Микроскоп поляризационный MAGUS Pol 890

MAGUS Pol 890 — поляризационный микроскоп с проходящим и отраженным светом для исследований анизотропных материалов

MAGUS Pol 890 — исследовательский поляризационный микроскоп с двойной системой освещения, предназначенный для изучения оптически анизотропных объектов. Проходящий свет используется для прозрачных шлифов (минералы, полимеры, биологические ткани), отраженный — для непрозрачных аншлифов толщиной до 30 мм. План-полуапохроматические и планапохроматические объективы без внутренних напряжений исключают ложные оптические эффекты, обеспечивая достоверность результатов при исследовании двойного лучепреломления. Вращающийся предметный столик с нониусом измеряет угол поворота образца с точностью до 0,1°, центрируемые узлы гарантируют совпадение оптических осей, турель для модулей контраста позволяет быстро переходить между методами наблюдения.

Что можно увидеть и сделать на практике

Метод поляризации и принцип работы

Поляризационная микроскопия выявляет оптическую анизотропию материалов через эффект двойного лучепреломления. плоскополяризованный свет при прохождении через анизотропный образец расщепляется на два луча с разными скоростями распространения и меняет плоскость поляризации. Анализатор в промежуточной насадке приводит колебания обоих лучей в одну плоскость, где они интерферируют, создавая высококонтрастное цветное изображение. При вращении предметного столика цвет и яркость изображения меняются в зависимости от ориентации оптических осей кристалла относительно направления поляризации — это позволяет определять кристаллографическую структуру, выявлять внутренние напряжения в полимерах и стекле, различать минералы по оптическим свойствам. Поляризатор проходящего света вращается на 360° с отметками четырех основных положений (0°, 90°, 180°, 270°), анализатор в промежуточной насадке также вращается на 360° с нониусной шкалой для точного выставления скрещенного или параллельного положения относительно поляризатора.

Коноскопические и ортоскопические исследования

Линза Бертрана в промежуточной насадке переключает режимы наблюдения. Ортоскопический режим — стандартное исследование структуры образца в плоскости препарата с увеличением от 50 до 500 крат. Коноскопический режим (конофигура) показывает распределение света в задней фокальной плоскости объектива — по форме и симметрии интерференционной картины определяется оптический класс минерала, одноосность или двуосность кристалла, знак удлинения. Слот для компенсаторов в промежуточной насадке позволяет устанавливать λ-компенсатор, λ/4-компенсатор или кварцевый клин для усиления контраста слабо анизотропных объектов и количественного определения разности хода лучей. Три компенсатора входят в базовую комплектацию.

Область применения

В проходящем свете исследуются геологические шлифы горных пород и минералов (петрография, минералогия), тонкие анизотропные биологические препараты (мышечные волокна, коллаген, амилоид), полимерные пленки и волокна (контроль внутренних напряжений, ориентация макромолекул), кристаллы органических и неорганических соединений (кристаллография, фармацевтика). В отраженном свете анализируются непрозрачные аншлифы металлов и сплавов с полированной поверхностью, шлифы руд, керамики, композитных материалов — поляризация выявляет анизотропные фазы, границы зерен, двойникование. Микроскоп применяется в научных и промышленных лабораториях геологического, материаловедческого, медицинского профиля, в криминалистических экспертизах (идентификация волокон, минеральных включений), в учебных заведениях для подготовки специалистов.

Конструкция и технологии

Объективы план-полуапохроматы (5x/0,15; 10x/0,30; 20x/0,45) и планапохромат (50x/0,80) скорректированы на бесконечность и свободны от внутренних напряжений — оптические элементы не вносят собственное двойное лучепреломление, которое исказило бы результат измерений анизотропии образца. Парфокальная высота 60 мм обеспечивает парфокальность при смене объективов. Числовая апертура 0,80 у объектива 50x обеспечивает разрешение около 0,4 мкм в зеленом свете и полезное увеличение до 800 крат — окуляр 10x (общее увеличение 500x) находится в пределах полезного диапазона. Объективы 5x и 10x рассчитаны на работу с покровным стеклом или без него (маркировка «–»), объективы 20x и 50x — на работу без покровного стекла (маркировка «0»), что соответствует требованиям исследования шлифов стандартной толщины 20–30 мкм.

