显微镜的光源是什么？

显微镜的光源通常称为照明器，是提供观察样本所需光线的组件。光源类型会因显微镜类型和所用的具体成像技术而存在显著差异。

以下是显微镜中使用的主要光源分类：

明场显微镜的常用光源

这些是大多数常规实验室、教学和临床显微镜中使用的标准光源。

• LED（发光二极管）： LED 已成为大多数现代光学显微镜的标准光源。它们功耗极低，几乎不产生热量，并且使用寿命特别长，通常可达数万小时。LED 可提供明亮、低温且达到日光平衡的照明，非常适合常规观察。
• 卤素灯（钨卤素灯）: 在LED出现之前的多年间，这类灯一直是行业标准。它们可产生非常明亮的连续光谱，非常适合在显微摄影中准确还原色彩。但它们会产生大量热量，需要频繁更换，而且调节亮度时色温会发生变化。
• 反射镜： 较老式或便携性很高的野外显微镜使用平凹反射镜收集室内环境光或阳光，并将其向上引导，使其穿过聚光镜和样品。

用于高级显微镜的专用光源

荧光显微镜、共聚焦显微镜和多光子成像等技术需要高强度光，而且通常要求非常特定的波长。

• 弧光灯（汞灯和氙灯）：这类气体放电灯传统上用于荧光显微镜。它们在紫外、可见和近红外光谱范围内的特定波长处发出强度很高的峰值光。汞灯在特定波长处具有很强的峰值，例如 365nm、405nm、436nm 和 546nm，因此非常适合激发特定荧光团。氙灯在整个可见光范围内提供更连续、更均匀的光谱。
• 激光器： 共聚焦显微镜和多光子显微镜依赖激光器。激光器可提供高度单色（单一波长）、相干且高度聚焦的光。这些系统常用的激光谱线包括405nm、488nm、532nm、561nm和633nm。
• 高功率LED光源： 现代荧光显微镜越来越多地使用多 LED 光源替代具有危险性的弧光灯。这类装置组合多个高功率 LED（例如发射波长为 365nm、470nm、550nm），提供特定的激发波长，同时避免弧光灯产生的热量、爆炸风险和使用寿命短等问题。

光学照明光路

无论使用何种光源，光线都不会直接照射到样品上。在专业光学系统中，通常采用柯勒照明方法，使光线沿特定光路传播，从而确保样品获得均匀且无眩光的照明。

从光源开始的标准光学顺序包括：

1. 集光透镜： 收集光源发出的光。
2. 视场光阑：控制进入聚光镜的光束直径。
3. 聚光镜： 将光线聚焦成集中的锥形光束，精确照明样品。
4. 孔径光阑（位于聚光镜内）： 控制照明光锥的角度，该角度决定最终图像的对比度和分辨率。

此照明光路中通常会插入精密光学带通滤光片，尤其是在使用卤素灯或弧光灯等宽光谱光源时，以便在光线到达聚光镜之前，分离出激发样品所需的准确波长。