Микроскоп биологический Микромед 3 (вариант ПОЛ LED) тринокулярный

Микромед 3 (вариант ПОЛ LED) — лабораторный микроскоп для поляризационных исследований в проходящем свете

Специализированный исследовательский микроскоп для изучения анизотропных объектов методами поляризационной микроскопии и коноскопии. Оптическая схема бесконечности с промежуточным тубусом позволяет вводить в ход лучей компенсаторы, анализатор и линзу Бертрана. Базовое увеличение 40х–1000х обеспечивается набором из четырёх специализированных полупланахроматических объективов SP POL, изготовленных из стекол без собственного двойного лучепреломления. Круглый поворотный столик с круговой шкалой и нониусом обеспечивает угловые измерения с точностью до 1°.

Что можно увидеть или сделать на практике

Метод наблюдения и что он даёт

Микроскоп Микромед 3 (вариант ПОЛ LED) работает в проходящем поляризованном и обычном свете. Поляризатор встроен в конденсор и вращается на 360°, анализатор расположен в промежуточном тубусе и при работе в режиме светлого поля выводится из хода лучей. Поляризованный свет позволяет выявлять оптическую анизотропию — свойство материалов по-разному преломлять свет в зависимости от направления его распространения и поляризации. При скрещенных поляризаторе и анализаторе изотропные объекты остаются тёмными, анизотропные проявляются за счёт вращения плоскости поляризации и демонстрируют характерные цвета интерференции. Вращение поляризатора позволяет определять положение оптических осей кристаллов, исследовать ориентацию волокон в биологических тканях (коллаген, мышечные волокна, нейроны), выявлять остаточные механические напряжения в полимерах и стеклах.

В комплект входят три оптических компенсатора: 1/4λ (137 нм), λ (530 нм) и кварцевый клин 4λ. Компенсаторы вносят известный фазовый сдвиг, что увеличивает контраст изображения при наблюдении объектов со слабым двойным лучепреломлением и позволяет количественно определять величину и знак оптической разности хода. Линза Бертрана с механизмом фокусировки проецирует заднюю фокальную плоскость объектива в плоскость изображения, что необходимо для коноскопических наблюдений — изучения интерференционных фигур кристаллов в сходящихся лучах. Коноскопия применяется для определения оптического знака, величины двупреломления и характера оптической индикатрисы минералов.

Точность и повторяемость

Круглый предметный столик диаметром 160 мм вращается на шарикоподшипниках с круговой угломерной шкалой и нониусом, обеспечивающим точность отсчёта до 1°. Это критично для петрографических исследований, где измерение углов погасания определяет минеральный вид. Револьверное устройство на пять объективов оснащено центрируемыми гнёздами — каждый объектив юстируется индивидуально и устанавливается точно на одну ось с центром столика и оптической осью осветителя, что исключает смещение изображения при смене увеличения. Накладной препаратоводитель с диапазоном перемещения 48–27 мм имеет шкалы с нониусами по обеим координатам для точного позиционирования объекта.

Фокусировочный механизм построен на демпфированной зубчато-реечной передаче с коаксиальными рукоятками грубой и тонкой наводки. За один оборот рукоятки тонкой фокусировки столик перемещается на 0,1 мм, левая рукоятка снабжена круговой шкалой с ценой деления 1 мкм. Регулятор усилия фокусировки и ограничитель хода предотвращают самопроизвольное смещение столика и повреждение препарата при работе с иммерсионными объективами высокой апертуры. Оптическая схема бесконечности гарантирует, что введение дополнительных элементов в промежуточный тубус не влияет на парфокальность системы.

Область применения

Микроскоп предназначен для исследований в минералогии и петрографии (определение минералов в шлифах горных пород, изучение текстур и структур), кристаллографии (измерение оптических констант, определение сингонии), материаловедении (анализ кристаллической структуры полупроводников, контроль остаточных напряжений в полимерах и стёклах, исследование текстиля и целлюлозы), биомедицинских науках (гистология мышечной ткани, костной ткани, коллагена, амилоидных отложений), пищевой промышленности (контроль кристаллизации жиров, анализ крахмала). Применяется в научных лабораториях, на производственных участках контроля качества, в учебных заведениях с программами по геологии, материаловедению и оптике.

Конструкция и технологии

В основе микроскопа лежит оптическая схема бесконечности (∞) с парфокальной высотой 45 мм по стандарту DIN. В этой схеме объектив формирует параллельный пучок лучей, который фокусируется тубусной линзой в насадке. Между объективом и насадкой расположен промежуточный тубус, в который встроены анализатор с механизмом поворота на 180° и вывода из хода лучей, фокусируемая линза Бертрана и слот для установки компенсаторов и светофильтров. Такая конструкция позволяет вводить оптические элементы без изменения увеличения и без потери качества изображения, что невозможно в конечной оптической схеме.