Револьверное устройство на 5 позиций имеет центрируемые гнезда для точного совмещения оптической оси каждого объектива с осью микроскопа — центрировка критична для поляризационных измерений. Свободное отверстие используется для настройки положения лампы осветителя отраженного света или установки дополнительного объектива. Конструкция револьвера с наклоном от наблюдателя освобождает рабочее пространство перед столиком.

Предметный столик диаметром 190 мм вращается на 360° и фиксируется в заданном положении. По окружности нанесена градуировка через 1°, нониус позволяет измерять угол поворота с точностью до 0,1° — это необходимо для определения угла погасания кристаллов, измерения осей индикатрисы, ориентации оптических осей. Каждый поворот на 90° относительно текущего положения озвучивается щелчком для удобства установки основных положений. Столик центрируется двумя винтами, чтобы ось вращения совпадала с оптической осью микроскопа — без центрировки образец будет смещаться из поля зрения при вращении. Перемещение столика в плоскости составляет 30×30 мм для навигации по препарату.

Конденсор с числовой апертурой 0,9/0,25 центрируется и регулируется по высоте, оснащен регулируемой апертурной диафрагмой и откидной линзой. Откидная линза выводится из хода лучей для объективов малого увеличения (5x) и возвращается для объективов 10x и выше, обеспечивая согласование апертуры конденсора с апертурой объектива. Оптика конденсора также свободна от внутренних напряжений. Регулируемая ирисовая полевая диафрагма в осветителе проходящего света позволяет настроить освещение по методу Кёлера — при правильной настройке достигается равномерное освещение поля зрения, максимальное разрешение и контраст без паразитной засветки и виньетирования.

Осветитель отраженного света встроен в вертикальный тубус над объективами, оснащен турелью на 3 позиции для быстрой смены модулей контраста: один слот для модуля проходящего света, два — для отраженного. Поворот турели меняет метод наблюдения без сложной перенастройки. В базовой комплектации установлен поляризационный модуль для отраженного света и набор светофильтров для коррекции цветопередачи. Источник света отраженного направления центрируется по трем осям, полевая и апертурная диафрагмы настраиваются для освещения по Кёлеру. Оба осветителя (проходящего и отраженного света) используют галогенные лампы 12 В / 100 Вт — мощность 100 Вт обеспечивает достаточную яркость для работы на всех объективах от 5x до 50x в светлом поле и в поляризованном свете, где часть светового потока блокируется скрещенными поляризаторами. Галогенные лампы излучают свет комфортной для глаз цветовой температуры, близкой к дневному свету. Яркость регулируется плавно.

Фокусировка коаксиальная с низко расположенными рукоятками, что позволяет оператору класть руки на стол и работать в удобной позе. Грубая фокусировка: ход 35 мм, 18,85 мм на один оборот рукоятки, с механизмом блокировки для фиксации положения объектива и регулировкой жесткости хода под предпочтения пользователя. Тонкая фокусировка: шаг 0,001 мм, 0,1 мм на оборот — высокая точность необходима для работы с объективами высокой апертуры и тонкими шлифами, где глубина резкости составляет единицы микрометров.

Тринокулярная визуальная насадка типа Зидентопф с оптикой, рассчитанной на бесконечность. Угол наклона бинокулярной части регулируется от 0 до 35° для настройки комфортной позы наблюдения. Межзрачковое расстояние регулируется в диапазоне 47–78 мм, каждый окуляр имеет диоптрийную коррекцию ±5D. Вертикальный тубус для цифровой камеры оснащен переключателем светового потока: 0/100 (весь свет в камеру), 100/0 (весь свет в окуляры), 80/20 (80% в окуляры, 20% в камеру для одновременного визуального наблюдения и документирования). В комплект входят два окуляра 10x/22 мм с удаленным зрачком для работы в очках и окуляр 10x/22 мм с перекрестьем для точного позиционирования образца и измерений. Адаптер C-mount 1x для установки цифровой камеры включен в базовую комплектацию.

