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LED為光學顯微鏡行業帶來巨變 優勢比傳統鹵素更明顯


LED光源可以通過定制,為專業的任務提供正確質量的光。

目前在顯微鏡中,現有的光源是石英-鹵素白熾燈,目前LED正在進入顯微鏡中,因為鹵素源通常要耗散50W-100W。但是可以看到,鹵素源仍然很有優勢,它們本質上是黑體散熱器

這意味著它們產生連續的光譜,沒有任何凸起的地方,因此可以看到任何可見顏色的任何物體,并且可以通過光學濾光分開任何可見的顏色。

英國LED制造商Plessey的組件經理Clive Beech說,鹵素的好處是它是一個很好的廣譜光源。該光譜非常均勻,色彩非常好。

各有所長

光學顯微鏡并不全然。有些顯微鏡每天做相同的工作,例如計數白細胞,對照明要求窄范圍。其他的是通用的,在這些中,所需數量的照明選項更多。觀察者可能直接看接目鏡,或者連接到顯微鏡相機的顯示器

研究人員有時需要出色的、準確的顯色性能,要求他們正要尋找的東西與他們不感興趣的東西之間獲得高對比度,因此也就要求光譜和照明方向能最佳組合。

鹵素的第一個問題是保護樣品不受熱的影響。Beech說:它帶有高負載的紅外線,這對任何組織樣品或有機材料都是有害的,所以你必須將其過濾掉。

LED避開了這一層過濾,因為標準的藍芯加磷光體技術不產生IRPlessey光學設計師Samir Mezouari說,大多數[LED公司]可以模擬黑體發射光譜。但是挑戰就是如何獲得最好的效能。

充足的光功率也已經到位。Beech說:我們的標準白色LED12V 8W 1000 lm鏡頭采用7x7mm封裝。

該裝置的四個連接點以正方形面平鋪在單芯片上,在發射器之間幾乎沒有間隙,從而消除了偽像。

LED帶來轉變

盡管需要更多的電流,但是大尺寸芯片LED也是可能的,需要增加芯片接合線的尺寸或數量。這些是顯微鏡照明的潛在問題,即使科勒照明使這種影響最小化了,但是光源結構的殘留圖像也可能疊加在物體的視圖上。

即使使用了必要的接合線,LED源的光線也比鹵素燈的要強。對于非常敏感的樣品,LED可以進行微型閃光攝影,進一步減少熱量和紅外線。

Beech說:您不能將鹵素去除以減少能量輸入,但可以使用LED。可以通過始終打開的相機進行拍攝光線,用鹵素燈泡拍攝不了的樣品,可以通過LED進行成像。

LED進行空間照明也更容易。 例如,徠卡使LED圈透過反射顯微鏡的物鏡上,可以實現只從一個角度產生光,就可以顯示表面特征。

由于LED使用壽命長,所以LED可以永久內置于光學儀器中,避免了更換鹵素燈泡時所需的重新排列和校準的步驟,也可以節省空間,不需要更換燈泡的手指空間和較少的散熱空間。

對比增強

第一步是用連續光譜的LED取代鹵素。對于對比增強,一些顯微鏡包含有可切換光學濾光片,可以用多種不同波長的LED代替。

Beech說,你不能總是想用均勻的光譜進行成像。例如,用藍光照明,紅光樣品組分會變得更暗,因此可以增加對比度

他補充道,LED,您可以制作一個寬光譜的磷光體。特別是針對病理學,我會選擇波長。

Mezouari說:想象一下紅色、綠色、藍色、白色LED,發射一些廣譜,具有特定波長的峰值。然后,例如,您可以關閉紅色,找到您要的特定樣品的光譜配方。

相機數字圖像處理是顯微鏡的一個重要部分,Mezouari認為把在不同波長下拍攝的圖像相結合,可以獲得高度增強的圖像。選擇LED的哪一種波長,取決于手頭的工作,但是如果使用相機,Beech建議將紅綠與藍光和相機芯片的RGB濾波相匹配。

在極端情況下,只使用LED現有的或者將鹵素大部分能量過濾掉獲得的短波長(藍色)光,可以提供更高的分辨率。還有一些證據表明,長期暴露于強烈的藍光中可能對人眼造成不利影響。

LED光源

在科學變得更清楚之前,在操作人員可能將自己曝光在強光中的情況下,這時預防措施就可能是將光源限制在鹵素模擬或綠色波長或更長的波長。對于劇烈的短期暴露,則已經有光生物安全標準。

完全取消光譜照明可能是一個錯誤,因為一個樣品可能就只包括一種與光源不一致的單色材料。

對于多波長LED光源,必須以某種方式將光組合。Mezouari說:您可以使用一個帶有小擴散器的微型LED陣列來獲得數百個而不是數千個流明,但已足夠。

如果您有足夠的空間,使用單獨的LED和幾厘米長的混合棒。或者如果你只有紅綠和藍色,您可以使用棱鏡反射器來混合,有時也添加混合棒。


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