Четыре объектива SP POL — 4x/0.13, 10x/0.30, 40x/0.70 и 100х/1.25 oil — изготовлены из стекол, не обладающих собственным двойным лучепреломлением, и имеют полупланахроматическую коррекцию. Это означает коррекцию хроматических аберраций для двух длин волн и исправление кривизны поля изображения по всей площади, что критично при работе с поляризованным светом, где паразитная анизотропия оптики искажает наблюдаемую картину. Все объективы рассчитаны на покровное стекло толщиной 0,17 мм. Объективы 40x и 100x подпружинены для защиты фронтальной линзы. Числовая апертура иммерсионного объектива 100x/1.25 обеспечивает разрешение около 0,27 мкм, что находится в пределах дифракционного предела для видимого света.

Конденсор Аббе с числовой апертурой 0,90 в сухом варианте и 1,25 при иммерсионной работе согласуется с апертурой объективов и обеспечивает реализацию их разрешающей способности. Фронтальная линза конденсора откидывается при работе с объективами малых увеличений (4x, 10x), имеющими низкую числовую апертуру. Регулируемая ирисовая апертурная диафрагма управляет углом раскрытия светового конуса, что влияет на контраст и глубину резкости. Конденсор центрируется и перемещается по оси на 18 мм для точной настройки освещения по Кёлеру. В конденсор встроен поляризатор, вращающийся на 360° — это позволяет не только работать в скрещённых николях, но и поворачивать плоскость поляризации для определения угла погасания анизотропных объектов.

Осветительная система построена по схеме Кёлера с регулируемой полевой диафрагмой в коллекторе. Источник света — светодиод мощностью 5 Вт с цветовой температурой 4500–5000 К (тёплый белый свет) и плавной регулировкой яркости 0–100%. Схема Кёлера обеспечивает равномерное освещение поля зрения, высокий контраст и полное использование апертуры объектива. Тринокулярная насадка Зидентопфа с собственным увеличением 1х поворачивается на 360° вокруг оптической оси, окулярные тубусы наклонены под углом 30° для комфортного длительного наблюдения. Светоделитель 50:50 направляет половину светового потока в окуляры, половину — в канал визуализации, что позволяет одновременно наблюдать и фиксировать изображение без переключения. Межзрачковое расстояние регулируется в диапазоне 52–75 мм, диоптрийная коррекция ±5 дптр на левом тубусе компенсирует различия зрения наблюдателя.

Станина и основание отлиты из алюминиевого сплава, покрытие обладает антистатическими и антигрибковыми свойствами. Масса микроскопа 11 кг обеспечивает стабильность при работе с иммерсией и исключает вибрации. В комплект входят четыре светофильтра диаметром 38 мм (матовый, жёлтый, синий, зелёный) для коррекции спектрального состава освещения и повышения контраста при визуальных наблюдениях.

Кому подойдет

Микромед 3 (вариант ПОЛ LED) предназначен для специалистов, работающих с анизотропными объектами и владеющих методами поляризационной микроскопии. Микроскоп востребован в геологических лабораториях для петрографического анализа шлифов, в материаловедческих центрах для контроля кристаллической структуры полупроводников и напряжённо-деформированного состояния полимеров, в биомедицинских исследованиях для изучения ориентированных структур тканей. Подходит для учебных заведений, готовящих специалистов по минералогии, кристаллооптике и оптическому материаловедению, где требуется не только демонстрация явлений двойного лучепреломления, но и выполнение количественных измерений оптических констант.

Модульная конструкция на базе схемы бесконечности позволяет при необходимости дооснастить микроскоп дополнительными объективами (SP POL 20x/0.45 и 60x/0.80, а также биологические планахроматы для работы в обычном свете), сменными насадками с другим делением светового потока (80:20 для приоритета визуализации или бинокулярная для визуальной работы), механическими столиками прямоугольного формата, конденсорами для тёмного поля и фазового контраста, что расширяет возможности системы при изменении задач лаборатории.

Что важно знать заранее

Микроскоп работает только в проходящем свете, поэтому объекты исследования должны быть прозрачными или полупрозрачными и подготовлены в виде тонких шлифов на предметных стёклах. Для петрографических работ толщина шлифа составляет обычно 0,03 мм, что обеспечивает оптимальные цвета интерференции минералов. Использование покровного стекла толщиной 0,17 мм обязательно для реализации коррекции объективов. Иммерсионный объектив 100x/1.25 требует нанесения иммерсионного масла между фронтальной линзой и препаратом — без иммерсии числовая апертура объектива не реализуется, разрешение падает.