Кому подойдет

MAGUS Pol 890 ориентирован на исследовательские и производственные лаборатории, где требуется количественный анализ анизотропных материалов методом поляризационной микроскопии. Подойдет геологам и минералогам для диагностики породообразующих минералов, определения состава горных пород, изучения рудных месторождений. Материаловедам и специалистам контроля качества — для анализа внутренних напряжений в полимерах, стекле, керамике, выявления дефектов кристаллической структуры, контроля ориентации волокон в композитах. Медицинским и биологическим лабораториям — для исследования анизотропных тканей (коллагеновые волокна, мышцы, костная ткань, амилоидные отложения). Криминалистам — для идентификации волокон, анализа микроследов минерального происхождения. Учебным заведениям для подготовки специалистов в области геологии, материаловедения, оптики.

Микроскоп требует подготовленного оператора, владеющего методами поляризационной микроскопии, понимающего принципы освещения по Кёлеру, умеющего интерпретировать интерференционные картины и коноскопические фигуры. Уровень сложности настройки указан как высокий — перед началом работы необходимо провести центрировку осветителей, конденсора, предметного столика, револьвера, настроить освещение, установить требуемое положение поляризатора и анализатора. Производитель позиционирует прибор для опытных пользователей и профессионалов.

Что важно знать заранее

Поляризационная микроскопия требует специальной подготовки образцов. Для проходящего света необходимы тонкие шлифы толщиной 20–30 мкм, закрепленные на предметном стекле — образец должен быть прозрачным или полупрозрачным, чтобы свет проходил через него. Для отраженного света используются непрозрачные аншлифы с одной полированной стороной, обычно толщиной 5–10 мм, возможна работа с образцами до 30 мм. Изготовление качественных шлифов требует специального оборудования (алмазные пилы, шлифовально-полировальные станки) и навыков пробоподготовки — неправильная толщина или некачественная полировка исказят оптические свойства образца.

Центрировка узлов микроскопа критична для точности измерений. Перед началом работы необходимо убедиться, что оптическая ось объектива, ось вращения предметного столика и оптическая ось конденсора совпадают — иначе при вращении столика образец будет уходить из центра поля зрения, а угловые измерения потеряют точность. Осветители проходящего и отраженного света настраиваются по методу Кёлера для каждого объектива — без правильной настройки освещения невозможно достичь заявленного разрешения и контраста.

Базовая комплектация включает объективы до 50x/0,80 с увеличением до 500 крат. Для более детальных исследований доступен опциональный объектив 100x/0,9, расширяющий диапазон до 1000 крат. Опциональные окуляры 12,5x, 15x, 20x, 30x позволяют варьировать увеличение для реализации полезного диапазона на каждом объективе, общий опциональный диапазон составляет от 50 до 2000 крат. Учитывайте, что увеличение выше 800 крат на объективе 50x/0,80 будет превышать полезное — изображение увеличится, но дополнительных деталей не появится.

Расширение методов контраста потребует приобретения опциональных модулей: фазово-контрастное устройство (конденсор и набор фазовых объективов), конденсоры темного поля (сухой NA 0,7–0,9 или иммерсионный NA 1,3–1,26), устройство для дифференциально-интерференционного контраста, эпилюминесцентная насадка с ртутной лампой или светодиодным источником для флуоресценции. Турель на 3 позиции позволяет быстро переключаться между установленными модулями.

Вес микроскопа в упаковке 31 кг, требуется устойчивый лабораторный стол без вибраций. Рабочая температура от 10 до 35°C. Галогенные лампы потребляют по 100 Вт каждая, при одновременной работе обоих осветителей — 200 Вт плюс потребление системы, источник питания встроенный, работает от сети 100–240 В / 50–60 Гц. Гарантия 5 лет.

