Например, Бобцов

МИКРОСКОПЫ С РАСТРОВЫМИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

ÓÄÊ 535.8 ÌÈÊÐÎÑÊÎÏÛ Ñ ÐÀÑÒÐÎÂÛÌÈ ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÌÈ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀÌÈ © 2008 ã. Ñ. Í. Íàòàðîâñêèé, êàíä. òåõí. íàóê; Î. Ä. Êàëèíèíà
ÎÀÎ “ËÎÌΔ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã

Ðàññìàòðèâàþòñÿ âîïðîñû ïîñòðîåíèÿ è ïðàêòè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ ðàñòðîâûõ îñâåòèòåëüíûõ óñòðîéñòâ â îòå÷åñòâåííûõ ìèêðîñêîïàõ. Äàåòñÿ îöåíêà ðåàëèçàöèè ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ â ìèêðîñêîïàõ ôèðìû “Nikon”, è îáñóæäàþòñÿ ïåðñïåêòèâû èñïîëüçîâàíèÿ ðàñòðîâûõ îñâåòèòåëüíûõ óñòðîéñòâ â ìèêðîñêîïèè.

Êîäû OCIS: 110.0180.

Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 27.06.2007.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ êàê ó íàñ â ñòðàíå, òàê è çà ðóáåæîì âíîâü ïîÿâèëñÿ èíòåðåñ ê ðàñòðîâûì îïòè÷åñêèì ýëåìåíòàì è èõ èñïîëüçîâàíèþ â îñâåòèòåëüíûõ ñèñòåìàõ ìèêðîñêîïîâ è äðóãèõ ïðèáîðàõ. Ïîÿâèëèñü íîâûå ñõåìíûå ðåøåíèÿ, ïðîãðàììíûå ïðîäóêòû äëÿ ðàñ÷åòà îïòè÷åñêèõ ñèñòåì, ñîäåðæàùèõ ëèíçîâûå ðàñòðû, ïîÿâèëîñü ïðåäëîæåíèå ñî ñòîðîíû èçãîòîâèòåëåé ëèíçîâûõ ðàñòðîâ – êîíöåðíà “Ïëàíàð” (Áåëàðóñü) è “Limo GmbH” (Ãåðìàíèÿ).
Èññëåäîâàíèÿ ïî èñïîëüçîâàíèþ ðàñòðîâûõ îñâåòèòåëüíûõ óñòðîéñòâ (ÐÎÓ) â ìèêðîñêîïèè ïðîâîäèëèñü ñîâìåñòíî ËÈÒÌÎ, ÈÇÌÈÐ ÀÍ è ÎÀÎ “ËÎÌΔ íà÷èíàÿ ñ 1975 ã. Íàèáîëåå çíà÷èìûå òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ áûëè çàùèùåíû àâòîðñêèìè ñâèäåòåëüñòâàìè ÑÑÑÐ è ïàòåíòàìè âåäóùèõ â îáëàñòè ìèêðîñêîïèè ñòðàí [1–6]. Âàæíîé îñîáåííîñòüþ òàêèõ ÎÓ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ðàññåÿíèå ñâåòà ïðîèñõîäèò â òðåáóåìîì òåëåñíîì óãëå ñ ìèíèìàëüíûìè ïîòåðÿìè ýíåðãèè, à ãëàâíîå, ÷òî ïðîäîëüíîå óâåëè÷åíèå îïòè÷åñêîé ñèñòåìû ìèêðîñêîïà äî îêóëÿðà â ïëîñêîñòÿõ, ñîïðÿæåííûõ ñ èñòî÷íèêîì ñâåòà, ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå åäèíèöû. Ïîñëåäíåå îáåñïå÷èâàåò ôàêòè÷åñêóþ ðåàëèçàöèþ ìåòîäà îñâåùåíèÿ îáúåêòà ïî Êåëåðó ïðè ðàáîòå ñ ìèêðîîáúåêòèâàìè ëþáîãî óâåëè÷åíèÿ è îòñóòñòâèå ñëåäîâ ñâåòÿùåãîñÿ òåëà ëàìïû â ïîëå èçîáðàæåíèÿ ïðè ðàáîòå ñ ìèêðîîáúåêòèâàìè ìàëûõ (äî 10×) óâåëè÷åíèé [7].
 êîíöå 80-õ ãîäîâ ïðîøëîãî âåêà ÎÀÎ “ËÎÌΔ íà÷àëî âûïóñê ñåðèéíîãî ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà ÌÈÌ-10 (ðèñ. 1à), ñ ñåðåäèíû 90-õ – ìåòàëëîãðàôè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà Ìåòàì-Ë (ðèñ. 1á), à â íàñòîÿùåå âðåìÿ íà÷àò âûïóñê ñåðèè ìèêðîñêîïîâ Ìåòàì-ÐÂ.
 1989 ã. áûëà âûïóùåíà îïûòíàÿ ïàðòèÿ íàâåñíûõ ÎÓ ïðîõîäÿùåãî ñâåòà ÊÑÒÏ1 (ðèñ. 1â), ðàáîòàþùèõ êàê ñ ëàçåðíûì èñòî÷íèêîì ñâåòà, òàê è ñ ëàìïîé íàêàëèâàíèÿ, äëÿ èññëåäîâàòåëüñêîãî áèîëîãè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà ÌÁÈ-15 (ðèñ. 1ã). Ñ öåëüþ ïîëíîãî óñòðàíåíèÿ âëèÿíèÿ çåðíèñòîñòè èçîáðàæå-
1 ÊÑÒÏ – êîíäåíñîð ñâåòëîãî è òåìíîãî ïîëåé.
50

íèÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà ëàçåðà â ÊÑÒÏ ïðåäóñìîòðåíî ââåäåíèå êîëåáàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ëèíçîâîãî ðàñòðà. Óñòðîéñòâî äëÿ ðåàëèçàöèè êîëåáàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ïîñòðîåíî ïî ïðèíöèïó êàìåðòîííîãî ãåíåðàòîðà, äåéñòâóåò áåñøóìíî è íå ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ âèáðàöèé ìèêðîñêîïà [5].
Ñ 2005 ã. ÿïîíñêàÿ ôèðìà “Nikon” ïðèñòóïèëà ê ñåðèéíîìó âûïóñêó ìèêðîñêîïîâ “Eclipse 80i, 90i” (ðèñ. 2) è “LV100POL/50i POL” ñ ÐÎÓ. Ýòà ñèñòåìà îñâåùåíèÿ íàçâàíà èìè “fly-eye” (“ãëàç ìóõè”) è îïðåäåëåíà êàê ðåâîëþöèîííàÿ, îáåñïå÷èâàþùàÿ “èäåàëüíî ðîâíîå” ñâåòîðàñïðåäåëåíèå.
C ó÷åòîì áîëåå ðàííåãî íà÷àëà âûïóñêà ñåðèéíûõ ìîäåëåé ìèêðîñêîïîâ íà ÎÀÎ “ËÎÌΔ ïî ñðàâíåíèþ ñ “Nikon” ïðåäëàãàåìóþ èìè ñèñòåìó îñâåùåíèÿ “fly-eye” ðåâîëþöèîííîé íàçâàòü íåëüçÿ.
(à) (á)
(â) (ã)
Ðèñ. 1. Ñåðèéíàÿ ïðîäóêöèÿ ÎÀÎ “ËÎÌΔ. à – ìåòàëëîãðàôè÷åñêèé ìèêðîñêîï ÌÈÌ-10, á – ìåòàëëîãðàôè÷åñêèé ìèêðîñêîï Ìåòàì-ËÂ, â – íàâåñíîå ÎÓ ïðîõîäÿùåãî ñâåòà ÊÑÒÏ, ã – èññëåäîâàòåëüñêèé áèîëîãè÷åñêèé ìèêðîñêîï ÌÁÈ-15.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 2, 2008

(à) (á) (à) (á)
(â)

Ðèñ. 2. Ìèêðîñêîï “Eclipse 80i” (ßïîíèÿ). à – âíåøíèé âèä ìèêðîñêîïà, á – âèä çðà÷êà ìèêðîñêîïà ïðè îòñóòñòâèè â îñâåòèòåëüíîì óñòðîéñòâå ëèíçîâîãî ðàñòðà (ñëåâà) è â ïðèñóòñòâèè åãî (ñïðàâà), â – âíåøíèé âèä ëèíçîâîãî ðàñòðà ìèêðîñêîïà.

Ðèñ. 3. Ïîëå çðåíèÿ ìèêðîñêîïà Ìåòàì-ËÂ. à – ïðè îòñóòñòâèè â ÎÓ ðàñòðà, á – â ïðèñóòñòâèè â ÎÓ ðàñòðà.

