Образовательный набор по оптической микроскопии

Описание

- Предназначен для использования в образовательных, демонстрационных и учебных аудиториях;

- Полный комплект включает все необходимое оборудование, кроме компьютера;

- Подробное руководство, лабораторные заметки, заметки к курсу и заметки для преподавателя помогают студентам и учителям пройти весь четверть- или семестровый курс;

- Выбор из образовательных наборов, содержащих компоненты в дюймовой или метрической системе.

Подробнее об образовательном наборе

Учебный набор для курса оптической микроскопии компании Thorlabs позволяет студентам пройти четверть- или семестровый курс по микроскопии, охватывающий оптические свойства, методы визуализации и конструкцию микроскопов. Он включает в себя модульную открытую оптическую скамью, на которой студенты собирают и настраивают микроскоп с бесконечными сопряжениями.

Оптика

Учащиеся собирают компоненты микроскопа на оптической скамье, получая практический опыт в отношении важности положения и выравнивания. К основной оптике относятся:

- Плоско-выпуклая коллекторная линза, f = 35 мм;

- Ахроматическая конденсорная линза, f = 50 мм;

- Ахроматическая линза объектива, f = 25 мм;

- Ахроматическая трубка, f = 150 мм.

Настраиваемая таблица для измерения разрешающей способности предназначена для обучения теории Аббе и оптике Фурье. Детали на таблице имеют хромированное покрытие и включают в себя звезду Сименса, шкалы Ронки, наборы полосок USAF 1951 и NBS 1963A, встречно-штыревые линии, отверстия для положительной и отрицательной маски, сетку дисторсии и концентрические круги.

Таблица для измерения разрешающей способности (в комплекте)

Цифровая визуализация

Во время курса студенты используют две камеры: монохромную камеру для изображения образца и цветную камеру для изображения задней фокальной плоскости объектива. Камеры были выбраны таким образом, чтобы частота дискретизации изображения превышала частоту Найквиста при использовании объективов из этого набора.

Освещение

Как только студенты получат достаточное представление об основных оптических свойствах, они настраивают освещение Келера. Студенты используют эту установку на протяжении большей части курса, чтобы исследовать когерентное и некогерентное освещение, аберрации и влияние настроек экспозиции и усиления на качество окончательного изображения, особенно на контрастность и разрешение изображения. Эта установка идеально подходит для преподавания теории формирования изображения Аббе, центрального элемента курса.

Схема основных компонентов микроскопа для освещения Келера

Режимы визуализации

В наборе в основном используется светопольная визуализация. В последующих курсах студенты изучают темнопольную, фазово-контрастную и флуоресцентную микроскопию. Для проведения этих уроков предоставляется оптика, в том числе блокирующая маска нулевого порядка, фазово-контрастный объектив Nikon 10X и набор флуоресцентных калибровочных слайдов микроскопа. Следует помнить, что набор предназначен для образовательных целей, а не для научного использования в любом из этих режимов визуализации без существенных изменений в сборке.

Основы оптической визуализации

Студенты начинают с изучения основ световых волн, оптики и визуализации. Они знакомятся со свойствами волн и поведением света, что дает им понимание дифракции, формирования изображения, разрешения и аберраций. Лабораторные разделы помогают студентам настраивать цифровую камеру и спектрометр для измерения фокусного расстояния объектива, спектров нескольких источников света и разрешения системы. С самого начала курс подчеркивает безопасные процедуры обращения с хрупким оборудованием, а также надлежащую документацию для лабораторных отчетов.

Освещение Келера

Затем набор проводит студентов через настройку управляемого освещения Келера, чтобы обеспечить яркое, равномерное освещение образца. Учащиеся изучают, как можно настроить каждый компонент системы для изменения результирующего изображения, включая угол освещения и числовую апертуру объектива. Они также узнают о сопряженных плоскостях и о том, где образуются изображения в системе микроскопа.

