Использование апертурной диафрагмы в оптическом микроскопе от компании Sunny Optical Technology

В зависимости от материала и поставленных задач, в оптической микроскопии используются различные методы контрастирования. К классическим и общеизвестным относятся такие методы, как: светлое поле, темное поле, поляризация, дифференциально-интерференционный контраст. Но не всегда применение этих методов позволяет достичь нужных результатов в исследовании. Многие пользователи микроскопов исследовательского класса забывают, что для них всегда доступен еще один метод повышения контраста – апертурная диафрагма.

Согласно известным данным, апертурная диафрагма – это специально установленная диафрагма или оправа одной из линз, которая ограничивает пучки лучей, выходящие из точек предмета, расположенных на оптической оси и проходящих через оптическую систему. С увеличением диаметра входного зрачка растёт освещённость изображения.

Рис. 1 Пример грязи на предметном стекле.

На рис.1 в качестве примера приведены изображения грязи на предметном стекле. Грязь случайная, в основном – отпечатки пальцев. Цифра под рисунком соответствует уровню раскрытия апертурной диафрагмы: чем больше число, тем сильнее раскрыта диафрагма. Как мы можем заметить по изображениям, с уменьшением уровня раскрытия апертурной диафрагмы, улучшается качество изображения (повышается контраст и детализация). Это связано с тем, что из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываются аберрации. Уменьшение уровня раскрытия апертурной диафрагмы также увеличивает глубину резкости, что позволяет нам изучать объекты, имеющие некий пространственный рельеф. К таким задачам можно отнести исследование структуры металлов после травления (особенно на больших увеличениях).

Рис. 2 Заэвтектоидная зона цементованного слоя армко-железа.

На рис.2 представлена серия фотографий заэвтектоидной зоны цементованного слоя армко-железа. При изменении уровня раскрытия положения апертурной диафрагмы от 6 до 1, детали структуры (перлит и цементит) становятся более четкими. Поскольку шлиф был протравлен, детали структуры видны при практически любом положении диафрагмы, вопрос только в том, насколько контрастно. Это зависит и от структуры конкретного образца. Имеются случаи, когда диафрагмирование позволяет увидеть то, что без диафрагмирования не видно в принципе. На рис.3 представлены 2 снимка чугуна без травления, но с разным положением апертурной диафрагмы. При положении диафрагмы в позиции 6 в структуре наблюдается только графит на фоне блестящей матрицы (рис.3а). При положении диафрагмы в позиции 1 в структуре можно наблюдать цементит (рис.3б).

Рис. 3а Чугун.

Рис. 3б Чугун.

При изменении уровня раскрытия апертурной диафрагмы можно наблюдать и более "тонкие" эффекты, такие как полосы скольжения в местах локализации деформации. На рис.4 показана зона деформации в стали 45 вокруг отпечатка твердости по Бринеллю. При уменьшении диаметра входного зрачка визуализируется структура - выявляются границы зерен и линии скольжения.

Рис. 4 Зона деформации Сталь 45.

Подробнее о микроскопах для материаловедения.

Узнать стоимость и характеристики инвертированного микроскопа ICX41M.