Ñëåäóåò òàêæå óêàçàòü íà ïàòåíòû äðóãîé ÿïîíñêîé ôèðìû – “Olympus” [8], â êîòîðûõ çàÿâëåíû ÐÎÓ äëÿ îðãàíèçàöèè òåìíîïîëüíîãî îñâåùåíèÿ ìèêðîîáúåêòà.
Îòìåòèì, ÷òî “èäåàëüíî ðîâíîãî” ñâåòîðàñïðåäåëåíèÿ â ÐÎÓ ñ îäíèì ðàñòðîì ïðè ðàáîòå ñ ïðîòÿæåííûì èñòî÷íèêîì ñâåòà ìîæíî äîáèòüñÿ òîëüêî â öåíòðàëüíîé çîíå îñâåùàåìîé ïëîùàäêè, êîòîðàÿ âûäåëÿåòñÿ, êàê ýòî áûëî ðåàëèçîâàíî â ìèêðîñêîïå Ìåòàì-ËÂ, ñ ïîìîùüþ ïðîìåæóòî÷íîé ïîëåâîé äèàôðàãìû, à òàêæå ïîëåâîé äèàôðàãìîé îêóëÿðà, ëèáî íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ñîòîâûé êîíäåíñîð èç äâóõ ðàñòðîâ èëè ìîíîëèòíûé äâóõðàñòðîâûé áëîê, âûïóñêàåìûé êîíöåðíîì “Ïëàíàð” (Áåëàðóñü) [7, 9].
Ñêàçàííîå èëëþñòðèðóåòñÿ èçîáðàæåíèÿìè ïîëÿ çðåíèÿ ìèêðîñêîïà ïðè îòñóòñòâèè â õîäå ëó÷åé ðàñòðà (ðèñ. 3à) è ïðè åãî íàëè÷èè (ðèñ. 3á) â ÎÓ, ïîñòðîåííîì ïî ñõåìå, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 4à [10].
Ââåäåíèå â ÎÓ ïëîñêîñòè ïðîìåæóòî÷íîãî èçîáðàæåíèÿ èñòî÷íèêà, ãäå äîëæíà ðàñïîëàãàòüñÿ ïîëåâàÿ äèàôðàãìà, ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíî ïî ñõåìàì ðèñ. 4á, 4â, ðàáîòà êîòîðûõ ïîíÿòíà èç ïðèâåäåííîãî õîäà ëó÷åé, à òàêæå îïèñàíà â [7, 9, 11, 12]. Ïåðâàÿ ñõåìà (ðèñ. 4à) ïîëåçíà ïðè èñïîëüçîâàíèè â ïðîñòûõ ìîäåëÿõ ìèêðîñêîïîâ. Ââåäåíèå ïîëåâîé äèàôðàãìû â äâóõ äðóãèõ ñõåìàõ ïîëåçíî è ñ òî÷êè çðåíèÿ áîðüáû ñ ðàññåÿííûì ñâåòîì. Îòìåòèì, ÷òî â ìèêðîñêîïå Ìåòàì-Ë ñ ïîìîùüþ ÐÎÓ ðåàëèçîâàíî êàê ñâåòëîïîëüíîå, òàê è òåìíîïîëüíîå îñâåùåíèå îáúåêòà ïî ìåòîäó Êåëåðà, èññëåäîâàíèÿ îáúåêòà ïðîâîäÿòñÿ â ñâåòëîì è òåìíîì ïîëÿõ, ïî ìåòîäó ÄÈÊ2 è â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå.
Ñ ïîìîùüþ ïðåäñòàâëåííûõ ÐÎÓ ðåàëüíî îáåñïå÷èòü âûñîêóþ ðàâíîìåðíîñòü îñâåùåíèÿ îáúåê-
2 ÄÈÊ – äèôôåðåíöèàëüíûé èíòåðôåðåíöèîííûé êîíòðàñò.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 2, 2008