Комплектация

• Штатив — со встроенным источником питания, механизмом коаксиальной фокусировки (грубая и тонкая наводка) и револьвером на 5 объективов с центрируемыми гнездами
• Предметный столик — вращающийся на 360° диаметром 190 мм с градуировкой через 1°, нониусом для измерения углов с точностью до 0,1°, центрировкой, фиксацией положения и накладным препаратодержателем
• Конденсор — NA 0,9/0,25 с откидной линзой, регулируемой апертурной диафрагмой, оптикой без напряжений, центрировкой и регулировкой по высоте, установлен на кронштейне
• Поляризатор проходящего света — встроен в конденсор, вращается на 360° с отметками 0°, 90°, 180°, 270° на шкале
• Осветитель проходящего света — фонарь с галогенной лампой 12 В / 100 Вт, регулируемой полевой диафрагмой, регулировкой яркости
• Осветитель отраженного света — насадка с турелью на 3 позиции для модулей контраста, фонарем галогенной лампы 12 В / 100 Вт, центрируемым источником света, регулируемыми полевой и апертурной диафрагмами
• Поляризатор отраженного света — поляризационный модуль, устанавливается в турель
• Набор светофильтров отраженного света — для коррекции цветопередачи
• Тринокулярная визуальная насадка — тип Зидентопф с регулировкой угла наклона 0–35°, межзрачкового расстояния 47–78 мм, переключателем светового потока 0/100, 100/0, 80/20
• Промежуточная насадка — с анализатором (вращение 0–360°, нониусная шкала), линзой Бертрана для переключения ортоскопического и коноскопического режимов, слотом для установки компенсаторов
• Компенсаторы — λ-компенсатор, λ/4-компенсатор, кварцевый клин
• Объективы — план-полуапохроматы Plan S-Apo 5x/0,15, 10x/0,30, 20x/0,45 и планапохромат Plan Apo 50x/0,80, все скорректированы на бесконечность, оптика без напряжений, парфокальная высота 60 мм
• Окуляры — два окуляра 10x/22 мм с удаленным зрачком и диоптрийной коррекцией ±5D, один окуляр 10x/22 мм с перекрестьем, два наглазника
• Адаптер C-mount 1x — для установки цифровой камеры в вертикальный тубус
• Сетевой шнур питания, пылезащитный чехол, инструкция по эксплуатации, гарантийный талон

Комплект достаточен для немедленного начала работы в режимах светлого поля и поляризации в проходящем и отраженном свете, включая коноскопические исследования с компенсаторами. Для расширения методов контраста потребуются опциональные модули.

Рекомендуемые аксессуары

Окуляры 12,5x, 15x, 20x, 30x — для варьирования увеличения и реализации полезного диапазона на каждом объективе, особенно актуальны при установке опционального объектива 100x. Окуляр со шкалой или с измерительной сеткой в паре с калибровочным слайдом — для линейных измерений объектов в поле зрения. Объектив Plan Apo 100x/0,9 — расширяет увеличение до 1000 крат и повышает разрешение до 0,37 мкм. Цифровая камера — для документирования изображений, видеозаписи процесса вращения столика, сохранения интерференционных картин и коноскопических фигур, измерений в программном обеспечении. Фазово-контрастное устройство — для исследования неокрашенных прозрачных биологических объектов. Конденсоры темного поля — для выявления структур с низким контрастом. эпилюминесцентная насадка — для флуоресцентной микроскопии. Набор люминесцентных объективов — специально рассчитан для работы с флуоресценцией. Устройство для работы методом ДИК — обеспечивает псевдообъемное изображение с высоким контрастом.

Итог

MAGUS Pol 890 — специализированный исследовательский микроскоп для количественного анализа оптически анизотропных материалов методом поляризации. Двойная система освещения проходящим и отраженным светом в одном приборе позволяет работать как с прозрачными шлифами, так и с непрозрачными аншлифами без смены оборудования. План-полуапохроматическая и планапохроматическая оптика без внутренних напряжений, скорректированная на бесконечность, исключает артефакты и обеспечивает достоверность результатов. Вращающийся столик с нониусом, центрируемые узлы, точная фокусировка, линза Бертрана для коноскопии, три компенсатора в базовой комплектации, турель для быстрой смены модулей контраста — всё это делает прибор полнофункциональным инструментом для петрографии, минералогии, материаловедения, криминалистики, медицинских и биологических исследований анизотропных структур. Требует подготовленного оператора и специальной пробоподготовки, но при правильной настройке и применении раскрывает полный потенциал метода двойного лучепреломления.