偏光显微镜的构造及常见型号

偏光显微镜的型号较多，目前国内所用的偏光显微镜常见有德国莱卡厂Leica DMEP系列、日本尼康厂Nicon系列、日本奥林帕斯厂OLYMPUS系列、德国蔡司厂Carl Zess系列以及我国江南厂XPT系列、麦克奥迪厂Motic系列，它们的主要构造基本相同。目前我国大部分学生使用德国莱卡厂的Leica DM750P型偏光显微镜，少部分学生使用日本尼康厂、日本奥林帕斯厂生产的偏光显微镜。因此，这里主要介绍莱卡（Leica）偏光显微镜，并简要叙述其他显微镜的不同点。

（一）莱卡（Leica）偏光显微镜

德国莱卡厂Leica DM750P型偏光显微镜属高精度教学及科研用偏光显微镜，其构造和主要部件名称见图2-2。

图2-2　德国莱卡Leica DM750P型偏光显微镜

1.电源开关及亮度调节旋钮；2.镜座；3.微动螺旋；4.粗动螺旋；5.镜臂；6.镜筒；7.摄像头；8.光源；
9.下偏光镜；10.下部组件调节螺旋；11.聚光镜及锁光圈；12.物台固定螺旋；13.物台；14.物镜；
15.物镜旋转盘；16.上偏光镜转换开关；17.勃氏镜转换开关；18；目镜组件；19.目镜

镜座 为一T型底座，后方装有卤素光源灯，中部圆孔上装有孔径光阑，上覆有滤光片，右侧装有电源开关，左侧为亮度调节旋钮。打开电源开关后，慢慢调节亮度调节钮，使其达到合适的亮度后进行镜下观察。

镜臂 为一弯曲的弓形臂，下端与镜座相连，上端连接镜筒，中部连接物台。装有粗动螺旋和微动螺旋，可使物台及下部组件上升和下降。

下偏光镜 又称起偏镜，由偏光片或尼克尔棱镜制成，位于物台下方并和物台相连，与聚光镜、锁光圈等共同组成下部组件。通过卤素灯发射出的自然光，经过下偏光镜后即成为振动方向（以下称下偏光振动方向）固定的偏光。下偏光镜上装有固定螺丝，用以固定下偏光镜。旋松固定螺丝，下偏光镜可以转动，下偏光振动方向随之转动。通常将下偏光的振动方向调节在东西方向上，振动方向通常以符号“PP”表示。

锁光圈 位于下偏光镜之上，轻轻转动旋转螺旋，可以使锁光圈自由开合，控制进入视域的光线总量。缩小光圈有两个作用：①减少光线入射量，使视域变暗；②挡去倾斜入射的光，只让垂直薄片入射的光线通过。

聚光镜 位于锁光圈和物台之间，由一组透镜组成。它可以把下偏光镜透出的平行偏光束聚敛成锥形偏光束。装有使聚光镜升降的螺旋，用以调节聚光镜的高度。

物台 又称载物台，是一个可以水平转动的圆形平台。圆台边缘有0～360°的刻度，与游标尺配合，可以读出旋转的角度（精确到0.1°）。物台中央有一圆孔，为光的通道。物台上有一对弹簧夹，用以夹持并固定薄片。由于镜臂和镜筒系统是固定不动的，物台的水平状态保持不变，可以通过安装在镜臂上的粗动、微动螺旋使物台产生垂直升降。

镜筒 为三管镜筒，由倾斜的双目镜筒和一个单直镜筒联合组成。镜筒上端接目镜，并通过C型接口在顶端连接独立摄像头，下端装物镜。镜筒中间装有勃氏镜、上偏光镜，并设有试板孔。试板孔一般在45°方向。试板孔中有一长条形的试板，可以前后移动，一般试板有两块，一块是光程差为λ／4的云母试板，另一块是光程差为1λ的石膏试板，使用时把需用的试板推入到光学系统中，不用时把试板从试板孔中退出。