òà. Äëÿ ïîñòðîåíèÿ òåîðåòè÷åñêîé êðèâîé ñâåòîðàñïðåäåëåíåíèÿ â ïëîñêîñòè îñâåùàåìîãî îáúåêòà ïðèìåì äëÿ ïðîñòîòû îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó ÐÎÓ, ëèøåííóþ àáåððàöèé ïî âñåìó îñâåùàåìîìó ïîëþ. Ñâåòîðàñïðåäåëåíèå íà ïîâåðõíîñòè îáúåêòà ïðè îòñóòñòâèè âëèÿíèÿ àáåððàöèé, âèíüåòèðîâàíèÿ è áåç ó÷åòà âîçìîæíûõ èíòåðôåðåíöèîííûõ ýôôåêòîâ ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 5à. Íà ó÷àñòêå bñ ñâåòîðàñïðåäåëåíèå áóäåò ðàâíîìåðíûì. Ýòîò ó÷àñòîê ñîîòâåòñòâóåò ñëó÷àþ, êîãäà èç êàæäîé òî÷êè ñâåòÿùåãîñÿ òåëà (ÑÒ) èñòî÷íèêà ñâåòà è êàæäîãî ëèíçîâîãî ýëåìåíòà ðàñòðà (ËÝÐ) â êàæäóþ òî÷êó îñâåùàåìîãî ïîëÿ ïðèõîäèò ñâåòîâîé ëó÷. Íà ó÷àñòêàõ àb è ñd ýòî óñëîâèå íå âûïîëíÿåòñÿ è íàáëþäàåòñÿ áîëåå èëè ìåíåå êðóòîé ñïàä îñâåùåííîñòè. Ðàçìåð ad ó÷àñòêà îïðåäåëèòñÿ ïî ôîðìóëå 2x = = 2fê′tgσp′ + lβ, à ðàçìåð ó÷àñòêà bc ïî ôîðìóëå 2x0 = = 2fê′tgσp′ – lβ, ãäå l – ðàçìåð ñâåòÿùåãîñÿ òåëà èñòî÷íèêà ñâåòà. Çíà÷åíèå óâåëè÷åíèÿ β äëÿ êàæäîé èç ñõåì â ïîðÿäêå èõ ñëåäîâàíèÿ íà ðèñ. 4 áóäåò âû÷èñëÿòüñÿ ïî ôîðìóëàì
β = − fê′/fê′îë, β = −βêîë ( fê′/f1′), β = ( f1′fê′)/( f2′ fê′îë),
ãäå fê′îë è βêîë – ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå è ëèíåéíîå óâåëè÷åíèå êîëëåêòîðà, f1′ è f2′ – ôîêóñíûå ðàññòîÿíèÿ êîìïîíåíòîâ ϕ1 è ϕ2.
Æåëàòåëüíî ðàáîòàòü íà ó÷àñòêå bc îñâåùàåìîãî ïîëÿ, óñòðàíÿÿ ñ ïîìîùüþ ìàòåðèàëüíîé ïîëåâîé äèàôðàãìû ïåðèôåðèéíóþ ÷àñòü – ó÷àñòêè àb è cd. Ýòî ñâÿçàíî ñ ïîòåðÿìè ñâåòîâîé ýíåðãèè ïðè ýêðàíèðîâàíèè, äëÿ óìåíüøåíèÿ êîòîðûõ íóæíî îáåñïå÷èòü óñëîâèÿ äëÿ êðóòîãî ñïàäà îñâåùåííîñòè (α ≤ 90°) íà ýòèõ ó÷àñòêàõ êðèâîé ñâåòîðàñïðåäåëåíèÿ, ò. å. ìèíèìèçèðîâàòü ðàçíîñòü õ – õ0. Ìîæ-
51

ϕê ËÐ l

ϕêîí

(à)



–fê ϕê
l

f p′
D1 σð′

f ê′îí ϕ1

ϕêîí D2



(á)

að′ d

z′

–aê

–að –f1

a′1

–fêîí

f ê′îí

a′ê Δ

ϕê l

ϕ1

D1 ϕ2

D2 ϕêîí



(â) f p′ –fê –t d2 –f2 t ′ –fêîí f ê′îí
d1 d2

Ðèñ. 4. Âàðèàíòû îïòè÷åñêîé ñõåìû îñâåòèòåëüíîãî óñòðîéñòâà. 1 – èñòî÷íèê ñâåòà, ϕê – êîëëåêòîð, ËÐ – ëèíçîâûé ðàñòð, ϕêîí – êîíäåíñîð, D1 – ïîëåâàÿ äèàôðàãìà, ϕ1, ϕ2 – îïòè÷åñêèå êîìïîíåíòû, D2 – àïåðòóðíàÿ äèàôðàãìà.

