Лабораторный стенд EDU-OMC1/M Оптическая микроскопия

Стенд предназначен для образовательных, демонстрационных и учебных целей, включает всё оборудование и инструменты (компьютер не входит в комплект), а также подробное руководство для удобной сборки и использования.

В экспериментальной части Вы изучите следующие темы:
· Основы оптической микроскопии;
· Освещение по Келлеру;
· Теория формирования изображения Аббе;
· Методы контрастирования;
· Флуоресцентная микроскопия;
· Спектры и светофильтры.
Лабораторный стенд EDU-OMC1/M «Оптическая микроскопия» включает компоненты, документацию и программное обеспечение для полноценного университетского курса по оптической микроскопии. В ходе занятий студенты собирают и работают с модульным микроскопом, изучая принципы формирования изображения, разрешение, аберрации, сопряжённые плоскости и другие ключевые аспекты. Лабораторный стенд также знакомит студентов с различными методами визуализации, такими как темнопольная микроскопия, фазово-контрастная и флуоресцентная микроскопия.

Детали стенда:

Оптика

Студенты собирают компоненты микроскопа на оптическом рельсе, получая практический опыт по важности позиционирования и юстировки. Ключевые оптические элементы включают:

• Плоско-выпуклую коллекторную линзу (фокусное расстояние 35 мм)
• Ахроматическую конденсорную линзу (фокусное расстояние 50 мм)
• Ахроматическую объективную линзу (фокусное расстояние 25 мм)
• Ахроматическую тубусную линзу (фокусное расстояние 150 мм)

В комплект входит специальная мишень для оценки разрешения, предназначенная для изучения теории Аббе и фурье-оптики (Рисунок выше). Мишень имеет хромированные элементы, включая:

• Звезду Сименса
• Ронхи-решетки
• Группы штрихов USAF 1951 и NBS 1963A
• Переплетающиеся линии
• Отверстия с позитивной и негативной масками
• Искажающую сетку
• Концентрические окружности

Цифровая визуализация
Монохромной камерой — для получения изображений образцов
Цветной камерой — для визуализации задней фокальной плоскости объектива
Камеры подобраны таким образом, чтобы частота дискретизации изображения превышала частоту Найквиста при использовании объективов из данного набора.

Освещение

После освоения основополагающих оптических принципов студенты настраивают освещение по Келлеру (схема приведена на Рисунке выше). Данная конфигурация используется на протяжении большей части курса для изучения:

• когерентного и некогерентного освещения,
• аберраций,
• влияния параметров экспозиции и усиления на качество конечного изображения, особенно на контраст и разрешение.

Эта установка идеально подходит для изучения теории формирования изображения Аббе.

Режимы визуализации

Стенд в первую очередь предназначен для работы в режиме светлого поля. Студенты изучают темнопольную, фазово-контрастную и флуоресцентную микроскопию. В комплектацию стенда входят необходимые оптические компоненты для этих занятий:

• Маска нулевого порядка для блокировки света
• Фазово-контрастный объектив Nikon с увеличением 10X
• Набор калибровочных флуоресцентных микропрепаратов

Эксперименты:
Основы оптической визуализации
Студенты начинают с изучения фундаментальных свойств световых волн и принципов формирования изображений. Студенты знакомятся с:

• Волновыми свойствами света
• Явлением дифракции
• Процессом формирования изображения
• Понятиями разрешения и аберраций

В ходе выполнения, студенты:

• Настраивают цифровую камеру и спектрометр
• Измеряют фокусное расстояние линз
• Анализируют спектры различных источников света
• Определяют разрешающую способность системы

Освещение по Келлеру

Стенд позволяет студентам настроить регулируемое освещение по Келлеру (Рисунок выше), обеспечивающее равномерную и яркую подсветку образца.
В процессе выполнения, студенты изучают:

• Влияние регулировки каждого компонента системы на конечное изображение
• Роль угла падения света и числовой апертуры объектива
• Принцип работы сопряжённых плоскостей
• Особенности формирования изображения в оптической системе микроскопа

Теория формирования изображения Аббе

Используя две камеры одновременно, студенты наблюдают:

• Плоскость образца
• Заднюю фокальную плоскость объектива

Через призму фурье-оптики, теория Аббе демонстрирует, как манипуляции с дифрагированными порядками в задней фокальной плоскости влияют на итоговое изображение (Рисунок выше). В рамках выполнения эксперимента по теории формирования изображения Аббе, студенты пространственно фильтруют картины дифракции в задней фокальной плоскости, чтобы изменить полученное изображение. Эти упражнения служат переходом к изучению различных методов контрастирования.