Настройка освещения по Кёлеру требует юстировки полевой и апертурной диафрагм, центрировки конденсора и настройки его высоты — это необходимо для получения равномерного освещения и максимального контраста. При работе в поляризованном свете объективы устанавливаются в положения погасания анализатора, что требует предварительной проверки и, при необходимости, юстировки центрируемых гнёзд револьвера. Коноскопические наблюдения с линзой Бертрана выполняются при открытой апертурной диафрагме и с использованием вспомогательной линзы в конденсоре.

Окулярная камера и программное обеспечение для фиксации изображений в комплект не входят. В комплекте поставляется адаптер C-mount с увеличением 0,65х, рассчитанный на сенсоры размером до 2/3 дюйма. Уменьшающий адаптер позволяет использовать камеры с матрицами высокого разрешения без виньетирования по краям кадра. Питание микроскопа осуществляется от сети переменного тока 100–240 В / 50–60 Гц, рабочий диапазон температур +5…+40 °С, относительной влажности 20–90%.

Комплектация

В комплект входит всё необходимое для начала поляризационных исследований:

• Четыре объектива SP POL — 4x/0.13, 10x/0.30, 40x/0.70 (подпружиненный), 100х/1.25 oil (подпружиненный, иммерсионный), изготовлены из стекол без двойного лучепреломления, полупланахроматическая коррекция, стандарт DIN, рассчитаны на покровное стекло 0,17 мм
• Два окуляра WF 10х/22 с удаленным зрачком — широкоугольные, посадочный диаметр 30 мм, обеспечивают комфортное наблюдение в очках
• Тринокулярная поляризационная насадка ICO Infinitive — поворотная на 360°, наклон тубусов 30°, деление светового потока 50:50, регулировка межзрачкового расстояния 52–75 мм, диоптрийная коррекция ±5 дптр на левом тубусе
• Промежуточный тубус — с выдвижным анализатором (поворот 180°), фокусируемой линзой Бертрана для коноскопии, слотом для установки компенсаторов и светофильтров
• Три оптических компенсатора — 1/4λ (137 нм), λ (530 нм) и кварцевый клин 4λ для количественного анализа двойного лучепреломления
• Четыре светофильтра диаметром 38 мм — матовый, жёлтый, синий, зелёный
• Револьверное устройство на пять объективов — с центрируемыми гнёздами для индивидуальной юстировки каждого объектива
• Конденсор Аббе иммерсионный — N.A.=0.90/1.25 oil, с встроенным поляризатором (вращение 360°), откидной фронтальной линзой, регулируемой ирисовой апертурной диафрагмой, центрируемый, подвижка по оси 18 мм
• Круглый поворотный столик диаметром 160 мм — вращение на шарикоподшипниках на 360°, круговая шкала с нониусом (цена деления 1°)
• Накладной препаратоводитель — диапазон перемещения X-Y 48–27 мм, со шкалами и нониусами по обеим координатам
• Адаптер C-mount 0,65х — для установки окулярных камер с сенсорами до 2/3 дюйма
• Два резиновых наглазника, два пружинных зажима для препаратов, пылезащитный чехол, три шестигранных ключа (1,5 мм, 2 мм, 3 мм), кабель питания, два запасных предохранителя 3,15 А / 250 В, руководство по эксплуатации

Комплект полностью готов к работе. Для начала исследований потребуются предметные и покровные стёкла толщиной 0,17 мм, для работы с иммерсионным объективом 100x — иммерсионное масло и растворитель для его удаления (ортоксилол). Окулярная камера для цифровой фиксации изображений приобретается отдельно в зависимости от требуемого разрешения и интерфейса подключения.

Рекомендуемые аксессуары

Для расширения возможностей микроскопа могут потребоваться: дополнительные объективы SP POL 20x/0.45 и 60x/0.80 для промежуточных увеличений, окуляры WF 5х/18 (для малых увеличений с большим полем зрения) и WF 16х/13 Plan (для увеличения до 1600x с иммерсионным объективом), центрирующий окуляр для юстировки гнёзд револьвера, окуляр WF 10х/22 Cross со шкалой и перекрестием для морфометрических измерений. Механический прямоугольный столик 185х177 мм без выступающей рейки X удобен при работе с крупногабаритными шлифами. Калибровочный слайд X-Y необходим для калибровки измерительных систем при использовании камеры с программным обеспечением для морфометрии.

Итог

Микромед 3 (вариант ПОЛ LED) — специализированный лабораторный инструмент для поляризационной микроскопии с полным набором функций для качественного и количественного анализа анизотропных объектов. Оптическая схема бесконечности, специализированные объективы без собственного двойного лучепреломления, набор компенсаторов, линза Бертрана, круглый угломерный столик и прецизионная механика обеспечивают выполнение исследовательских задач в минералогии, материаловедении и биомедицинских науках. Модульная конструкция позволяет адаптировать систему под изменяющиеся требования лаборатории.