íî ïîêàçàòü, ÷òî ýòè ïîòåðè îïðåäåëÿþòñÿ ÷åðåç êîýôôèöèåíò K = Sï/S, ãäå Sï – çàøòðèõîâàííàÿ ïëîùàäü íà ðèñ. 5a, S – ïëîùàäü âñåé òðàïåöèè. Ñ ó÷åòîì ââåäåííûõ îáîçíà÷åíèé ïîëó÷èì
K = 1 − (D − 2x)2/(4 f1′tgσ′ðlβ).
Äëÿ ìèíèìèçàöèè ðàçíèöû ìåæäó âåëè÷èíàìè õ è õ0 òðåáóåòñÿ âûïîëíåíèå íåðàâåíñòâ (íåðàâåíñòâî äîëæíî áûòü ñèëüíûì)
lβ < 2fê′tgσp′ èëè lβ > 2fê′tgσp′.
Ïðè ìàëûõ çíà÷åíèÿõ ëèíåéíîãî óâåëè÷åíèÿ β âîçìîæíî ïîÿâëåíèå èíòåðôåðåíöèîííûõ ýôôåêòîâ íà ïîâåðõíîñòè îñâåùàåìîãî îáúåêòà. Äëÿ èõ óñòðàíåíèÿ íåîáõîäèìî âûïîëíåíèòü íåðàâåíñòâî l″ > (λfê′)/2x, ãäå l″ – ðàçìåð ìóëüòèïëèöèðîâàííîãî èçîáðàæåíèÿ ÑÒ ëàìïû â ïëîñêîñòè àïåðòóðíîé äèàôðàãìû êîíäåíñîðà, êîòîðûé îïðåäåëèòñÿ ïî ôîðìóëàì äëÿ òðåõ ñõåì â ïîðÿäêå èõ ñëåäîâàíèÿ:
l′′= l( fð′/fê′),
52

(à) Db
α a

E 2õ0 c E1 E0
2õ d

(á)

Ðèñ. 5. Câåòîðàñïðåäåëåíèå íà ïîâåðõíîñòè îáúåêòà – à, òðàíñôîðìàöèÿ èçîáðàæåíèÿ óïàêîâî÷íîé ñåòêè ËÐ â ïëîñêîñòè çðà÷êà – á. (Ïîÿñíåíèÿ ñì. â òåêñòå.)

l′′ = lβêβ1βð, l′′ = l( fð′ f2′)/( fê′ f1′), ãäå β1 – ëèíåéíîå óâåëè÷åíèå êîìïîíåíòà ϕ1 (ñõåìà ïî ðèñ. 4á). Îòìåòèì, ÷òî îòíîøåíèå lβ/(2f ê′tgσp′) îïðåäåëÿåò êîýôôèöèåíò íåêîãåðåíòíîñòè Ä.Ñ. Ðîæäåñòâåíñêîãî “c”, âõîäÿùèé â ñîñòàâ àðãóìåíòà êîìïëåêñíîé ôóíêöèè ñòåïåíè êîãåðåíòíîñòè μ [13–15].
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 2, 2008

Ìû çäåñü ðàññìàòðèâàëè “ïëîñêèé” (äâóõìåðíûé) âàðèàíò, â êîòîðîì ðåçóëüòàò, êàñàþùèéñÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñâåòîâîé ýíåðãèè, îêàçûâàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî çàâûøåííûì, êàê è â ñëó÷àÿõ âèíüåòèðîâàíèÿ ïî äèàìåòðó è ïëîùàäè çðà÷êà.
Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè ÐÎÓ ìîæåò èìåòü ìåñòî íåïîëíîå (l″ < Õ, ãäå Õ – øàã ëèíçîâîãî ðàñòðà èëè åãî èçîáðàæåíèÿ), ïîëíîå (l″ = Õ) çàïîëíåíèå çðà÷êîâ êîíäåíñîðà è ìèêðîîáúåêòèâà èëè èõ ïåðåçàïîëíåíèå (l″ > Õ) ìóëüòèïëèöèðîâàííûì èçîáðàæåíèåì ÑÒ èñòî÷íèêà ñâåòà. Íà ðèñ. 5à ïîêàçàí ñëó÷àé íåïîëíîãî çàïîëíåíèÿ çðà÷êîâ. Êðîìå òîãî, ïðè õîðîøåé êîððåêöèè ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè ñîãëàñíî Ý. Àááå áóäåò èìåòü ìåñòî òðàíñôîðìàöèÿ èçîáðàæåíèÿ óïàêîâî÷íîé ñåòêè ëèíçîâîãî ðàñòðà – ïðÿìûå âûðîæäàþòñÿ â ãèïåðáîëû (ðèñ. 5á).
Îñâåòèòåëüíûå óñòðîéñòâà (ÎÓ) äëÿ ìåòàëëîãðàôè÷åñêèõ ìèêðîñêîïîâ ñòðîèëèñü ïî ñõåìå îïàê-èëëþìèíàòîðà, â êà÷åñòâå ýïèçåðêàë èñïîëüçîâàëèñü ïàðàáîëè÷åñêèå è êîíè÷åñêèå çåðêàëà, ïðè÷åì ïîñëåäíèå èñïîëüçîâàëèñü â êîìáèíàöèè ñ òîðîèäàëüíîé ëèíçîé.  ÎÓ ÊÑÒÏ (ðèñ. 6) òîðîèäàëüíàÿ ëèíçà 7 è êîíè÷åñêîå ýïèçåðêàëî âûïîëíåíû â âèäå ìîíîëèòà 11. Ëèíçîâûé ðàñòð 6 èìååò âîçìîæíîñòü ñîâåðøàòü êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå, ÷òî, ñ òî÷êè çðåíèÿ óñòðàíåíèÿ âëèÿíèÿ ñïåêëîâ, ýôôåêòèâíî ïðè ðàáîòå ñ ëàçåðíûì èñòî÷íèêîì ñâåòà. Ïðîñòîå ââåäåíèå ëèíçîâîãî ðàñòðà (ËÐ) â ëàçåðíûé îñâåùàþ-

ùèé ïó÷îê ñíèæàåò äåéñòâèå ñïåêëîâ, óñòðàíÿåò âëèÿíèå äèôðàêöèîííûõ ýôôåêòîâ íà öàðàïèíàõ è ïûëè íà îïòè÷åñêèõ ïîâåðõíîñòÿõ (ðèñ. 7), à ïðèäàíèå åìó êîëåáàòåëüíîãî äâèæåíèÿ â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îïòè÷åñêîé îñè, ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ óñòðàíÿåò çåðíèñòîñòü èçîáðàæåíèÿ (ðèñ. 7ã).
 ñîñòàâ ÊÑÒÏ âõîäÿò òàêæå òåìíîïîëüíûé êàðäèîèäêîíäåíñîð 8, à â êà÷åñòâå ñâåòëîïîëüíûõ êîíäåíñîðîâ èñïîëüçóþòñÿ ïðîñòàÿ ëèíçà 9, âõîäÿùàÿ, êàê è êàðäèîèäêîíäåíñîð 8, â ñîñòàâ ñåðèéíîãî êîíäåíñîðà ÎÈ-10, è âûñîêîàïåðòóðíûé ñåðèéíûé êîíäåíñîð ÊÎÍ-3 (íà ñõåìå íå ïîêàçàí).
Ðîëü ðàññåèâàòåëÿ â îñâåòèòåëüíîé ÷àñòè ìèêðîñêîïà ÷àñòî íåäîîöåíèâàåòñÿ ðàçðàáîò÷èêàìè, òîãäà êàê ðàçóìíîå åãî èñïîëüçîâàíèå ïîçâîëÿåò ïðîñòî è ýôôåêòèâíî ðåøàòü çàäà÷è îñâåùåíèÿ, îñîáåííî òîãäà, êîãäà, íàïðèìåð, äëÿ ðåàëèçàöèè îñâåùåíèÿ ïî Êåëåðó òðåáóåòñÿ áîëüøîå óâåëè÷åíèå êîëëåêòîðà, ÷òî ÷àñòî èìååò ìåñòî â èíâåðòèðîâàííûõ ìèêðîñêîïàõ. Ðàññìîòðèì ýòî íà ïðèìåðå èíâåðòèðîâàííîãî ìèêðîñêîïà, êîãäà íåîáõîäèìî îñâåòèòü îáúåêò ñ àïåðòóðîé îñâåùåíèÿ 0,5 è ïåðåäíèì ðàáî÷èì îòðåçêîì 50 ìì. Ïðè èñïîëüçîâàíèè èñòî÷íèêà ñâåòà ñ ðàçìåðîì ñâåòÿùåãîñÿ òåëà 1,9×1,9 ìì ðàçìåð àïåðòóðíîé äèàôðàãìû (äèàìåòð) ñîñòàâèò 50 ìì, à óâåëè÷åíèå êîëëåêòîðà β îïðåäåëèòñÿ èç îòíîøåíèÿ 50/1,9 è ñîñòàâèò 25×, ÷òî ïðèâåäåò ê ìíîãîëèíçîâîé êîíñòðóêöèè îñâåòèòåëüíîé ÷àñòè. Åñëè çàìåíèòü èñòî÷íèê ñâåòà íà èñòî÷íèê ñ

1 2 5 89
4 67 Îáúåêò
3
10 11

(à) (â)

(á) (ã)

Ðèñ. 6. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ÎÓ ÊÑÒÏ. 1 – ëàçåð, 2 – ïîëÿðèçàòîð, 3 – çåðêàëî, 4, 5 – ïàðà êîàêñèàëüíûõ îòðàæàòåëüíûõ êîíóñîâ; 6 – ëèíçîâûé ðàñòð, 7 – òîðîèäàëüíàÿ ëèíçà, 8, 9 – ñåðèéíûé êîíäåíñîð ÎÈ-10; 10 – äèàôðàãìà ñâåòëîãî ïîëÿ, 11 – ìîíîëèòíûé èììåðñèîííûé êîíäåíñîð.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 2, 2008

