일반적으로 조명 장치라고 하는 현미경의 광원은 표본을 관찰하는 데 필요한 빛을 제공하는 구성 요소입니다. 광원의 유형은 현미경의 종류와 사용되는 특정 이미징 기법에 따라 크게 달라집니다.
현미경 검사에 사용되는 주요 광원은 다음과 같습니다.
명시야 현미경 검사에 일반적으로 사용되는 광원
이는 일반적인 실험실용, 교육용 및 임상용 현미경 대부분에 사용되는 표준 광원입니다.
- LED (발광 다이오드): LED는 대부분의 최신 광학 현미경에서 표준 광원이 되었습니다. 전력 소비가 매우 적고 열이 거의 발생하지 않으며 수명이 매우 깁니다. 수명은 흔히 수만 시간에 이릅니다. 밝고 차가우며 주광에 맞춘 조명을 제공하므로 일반적인 관찰에 매우 적합합니다.
- 할로겐 램프(텅스텐 할로겐): LED가 등장하기 전까지 오랫동안 표준으로 사용되었습니다. 매우 밝고 연속적인 빛의 스펙트럼을 생성하므로 현미경 사진에서 색상을 정확하게 재현하는 데 적합합니다. 하지만 상당한 열이 발생하고 자주 교체해야 하며 밝기를 조절하면 색온도가 변합니다.
- 미러: 구형 또는 휴대성이 매우 높은 현장용 현미경은 평오목 미러로 실내 주변광이나 햇빛을 모아 콘덴서와 시료를 통과하도록 위쪽으로 보냅니다.
고급 현미경 검사용 특수 광원
형광 현미경, 공초점 현미경 및 다광자 이미징과 같은 기법에는 대개 매우 특정한 파장의 고강도 빛이 필요합니다.
- 아크 램프(수은 및 제논): 이 가스 방전 램프는 전통적으로 형광 현미경에 사용됩니다. 자외선, 가시광선 및 근적외선 스펙트럼 전반에서 매우 뚜렷하고 강한 피크의 빛을 방출합니다. 수은 램프는 365nm, 405nm, 436nm 및 546nm 등에서 매우 강한 피크를 나타내므로 특정 형광단을 여기하는 데 적합합니다. 제논 램프는 가시광선 영역 전반에서 더 연속적이고 균일한 스펙트럼을 제공합니다.
- 레이저: 공초점 현미경과 다광자 현미경은 레이저를 사용합니다. 레이저는 단색성(단일 파장)과 결맞음성이 높고 강하게 집속된 빛을 제공합니다. 이러한 시스템에서 일반적으로 사용하는 레이저 라인에는 405nm, 488nm, 532nm, 561nm 및 633nm가 있습니다.
- 고출력 LED 광원 엔진: 최신 형광 현미경에서는 위험한 아크 램프를 다중 LED 광원 엔진으로 대체하는 사례가 늘고 있습니다. 이러한 장치는 여러 개의 고출력 LED(예: 365nm, 470nm, 550nm에서 방출)를 결합하여 아크 램프의 발열, 폭발 위험 또는 짧은 수명 없이 원하는 여기 파장을 제공합니다.
광학 조명 경로
광원의 종류와 관계없이 빛을 시료에 단순히 직접 비추는 것은 아닙니다. 전문적인 구성에서는 일반적으로 쾰러 조명이라는 방식을 사용하며, 빛이 정해진 광학 경로를 통과하도록 하여 시편을 균일하고 눈부심 없이 조명합니다.
광원에서 시작하는 표준 광학 배열은 다음과 같습니다:
- 집광 렌즈: 광원에서 방출된 빛을 모읍니다.
- 시야 조리개: 집광기에 들어가는 광선의 직경을 조절합니다.
- 콘덴서 렌즈: 빛을 집중된 원뿔 형태로 집광하여 시료를 정밀하게 조명합니다.
- 개구 조리개(콘덴서 내부): 조명 광원뿔의 각도를 제어하며, 이 각도가 최종 이미지의 대비와 해상도를 결정합니다.
특히 할로겐 램프나 아크 램프와 같은 광대역 광원을 사용할 때는 정밀 광학 대역 통과 필터를 이 조명 광경로에 삽입하는 경우가 많습니다. 이 필터는 빛이 콘덴서에 도달하기 전에 시료를 여기하는 데 필요한 정확한 파장만 분리합니다.
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