Методы контрастирования

Студенты углубляют понимание:

• Теории Аббе и передаточной функции модуляции
• Различий между когерентным и некогерентным освещением

На практике они:

• Настраивают темнопольную и фазово-контрастную визуализацию
• Исследуют прозрачные образцы
• Анализируют распределение информации в задней фокальной плоскости
• Детально изучают взаимосвязь между разрешением и контрастом

Флуоресцентная микроскопия

Студенты в ходе выполнения экспериментов по флуоресцентной микроскопии:

• Изучают принципы флуоресцентного возбуждения и эмиссии
• Осваивают подбор интерференционных светофильтров
• Практикуются в визуализации различных образцов

Спектры и светофильтры

Студенты в ходе выполнения изучают:

• Работу со спектрометрами
• Анализируют различные типы светофильтров и их ограничения
• Подбирают оптимальные светофильтры для получения изображения с заданным флуорофором, камерой и источником света.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

1) Алюминиевая оптическая плита, 1 шт.
2) Оптический рельс, 2 шт.
3) Стержень Ø25.0 мм с основанием для крепления прижимом, высота: 50 мм, 4 шт.
4) Длинный прижим, паз: 44.8 мм, 4 шт.
5) Оптическая каретка, 13 шт.
6) Кварцевая вольфрамовая галогенная лампа, 1 шт.
7) Переходник с внешней и внутренней резьбой, 3 шт.
8) Цветной светофильтр в оправе, Ø25 мм, материал BG40, 1 шт.
9) Тубус для крепления оптических элементов с пассивным теплоотводом с двумя стопорными кольцами, 1 шт.
10) Стержень для держателей оптики, длина 75 мм, 20 шт.
11) Крышка с внешней резьбой для тубусов Ø25.4 мм, 1 шт.
12) Плоско-выпуклая линза из стекла N-BK7, диаметр Ø25.4 мм, фокусное расстояние f = 35.0 мм, без покрытия, 2 шт.
13) Держатель для оптики со стопорным кольцом Ø25.4 мм,5 шт.
14) Ирисовая диафрагма на стержне, макс. апертура: 25.0 мм, 1 шт.
15) Ахроматический дублет, фокусное расстояние: 50 мм, Ø25.4 мм, просветляющее покрытие: 400 - 700 нм, 1 шт.
16) Тубус с внешней резьбой для регулировки положения оптических элементов Ø25.4 мм, макс. длина смещения: 20.6 мм, 2 шт.
17) Кольцо Ø30.5 мм с зажимным винтом для крепления держателей оптики (тубусов), 3 шт.
18) Тубус для крепления линз, без внешней резьбы, длина: 25.4 мм, с двумя стопорными кольцами, 1 шт.
19) Ирисовая диафрагма с рычагом для регулировки, Ø0.8 - Ø25 мм, 1 шт.
20) Адаптер с внешней и внутренней резьбой, 1 шт.
21) Линейный транслятор с микрометрическим регулировочным винтом, макс. сдвиг: 6.5 мм, 1 шт.
22) Держатель прямоугольных оптических элементов размером 25.4–76.2 мм с возможностью смещения по осям XY, 1 шт.
23) Стержень для держателей оптики, длина 50 мм, 1 шт.
24) Ахроматический дублет, фокусное расстояние: 25 мм, Ø12.7 мм, просветляющее покрытие: 400 - 700 нм, 1 шт.
25) Тубусы с внешней резьбой для крепления линз Ø12.7 мм, макс. смещение: 7.62 мм, 1 шт.
26) Тубус для крепления линз, без внешней резьбы, длина: 12.7 мм, с двумя стопорными кольцами, 1 шт.
27) Кольцо Ø17.8 мм с зажимным винтом для крепления держателей оптики, 1 шт.
28) Ирисовая диафрагма с регулировочным кольцом со шкалой, 1 шт.
29) Стержень для держателей оптики, длина 100 мм, 6 шт.
30) Монохромная CMOS камера Zelux™, 1.6 Мп, 1 шт.
31) Тубус для крепления линз со стопорным кольцом, глубина резьбы: 25.4 мм, 1 шт.