Конфигурация освещения Келера с использованием набора

Теория формирования изображения Аббе

Используя две камеры, студенты одновременно наблюдают как плоскость образца, так и заднюю фокальную плоскость объектива. Теория Аббе основана на Фурье оптике и объясняет, как манипуляции с дифрагированными порядками в задней фокальной плоскости влияют на результирующее изображение образца. Эти упражнения подводят студентов к изучению различных методов контраста.

Слева: сетка 150 лин/мм; Справа: соответствующая дифракционная картина в задней фокальной плоскости объектива

Контрастные методы

Студенты углубляются в понимание теории Аббе и функции передачи модуляции, а также эффекты когерентного и некогерентного освещения. Они также опираются на свой опыт, манипулируя порядками дифрагированного света в задней фокальной плоскости, чтобы настроить отображение темного поля и фазового контраста и использовать их для изображения прозрачных объектов. Эти эксперименты позволяют студентам лучше познакомиться с сопряженными плоскостями, более подробно рассмотреть разрешение и контраст, а также развить знания о том, как информация об изображении распределяется в задней фокальной плоскости объектива.

Флуоресцентная микроскопия

Студенты узнают о флуоресцентной визуализации, чрезвычайно важном инструменте в современной биологии. Они знакомятся с природой возбуждения и испускания флуоресценции и используют соответствующие интерференционные фильтры для визуализации флуоресценции и исследования различных образцов.

Спектры и фильтры

Заключительный урок предлагает более глубокое исследование спектров. Студенты продолжают работать со спектрометрами, исследуя поведение различных типов фильтров и ограничения интерференционных фильтров. Этот раздел также включает в себя подробный набор задач на основе электронных таблиц, в котором учащиеся приобретают практические навыки количественного выбора оптимальных фильтров для получения изображений с помощью данного флуорофора, камеры и источника света.

Спецификации:

Примечания:

a. Компьютер в комплект не входит;

b. Две камеры лучше всего работают с подключением по USB 3.0 (более высокая частота кадров), но совместимы с USB 2.0, который поддерживает полную (480 Мбит/с) скорость передачи данных. Спектрометр использует соединение USB 2.0 для передачи данных, а один порт USB используется для питания светодиодов. Использование USB хабов не рекомендуется.

Примечания:

a. При биннинге 1 x 1.

Примечания:

a. Рекомендуется использовать перчатки (например, латексные или хлопчатобумажные перчатки) при замене лампы, чтобы предотвратить попадание кожного жира на стекло. Если есть подозрение, что лампа загрязнена, нужно тщательно очистить ее спиртом перед подключением к источнику питания;

b. Измеряется путем фокусировки выходного пучка после конденсорной линзы ACL5040U на датчик тепловой мощности с защищенным серебряным внеосевым параболическим зеркалом MPD508762-90-P01 предыдущего поколения;

c. Цветовая температура будет варьироваться от устройства к устройству.

Примечания:

a. Типичные значения;

b. Указано при 25 °C.

Примечания:

a. Эти характеристики действительны только в том случае, если спектрометр используется с прилагаемым оптоволоконным соединительным кабелем;

b. Спектрометр не может быть откалиброван по амплитуде ниже 380 нм;

c. Большая разница в относительном отклике системы от УФ к видимому излучению препятствует надежным показаниям мощности в УФ при выполнении широкополосных измерений. Детали в УФ-диапазоне могут быть видны при использовании полосового или короткополосного фильтра для предотвращения насыщения на более длинных волнах;

d. ПО обеспечивает время интеграции до 60 с. Время интеграции более 10 с может резко увеличить количество горячих пикселей и шума.

Примечания:

a. От поверхности стола.

Учебный комплект для курса оптической микроскопии Thorlabs доступен в дюймовой и метрической версиях. В случаях, когда комплекты с метрической и дюймовой системой мер содержат детали с разными номерами позиций, метрические размеры указаны в скобках.

Комплектация набора: