[实用新型]高信噪比的金相显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及显微镜，特别是一种高信噪比的金相显微镜。

背景技术

金相显微镜是材料分析中观察组织细节及缺陷的基本工具。基于几何光学和衍射光学原理制成的金相显微镜的有效放大率最大为1500～1600倍，可以观察小至200nm的组织。这类显微镜的成像质量在很大程度上取决于物镜的质量。因为物镜既要尽可能多地采集来自物体的信息，又要将信号不失真地传到目镜。为了达到此目的，人们设计了大数值孔径的物镜、复消色差物镜、平视场物镜等等......。目镜则负责将物镜的信号以适合的放大率传递给人眼。

除此之外，照明系统及光路也是影响金相显微镜成像质量的主要因素之一。人们采取了种种措施，改进照明光源，设计合理的光路系统，为了使来自物体的光信号尽可能多地到达目镜，将背景杂散光尽可能地排除，使之在1500倍的放大率下仍能保持高的成像清晰度和衬度。

常用的显微镜无论是明视场还是暗视场照明，光路的主要部件通常都用和光源光线成45度角放置的平面玻璃作垂直照明器，作用是让来自光源的光线转90度到达样品3，再使从样品3出来的光线透过照明器和后续光路系统后到达目镜，光路的结构简图如图1所示。由光源1、准直透镜2、样品3、物镜组4、平面玻璃5、后续光路系统6和目镜组7构成，这种光路系统的优点是成像平坦、清晰，是目前普遍使用的光路系统(参见孙业英，《光学显微分析》清华大学出版社)。然而，这种光路系统的不足之处是：用平面玻璃5做成的垂直照明器无法同时满足高的反射率和透射率，从光源1出来的光线每经过一次平面玻璃要损耗50％，最后到达目镜的光线最多只有原来的25％，影响了成像的质量和清晰度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述在先技术的不足，提供一种高信噪比的金相显微镜，以显著提高金相显微镜的光信号利用率，理论上可获得优于在先技术10倍以上的信噪比，因而显著提高成像质量和衬度。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种高信噪比的金相显微镜，包括光源、物镜组、后续光路系统和目镜组，其特点是：在所述的物镜组和后续光路系统之间的光路中设有转角镜，该转角镜由一片偏振分光片和四分之一波片构成，所述的偏振分光片与所述的物镜组和后续光路系统之间的光路的夹角为45°～55°，所述的四分之一波片与所述的物镜组和后续光路系统之间的光路垂直，该四分之一波片的光轴方向与所入射的线偏振光的偏振方向呈45°角，所述的光源是一单色准直偏振光源，由所述的单色准直偏振光源发出的偏振光束照射在所述的偏振分光片上，该偏振分光片对从光源入射的偏振方向垂直于入射平面的偏振光束以高反射率反射并正入射到所述的四分之一波片，透过该四分之一波片后成为圆偏振光，光线经所述的物镜组照射样品，由该样品调制的反射的圆偏振光，经所述的物镜组，再次经过所述的四分之一波片后，将光线的偏振方向转换为与原入射光的偏振方向相垂直，高透过率地透过所述的偏振分光片经所述的后续光路系统进入所述的目镜组。

所述的单色准直偏振光源由依次的单色照明光源、准直透镜和偏振片组成。

所述的单色照明光源是高亮度的单色半导体发光二极管。

本实用新型的技术效果如下：

由所述的单色准直偏振光源发出的偏振光束照射在所述的偏振分光片上，该偏振分光片将入射偏振光线转过90度或大于90度角正入射到所述的的四分之一波片，线偏振光线经过所述的四分之一波片后成为圆偏振光，到达物镜组再至样品。从样品经物镜4反射回来的圆偏振光，第二次通过所述的四分之一波片时，又成为线偏振光，其偏振方向与原先出射到样品的偏振光的振动方向相垂直，因此，此光线将以高于90％的透射率通过转角镜经后续光路系统最终到达目镜。

本实用新型与在先技术相比，避免了在先技术中每通过一次平面玻璃的折反后，光线的能量损失一半变为杂散光的情况。本实用新型大幅度减少了背景光，显著增加了信号光，优于在先技术10倍以上的信噪比，因而显著提高成像质量和衬度。

附图说明

图1是已有的使用平面玻璃元件作为垂直照明器的显微镜结构示意图。

图2是本实用新型高信噪比的金相显微镜实施例的结构示意图。

图3是本实用新型所述的四分之一波片的光轴方向示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。