偏光顯微鏡有多種型號。 下面以江南光學儀器廠生產(chǎn)的XPB型偏光顯微鏡(圖2-6)和日本尼康公司生產(chǎn)的-2Pol型偏光顯微鏡(圖2-7)為例介紹偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu)。 。
圖2-6 江南光學儀器廠生產(chǎn)的XPB偏光顯微鏡
1.鏡架
它支撐偏光顯微鏡的全部重量,其形狀為帶立柱的馬蹄形,通過水平軸與鏡臂連接(圖2-6)。 在先進的偏光顯微鏡上,它們通常有一個矩形底座,后面有鹵素光源,中間圓孔有孔徑光闌,側(cè)面有電源開關(guān)(圖2-7)。
2.鏡臂
其下端與鏡架連接,上端與鏡筒連接。 與鏡筒的連接點裝有粗動螺桿和微調(diào)螺桿,用于升高和降低鏡筒。 鏡臂可以向后傾斜,但不能過度傾斜(圖2-6)。 在先進的偏光顯微鏡上,鏡臂和鏡座是一體的,兩側(cè)的粗動螺釘和精動螺釘用于調(diào)節(jié)載物臺的高度(圖2-7)。
3.反光鏡
它是一個有平面和凹面的小圓鏡,可以任意旋轉(zhuǎn),將光源發(fā)出的光線反射到偏光顯微鏡的光學系統(tǒng)中。 一般情況下,采用平面反射鏡來獲得平行透射光; 但在弱光源或錐光系統(tǒng)中,應使用凹面反射鏡(圖2-6)。 在先進的偏光顯微鏡上,它配備有自己的光源(圖 2-7)。
圖2-7 -2 日本尼康公司生產(chǎn)的Pol型偏光顯微鏡
4. 下偏光片
由偏光鏡制成,放置在反射鏡的頂部。 從普通光源發(fā)出的自然光通過反射鏡進入下偏光片并發(fā)生偏振。 所有自然光都被轉(zhuǎn)換為具有固定且一致振動方向的偏振光。 下偏光片可以旋轉(zhuǎn)(圖2-6、圖2-7)。 下偏光片的振動方向(即偏振光通過它后的振動方向)通常調(diào)整為東西方向,用符號“PP”表示。
5. 鎖定光圈
位于下偏光片上,通過轉(zhuǎn)動手柄,可以自由地打開和關(guān)閉光圈,以控制透過的光量。
6. 錐光鏡
它位于光圈鎖和載物臺之間,由一組透鏡組成(圖 2-6、圖 2-7)。 從下偏光片透射出來的偏振光通過錐光鏡會聚成錐形偏振光束。 不使用時,可以將錐光鏡從光學系統(tǒng)中推出。
7. 舞臺
它是一個可以水平旋轉(zhuǎn)的圓形平臺,其邊緣有360°的刻度。 與固定游標尺配合使用時,可直接讀取載物臺的旋轉(zhuǎn)角度。 載物臺中央有一個圓孔,是光線的通道(圖2-6)。 圓孔旁邊還有一對片夾偏光顯微鏡目鏡十字絲刻度,用于固定片材。 載物臺外緣有固定螺釘,用于固定載物臺。 在高級偏光顯微鏡上,載物臺一般處于水平狀態(tài),但可以通過安裝在鏡臂上的粗動螺桿和微調(diào)螺桿升降,以調(diào)節(jié)載物臺與物鏡之間的距離(圖2- 7) .