Ðèñ. 7. Âëèÿíèå ââåäåíèÿ ËÐ â ëàçåðíûé îñâåùàþùèé ïó÷îê. Ñå÷åíèå ïó÷êà ëàçåðíîãî äèîäà ïðè îòñóòñòâèè (à) è â ïðèñóòñòâèè ËÐ (á). Èçîáðàæåíèå ïîëÿ çðåíèÿ â ìèêðîñêîïå ïðè îñâåùåíèè îáúåêòà ëàçåðíûì ïó÷êîì â ïðèñóòñòâèè â íåì íåïîäâèæíîãî ËÐ (â) è ËÐ, ñîâåðøàþùåãî êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå (ã).
53

ÑÒ 3×3 ìì, òî è çäåñü óâåëè÷åíèå êîëëåêòîðíîé ÷àñòè ñîñòàâèò 17×, ÷òî òàêæå ìíîãî. Îáû÷íî ðàçðàáîò÷èê â òàêîì ñëó÷àå óìåíüøàåò àïåðòóðó îñâåùåíèÿ, ñíèæàÿ óâåëè÷åíèå êîëëåêòîðà, íàïðèìåð, äî 12×. Ââåäåíèå ðàññåèâàòåëÿ ëþáîãî òèïà ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî ïðè ðàñ÷åòàõ ñòàíîâèòñÿ íåîáõîäèìûì çà ÑÒ èñòî÷íèêà ñâåòà ïðèíèìàòü ñâåòÿùóþñÿ ïîâåðõíîñòü ðàññåèâàòåëÿ, ðàçìåð êîòîðîé ïðè ðàñïîëîæåíèè ðàññåèâàòåëÿ â ïëîñêîñòè çðà÷êà êîíäåíñîðà áóäåò â β ðàç áîëüøå ðåàëüíîãî ðàçìåðà ÑÒ èñòî÷íèêà ñâåòà. Òîãäà íåîáõîäèìîñòü â ìíîãîëèíçîâîé êîíñòðóêöèè îòïàäàåò è çàäà÷à ìîæåò áûòü ðåøåíà â ïîëíîì îáúåìå. Êðîìå òîãî, ââåäåíèå ðàññåèâàòåëÿ ïîçâîëÿåò ñíèçèòü òðåáîâàíèÿ ê îïòè÷åñêèì ýëåìåíòàì, ðàñïîëîæåííûì äî íåãî, è, ñëåäîâàòåëüíî, ñíèæàåò ñëîæíîñòü êîíñòðóêöèè óçëîâ, â êîòîðûå ýòè ýëåìåíòû âõîäÿò.
Òàêèì îáðàçîì, ïîäâîäÿ èòîã, ìîæíî îòìåòèòü ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â ìèêðîñêîïèè ðàñòðîâûõ îñâåòèòåëüíûõ óñòðîéñòâ, ïîçâîëÿþùèõ êàê ïîâûñèòü êà÷åñòâåííûå õàðàêòåðèñòèêè îñâåùåíèÿ ìèêðîîáúåêòîâ, òàê è ïîâëèÿòü íà êîíñòðóêöèþ îòäåëüíûõ óçëîâ îñâåòèòåëåé ìèêðîñêîïà â ñòîðîíó èõ óïðîùåíèÿ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Õâàëîâñêèé Â.Â., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íàëèâàéêî Â.È. Îñâåòèòåëüíîå óñòðîéñòâî // À. ñ. ÑÑÑÐ. ¹ 572868. Áþë. èçîáð. 1977. ¹ 34.
12. Õâàëîâñêèé Â.Â., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íàëèâàéêî Â.È. Îñâåòèòåëüíîå óñòðîéñòâî // À. ñ. ÑÑÑÐ ¹ 593276. Áþë. èçîáð. 1978. ¹ 6.
13. Õâàëîâñêèé Â.Â., Íàëèâàéêî Â.È., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í. Ñïîñîá ñîçäàíèÿ ïðîòÿæåííîãî èñòî÷íèêà êîãåðåíòíîãî ñâåòà // Èçâ. âóçîâ. Ïðèáîðîñòðîåíèå. 1977. T. 20. ¹ 9. C. 108–112.
14. Õâàëîâñêèé Â.Â., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íàëèâàéêî Â.È., Âîðîíöîâ Â.Ë. Óñòðîéñòâî äëÿ êîãåðåíòíîãî îñâåùåíèÿ îáúåêòîâ // Ïàòåíò Ôðàíöèè ¹ 7606871. 1978; Ïàòåíò ÑØÀ ¹ 4109304. 1978; Ïàòåíò Âåëèêîáðèòà-

