniger leistungsstarke 6-Volt-Glühbirne kann das Projektlicht positionieren oder seitlich oder seitlich platzieren. Die Glühbirne in (c) hat ebenfalls einen kreisförmigen Kolben, ist jedoch mit einem Gewindesockel ausgestattet. Betriebsspannung zwischen 6 und 30 Volt, diese Glühbirne ist für den einseitigen Einsatz konzipiert.