8.鏡筒
它是一個連接到鏡臂的長直圓柱體。 旋轉(zhuǎn)鏡臂上的粗動螺旋和微動螺旋可以使鏡筒上升或下降(圖2-6)。 鏡筒的上端連接目鏡,下端連接物鏡。 中間有測試板孔、上偏光片和伯特蘭透鏡。
9.物鏡
它由安裝在金屬圓筒中的多組透鏡組成。 一般偏光顯微鏡配備四個不同放大倍數(shù)(以n×表示)的物鏡,即4×(稱為低倍物鏡)、10×和25×(稱為中倍物鏡)、40×或60 ×或100×(稱為高倍物鏡)。 每個物鏡上都刻有放大倍數(shù)和數(shù)值孔徑 (NA)。 前者與圖像清晰度成反比,后者與圖像清晰度成正比。 物鏡與片材之間的距離稱為物鏡的工作距離,它與物鏡的放大倍數(shù)成反比。 XPB型偏光顯微鏡上,物鏡借助彈簧夾固定在鏡筒下端(圖2-6)。 在先進的偏光顯微鏡上偏光顯微鏡目鏡十字絲刻度,鏡筒的下端是物鏡轉(zhuǎn)盤,上面裝有4~5個不同放大倍數(shù)的物鏡,只需轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤即可更換物鏡(圖2-7)。
10. 戴上偏光鏡
它嵌入金屬框架中,放置在物鏡和伯特蘭鏡之間。 它可以被推入或拉出光學系統(tǒng)(圖2-6、圖2-7)。 其作用與下偏光片相同,即任意振動方向的光經(jīng)過上偏光片后,轉(zhuǎn)換為振動方向固定一致的偏振光。 上偏光片的振動方向始終固定在與下偏光片的振動方向垂直的位置,通常為南北方向,用符號“AA”表示。
11.伯特蘭鏡
位于目鏡和上偏光鏡之間的是一個小凸透鏡(圖2-6、圖2-7)。 在錐光系統(tǒng)下,伯特蘭鏡和高倍物鏡一起使用,可以觀察更大范圍的礦物干涉圖案。
12.目鏡
它由一組安裝在金屬圓筒內(nèi)并插入鏡筒頂部的透鏡組成(圖 2-6)。 一般來說,目鏡的放大倍數(shù)有5×和10×兩種。 在先進的偏光顯微鏡上安裝了兩個目鏡。 目鏡之間的距離和焦距可以根據(jù)觀察者的使用情況進行調(diào)整(圖2-7)。 目鏡通常配有分劃板和刻度。
上述結(jié)構(gòu)部件分別構(gòu)成了偏光顯微鏡的機械系統(tǒng)和光學系統(tǒng)。
機械系統(tǒng)包括鏡座、鏡臂、鏡筒、載物臺、光圈鎖等。
光學系統(tǒng)包括光源、反射鏡、下偏光鏡、錐透鏡、物鏡、上偏光鏡、伯特蘭鏡、目鏡等。
偏光顯微鏡除上述主要部件外,還配有石膏試板、云母試板、石英楔、物鏡中心校正螺釘?shù)雀郊胖迷阽R盒內(nèi)。
2、偏光顯微鏡光學系統(tǒng)
偏光顯微鏡與一般顯微鏡的區(qū)別在于其光學系統(tǒng)配備了兩個偏光鏡和一個錐光鏡。 這三種器件的不同組合構(gòu)成了不同的光學系統(tǒng)。
1.單偏光系統(tǒng)
僅使用下偏光片,即將單一方向(通常固定在東西方向)振蕩的平面偏振光注入晶體片中。 在該系統(tǒng)下主要觀察礦物的形貌、解理、顏色、突起、粗糙面、貝克線等現(xiàn)象。
2. 交叉偏振系統(tǒng)
在單偏光鏡系統(tǒng)中,當上偏光鏡被推入時,上下偏光鏡的振動方向相互垂直并與目鏡十字線一致。 在該系統(tǒng)下,主要觀察礦物的消光、干涉色、延展性、孿晶等現(xiàn)象。
3.錐光鏡系統(tǒng)
在交叉偏振系統(tǒng)中,將錐光鏡推入并添加高功率物鏡和伯特蘭鏡。 該系統(tǒng)主要通過觀察礦物的干涉圖樣來確定礦物的軸向和光學征象。