工業(yè)顯微鏡的照明系統(tǒng)是其成像質量的核心影響因素之一,不同照明方式直接影響圖像的亮度、對比度和清晰度。以下是工業(yè)顯微鏡照明系統(tǒng)的分類、特點及應用場景:
一、基礎照明類型
透射照明
原理:光源穿透透明/半透明樣品,利用輪廓光成像。
特點:邊緣清晰,適合觀察內部結構(如液晶面板分層、生物切片)。
應用:電子元件透明封裝檢測、材料內部缺陷分析。
反射照明
垂直反射:光源垂直照射樣品表面,突出紋理細節(jié)。
適用場景:金屬零件表面粗糙度測量、礦物晶體觀察。
斜反射:光源以角度照射,減少陰影干擾。
適用場景:復雜結構(如齒輪齒形、模具刻痕)檢測。
環(huán)形照明
原理:環(huán)狀光源均勻照射樣品,消除方向性陰影。
特點:高均勻性,適合精密零件(如半導體晶圓、光學鏡片)。
應用:玻璃劃痕檢測、軸承滾珠表面質量檢測。
二、**照明技術
暗場照明
原理:僅收集樣品散射光,暗背景下缺陷清晰可見。
特點:對低反射區(qū)域(如劃痕、塵埃)敏感。
應用:硅片表面污染檢測、陶瓷裂紋分析。
同軸照明
原理:光束通過物鏡中心軸反射,避免眩光。
特點:適合光滑/鏡面樣品(如拋光金屬、鍍膜玻璃)。
應用:手機外殼鍍膜均勻性檢測、反光片表面檢查。
近垂直照明(NVI)
原理:LED光源貼近光軸,模擬自然光無陰影效果。
特點:適合深孔/凹槽樣品(如模具、鉆孔電路板)。
應用:微型鉆孔質量檢測、微小零件尺寸測量。
熒光照明
原理:短波激發(fā)光誘導樣品熒光標記發(fā)光。
特點:高靈敏度,適合生物樣本或特殊材料。
應用:熒光滲透檢測、納米材料分布分析。
偏光照明
原理:分析偏光特性,增強各向異性材料對比度。
特點:適合晶體、液晶、應力分析。
應用:金屬晶粒取向檢測、光纖應力雙折射測量。
微分干涉(DIC)照明
原理:Nomarski棱鏡分光形成立體浮雕效果。
特點:凸顯樣品表面微小起伏。
應用:硅片表面波紋檢測、細胞培養(yǎng)皿生長狀態(tài)觀察。
三、光源類型對比
光源類型 | 優(yōu)勢 | 局限性 | 適用場景 |
鹵素燈 | 光譜接近自然光,顯色性好 | 發(fā)熱量大,壽命短(~500h) | 常規(guī)工業(yè)檢測,色彩還原優(yōu)先 |
LED | 長壽命(>2萬小時),低功耗 | 光譜帶寬較寬 | 高頻使用場景,如生產線QC |
激光 | 高亮度,方向性強 | 成本高,需安全防護 | 超精密測量,如納米級3D掃描 |
四、選型建議
樣品特性優(yōu)先:
透明/半透明樣品 → 透射照明
不透明/高反射樣品 → 反射/暗場照明
復雜三維結構 → 環(huán)形/近垂直照明
檢測需求匹配:
表面缺陷檢測 → 暗場/微分干涉
尺寸測量 → 同軸/垂直反射
材料分析 → 熒光/偏光
環(huán)境適應性:
生產線高頻使用 → LED光源(免維護)
實驗室高精度檢測 → 激光光源(需配合冷卻系統(tǒng))
通過合理選擇照明系統(tǒng),可顯著提升工業(yè)顯微鏡的檢測效率和圖像質量,滿足不同場景的精細化觀測需求。
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