íèè ¹ 1546513. 1979; Ïàòåíò Àâñòðèè ¹ 354136. 1979; Ïàòåíò ÔÐÃ ¹ 2608176. 1981; Ïàòåíò Íèäåðëàíäîâ ¹ 169369. 1982.
15. Àáàøèíà Ã.Â., Êó÷èí À.À., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íàëèâàéêî Â.È. Îñâåòèòåëüíîå óñòðîéñòâî // À. ñ. ÑÑÑÐ ¹ 1527611. Áþë. èçîáð. 1989. ¹ 45.
16. Ãîðáà÷åâà Ã.Ï., Ãóí÷åíêîâà Í.Ì., Æèäêîâà Í.À., Çàäîðèí Å.Þ., Ìàìàåâ À.È., Ìàñëîâà Ã.È., Íåìêîâà Î.Í., Ðàãóçèí Ð.Ì., Ôðîëîâ Ä.Í., Ôðýç À.È., Ôåäîðîâ Î.Â., Øèáàëîâà È.Ä. Îïûò ðàçðàáîòêè ìèêðîñêîïîâ åäèíîé ñèñòåìû (“ðàáî÷èõ” è “ñòóäåí÷åñêèõ”) // Îïòè÷åñêèé æóðíàë. 1992. ¹ 10. Ñ. 42–47.
17. Âàðëàìîâà Ë.Ë., Çàðóáèíà È.Ë., Êàëèíèíà Î.Ä., Êó÷èí À.À., Ìàêàðîâà È.È., Íàëèâàéêî Â.È., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íåìêîâà Î.Í. Óñòðàíåíèå èçîáðàæåíèÿ ñâåòÿùåãîñÿ òåëà ëàìïû èç ïîëÿ çðåíèÿ ìèêðîñêîïà // ÎÌÏ. 1987. ¹ 1. C. 42–45.
18. Illuminating Device for Mikroskopes // US Patent ¹ 4.475.796. 1989.
19. Æèäêîâà Í.À., Êàëèíèíà Î.Ä., Êó÷èí À.À., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íåìêîâà Î.Ì., Ñêîáåëåâà Í.Á. Èñïîëüçîâàíèå ëèíçîâûõ ðàñòðîâ â îñâåòèòåëÿõ ìèêðîñêîïîâ îòðàæåííîãî ñâåòà // ÎÌÏ. 1988. ¹ 9. C. 23–24.
10. Êàëèíèíà Î.Ä., Êó÷èí À.À., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í. è äð. Îñâåòèòåëüíîå óñòðîéñòâî // À. ñ. ÑÑÑÐ ¹ 1118948. Áþë. èçîáð. 1984. ¹ 38.
11. Êàëèíèíà Î.Ä., Ñåëåçíåâà Ò.Ô., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í. Ðàñòðîâûå îñâåòèòåëüíûå óñòðîéñòâà äëÿ ïðîñòåéøèõ ìîäåëåé áèîëîãè÷åñêèõ ìèêðîñêîïîâ // Îïòè÷åñêèé æóðíàë. 1997. T. 64. ¹ 9. Ñ. 56–59.
12. Êàëèíèíà Î.Ä., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í. Ëèíåéíîå óâåëè÷åíèå öåíòðèðîâàííîé ÷àñòè îïòè÷åñêîé ñèñòåìû ðàñòðîâîãî îñâåòèòåëÿ // ÎÌÏ. 1990. ¹ 3. C. 37–40.
13. Ðîæäåñòâåíñêèé Ä.Ñ. Èçáðàííûå òðóäû. Ì.–Ë.: Íàóêà, 1964. 490 ñ.
14. Áîðí Ì., Âîëüô Ý. Îñíîâû îïòèêè. Ì.: Íàóêà, 1966. 855 ñ.
15. Çëàòèíà Ñ.Â., Êàëèíèíà Î.Ä., Êîçëîâà È.Ï., Íàòàðîâñêèé Ñ.Í., Íåìêîâà Î.Í., Ñåëåçíåâà Ò.Ô., Ñêîáåëåâà Í.Á. Ðàñòðîâûå îñâåòèòåëüíûå óñòðîéñòâà äëÿ ìèêðîñêîïà // Îïòè÷åñêèé æóðíàë. 2004. T. 71. ¹ 11. C. 55–59.

54 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 2, 2008