物镜旋转盘 位于镜筒的下端，为一可旋转的圆盘，可以同时安装四个不同放大倍率的物镜，一般Leica显微镜配备四个物镜，即4×、10×、20×、40×。每个物镜上标注有放大倍率及数值孔径（N·A）。更换物镜非常方便，只需转动旋转盘将选用的物镜转到光学系统中即可。

图2-3　物镜的光孔角

物镜的光孔角及数值孔径（N·A） 通过物镜前透镜最边缘的光线与前焦点所构成的夹角（图2-3中2θ）称光孔角。数值孔径与光孔角之间的关系为：

N·A=N1sinθ

式中：N1为样品与物镜之间介质的折射率，当介质为空气时（观察一般干薄片），N1≈1，故N·A=sinθ；当用油浸镜头观察时，则式中的N1为浸油的折射率。

上偏光镜 又称分析镜或检偏镜。制造材料与下偏光镜相同。光波通过上偏光镜后，也变成偏光，其振动方向（以下称上偏光振动方向）与下偏光振动方向垂直，即上偏光的振动方向常固定在南北方向上，以符号“AA”表示。上偏光镜有一个拨动开关，向右拨动可以把上偏光镜加入光学系统，向左拨动可以使上偏光镜退出光学系统。

勃氏镜 位于目镜与上偏光镜之间，是一个小的凸透镜，可以加入和退出光学系统。与上偏光镜一样，也是通过拨动开关控制，向左拨动则勃氏镜退出光学系统，向右拨动则勃氏镜添加到光学系统中。

目镜 又称接目镜，为倾斜的双目镜，位于镜筒的顶端。两目镜间的距离可以调节。观察时观察者可按自己双目的距离调节两目镜之间的距离，目镜距离的调节通过旋转目镜组件的角度来实现。其中一个目镜中有十字丝。两个目镜顶端都有调节螺丝，可调节目镜的焦距。如果观察者两只眼睛的焦距有差异时，先用左（或右）眼从左（或右）目镜（最好是带十字丝的目镜）中观察，右（或左）眼用挡板挡住或闭上，调节物台或镜筒微调螺旋使矿物像最清晰；然后用右（或左）眼从右（或左）目镜中观察，左（或右）眼闭上或挡上，调节目镜调节螺旋，直到物像最清晰为止；最后用双目观察，此时矿物像最为清晰。

显微镜的放大倍率等于目镜放大倍率与物镜放大倍率的乘积。例如，使用10×的目镜和10×的物镜，其总放大倍率为10×10=100倍。

摄像头 位于镜筒最上端，并通过C型接口与镜筒相连，通过Leica Application Suite（LAS）EZ软件或其他专用软件（如山东易创公司显微图像分析软件MiE），可以实现摄像头控制、镜下图像的实时观察、共享、测量、摄取和存储。

除上述主要部件外，偏光显微镜还配有物台微尺等附件。

（二）尼康（Nicon）偏光显微镜

所有偏光显微镜都具有镜座、镜臂、镜筒、聚光镜、载物台、下偏光镜、物镜、上偏光镜、勃氏镜等基本部件，其差别仅在于光源装置、目镜装置、物镜转换装置、镜筒形状以及光学透镜的质量和各部件组合的精密程度不同而已。常见的其他型号偏光显微镜有日本尼康厂ALPHAPHOT-2型偏光显微镜、日本奥林帕斯厂BHSP型偏光显微镜、德国蔡司厂Axio Scope A1型偏光显微镜等。下面对这些常见的偏光显微镜分别进行简单介绍。

尼康（Nicon）偏光显微镜的构造和主要部件名称见图2-4，与莱卡（Leica DM750P型）偏光显微镜相比，主要在以下部件上存在差异。

镜座 为一矩形底座，其后方装有卤素光源灯，左侧装有电源开关及亮度调节旋钮。打开电源开关后，慢慢调节亮度调节钮，使其到合适的亮度后进行镜下观察。(www.xing528.com)

镜臂 为一折形臂，下部与镜座垂直相连，上端与物镜及上部组件相连。中部装有物台及下偏光镜和下部组件。装有粗动螺旋和微动螺旋，可使物台及下部组件上升和下降。

镜筒 为双管镜筒，镜筒上端接目镜，下端装物镜。镜筒中间装有勃氏镜、上偏光镜，并设有试板孔。试板孔一般在45°方向。试板孔中有一长条形的试板，可以前后移动，其上有3个圆形孔，其中中间孔中未装试板，为一空的孔洞，两侧的孔中一个装有光程差为λ／4的云母试板，另一块装有光程差为1λ的石膏试板，使用时把需用的试板推入到光学系统中，不用时使试板孔处于中间的位置。试板一般固定在试板孔中，两端分别有一个螺丝，旋松后可以把试板从试板孔中退出。

物镜旋转盘 位于镜筒的下端，为一可旋转的圆盘，可以同时安装四个不同放大倍率的物镜，一般Nicon显微镜配备三个物镜，即4×、10×、40×。更换物镜非常方便，只需转动旋转盘将选用的物镜转到光学系统中即可。

上偏光镜 制造材料与下偏光镜相同。光波通过上偏光镜后，也变成偏光，其振动方向与下偏光振动方向垂直。上偏光镜有一个转动盘，旋转可以使上偏光的振动方向改变，上偏光镜装于物镜与勃氏镜之间，可以推入或拉出光学系统。

勃氏镜 位于目镜与上偏光镜之间，是一个小的凸透镜，可以通过旋转加入和退出光学系统。在勃氏镜的后方装有两个勃氏镜中心调节螺丝。在勃氏镜的前下方装有勃氏镜升降的调节旋钮，以调节干涉图像的清晰程度。有的还装有针孔光阑，观察细小矿物干涉图时，加入针孔光阑，可以挡去其周围矿物透出光的干扰，使干涉图更为清晰。

图2-4　尼康ALPHAPHOT-2型偏光显微镜

1.镜座；2.电源开关及亮度调节螺旋；3.光源及滤光片；4.聚光镜、下偏光组件托架；
5.微动螺旋；6.粗动螺旋；7.镜臂；8.下偏光镜；9.锁光圈；10.聚光镜；11.物台；
12.物台固定螺丝；13.薄片夹；14.物镜；15.物镜旋转盘；16.云母及石膏试板；
17.上偏光镜及旋转盘；18.上部组件固定螺丝；19.勃氏镜；20.目镜距离调节板；21.目镜

目镜 又称接目镜，为倾斜的双目镜，位于镜筒的顶端。观察时观察者可按自己双目的距离通过目镜距离调节板来调节两目镜之间的距离。两个目镜顶端都有调节螺丝，可调节目镜的焦距。如果观察者两只眼睛的焦距有差异时，先用左（或右）眼从左（或右）目镜（最好是带十字丝的目镜）中观察，右（或左）眼用挡板挡住或闭上，调节物台或镜筒微调螺旋使矿物像最清晰；然后用右（或左）眼从右（或左）目镜中观察，左（或右）眼闭上或挡上，调节目镜调节螺旋，直到物像最清晰为止；最后用双目观察，此时物像最为清晰。

（三）奥林帕斯（OLYMPUS）偏光显微镜

奥林帕斯BH2型偏光显微镜的构造及主要部件名称见图2-5，其与尼康及莱卡显微镜一样，是一种较精密的偏光显微镜，与前两者相比，在以下部件上存在差异。

镜座 为一矩形底座，其后方装有卤素光源灯，中部圆孔上装有孔径光阑，前侧装有电源开关和亮度指示灯，右侧装有亮度调节钮。打开电源开关前，将亮度调节钮放到最小位置，打开电源开关后，再慢慢调节亮度调节钮，使其到合适的亮度后进行镜下观察。

物台 为滚珠轴承型，在其下部有一个45°定位销，旋紧后物台每转45°会发出“叮”的声音，用以提醒观察者物台转动的角度及特殊情况下的定位。

图2-5　奥林帕斯BH2型偏光显微镜

1.照相装置安装部位；2.目镜；3.目镜调节板；4.勃氏镜；5.物镜旋转盘；6.物镜中心校正螺丝；7.物镜；
8.物台；9.物台固定螺丝；10.下偏光镜；11.孔径光阑调节环；12.亮度指示灯；13.电源开关；14.镜座；
5.亮度调节钮；16.卤素灯光源；17.微动螺旋；18.粗动螺旋；19.薄片夹；20.镜臂；21.中间部件固定螺丝；
22.试板孔；23.上偏光镜；24.上偏光旋转控制螺丝；25.镜筒固定螺丝；26.光路选择拉杆；27.镜筒

镜筒 为三管镜筒，由倾斜的双目镜筒和一个单直镜筒联合组成，既可用于双目观察，又可用于直筒镜进行显微摄影。镜筒下部的光路选择拉杆，可以拉出或推入：推入时光线全部进入双目镜筒中，供观察及摄影时取景对焦；拉出时光线全部进入单直镜筒，供摄影时使用。还有一种更方便的，推入时也是全部光线射入双目镜筒，但拉出时有20%光线射入双目镜筒，80%光线射入单直镜筒，这样在照相的同时可观察被照物体。

物镜旋转盘 位于镜筒的下端，为一可旋转的圆盘，可以同时安装四个不同放大倍率的物镜。更换物镜非常方便，只需转动旋转盘将选用的物镜转到光学系统中即可。

目镜 为双目镜，其中一个目镜中有十字丝。观察时可按观察者的双目距离调节双目镜之间的距离，目镜距离的调节可以通过目镜距离调节板来实现。

（四）德国蔡司厂Carl Zess偏光显微镜

德国蔡司厂Carl Zess Axio Scope A1型与上述三种显微镜一样，是一种较精密的偏光显微镜。但该显微镜为透射、反射两用型偏光显微镜，在有些方面与上述其他显微镜有较大差异，其外形和主要部件名称见图2-6。

图2-6　Carl Zess Axio Scope A1型偏光显微镜

1.镜筒；2.目镜；3.光路旋转转盘；4.光路选择显示板；5.薄片夹；6.物镜；7.物台；8.聚光镜及下部组件；9.镜座；
10.透射光视场光阑；11.透射光孔径光阑；12.电源开关；13.光源亮度旋钮；14.反射／透射光选择开关；15.微动螺旋；
16.粗动螺旋；17.透射光选择滑板；18.下部组件固定螺丝；19.物镜旋转盘；20.上部组件；21.镜臂；22.上偏光镜；
23.透射光卤素光源灯；24.反射光视场光阑；25.反射光孔径光阑；26.反射光选择滑板；27.反射光萤光光源灯

电源 由外接电源控制。有三个按钮，左边一个是总开关，控制电源的连接，中间为亮度调节旋钮，右边一个是萤光和卤素灯选择开关，选择萤光则连接上部的反射光光源，选择卤素灯开关则连接下部的透射光光源。反射光和投射光的选用还需要使用反射光选择滑板和投射光选择滑板，当滑板推入时，则遮挡选择的光源，拉出时，则透过选择的光源。

光路选择转盘 通过旋转光路选择转盘，利用不同的透镜组合可实现不同光路系统的选择，其中1～2为反射光光路系统，1为暗场照明，2为明场照明，3～6为透射光光路系统。

镜座 为一T型底座，其后方装有透射光系统的卤素光源灯，下部有两个光阑，前面一个为视场光阑，后面一个为孔径光阑。选用透射光系统时应把透射光选择滑板拉开，以使卤素灯发出的光能进入到光路系统。

反射光光路系统 主要集中于上部组件中，包括反射光光源灯、反射光选择滑板、反射光视场光阑，反射光孔径光阑。