32) Светоделитель для работы с неполяризованным излучением, 30:70 (отражение:пропускание), Ø50.8 мм, угол падения излучения: 45°, 1 шт.
33) Держатель для линз Ø50.8 мм со стопорным кольцом, 1 шт.
34) Полосовой фильтр Ø25 мм(λцентр=520 нм), 1 шт.
35) Держатель оптики Ø25.4 мм с возможностью поворота на 90°, 1 шт.
36) Стержень для каркасных систем, длина: 25.4 мм, диаметр: 6 мм, 1 шт.
37) Колесо со светофильтрами для каркасных систем (30 мм), шесть светофильтров Ø25.0 мм, 1 шт.
38) Отражающий нейтральный светофильтр, Ø25.0 мм, оптическая плотность: 0.5, 1 шт.
39) Отражающий нейтральный светофильтр, Ø25.0 мм, оптическая плотность: 1.0, 1 шт.
40) Отражающий нейтральный светофильтр, Ø25.0 мм, оптическая плотность: 1.3, 1 шт.
41) Отражающий нейтральный светофильтр, Ø25.0 мм, оптическая плотность: 2.0, 1 шт.
42) Отражающий нейтральный светофильтр, Ø25.0 мм, оптическая плотность: 3.0, 1 шт.
43) Плоско-выпуклая линза из N-BK7, диаметр Ø25.4, фокусное расстояние f = 25.4 мм, без покрытия, 1 шт.
44) Стопорное кольцо с резьбой (26.3 мм-40), толщина: 5.1 мм, 1 шт.
45) Светодиод(P=10 мВт, λ=405 нм), 2 шт.
46) Светодиод (P=7 мВт, λ=525 нм), 1 шт.
47) Светодиод (λ=631 нм), 2 шт.
48) Светодиод (P=18 мВт, λ=940 нм), 1 шт.
49) Розетка для крепления светодиодов, питание через USB, резистор: 51 Ом, 3 шт.
50) Розетка для крепления светодиодов, питание через USB, резистор: 62 Ом, 1 шт.
51) Держатель для оптических элементов Ø12.7 мм, без стопорных элементов, 4 шт.
52) Держатель фильтров со сквозными отверстиями для соединения с другими держателями, 1 шт.
53) Маска блокировки нулевого порядка Ø25.4 мм, Ø1.25 мм точка, 1 шт.
54) Длинноволновый светофильтр, Ø25.0 мм, длина волны среза: 550 нм, 1 шт.
55) Тубус для крепления линз со стопорным кольцом, глубина резьбы: 12.7 мм, 1 шт.
56) Крышка с внутренней резьбой для тубусов Ø25.4 мм, 1 шт.
57) Длинноволновый цветной светофильтр в оправе, Ø25 мм, длина волны среза: 780 нм, 1 шт.
58) Адаптер с разъемом SMA и внешней резьбой (26.3 мм-40), 1 шт.
59) Держатель для оптики Ø25.4 мм с внутренней резьбой, без выступа для крепления элементов, 1 шт.
60) Тубус для крепления линз со стопорным кольцом, глубина резьбы: 7.6 мм, 1 шт.
61) Держатель оптических элементов Ø25.4 мм с возможностью вращения, 1 шт.
62) Объектив Nikon для фазово-контрастной микроскопии, 1 шт.
63) Основания для крепления 25 мм x 75 мм x 10 мм, 1 шт.
64) Компактный спектрометр, расширенный рабочий диапазон: 200 - 1000 нм, 1 шт.
65) Плоско-выпуклая линза из стекла N-BK7, диаметр Ø30.0 мм, фокусное расстояние f = 75.0 мм, без покрытия, 1 шт.
66) Плоско-выпуклая линза из стекла N-BK7, диаметр Ø30.0 мм, фокусное расстояние f = 100.0 мм, без покрытия, 1 шт.
67) Ключ для установки и регулировки положения стопорных колец, длина: 25.4 мм, 1 шт.
68) Ключ для установки и регулировки положения стопорных колец, длина: 98.6 мм, 1 шт.
69) Салфетки для чистки оптики, 25 шт. в упаковке, 5 упаковок
70) Тонкие хомуты для фиксации высоты крепления элементов на стержне Ø12.7 мм, 10 шт.
71) Высокоскоростной USB кабель, длина: 1.8 м, разъемы: USB 2.0 Type-A, 1 шт.
72) Предметные стекла микроскопов, толщина: 1 мм, область для пометок, 200 шт. в упаковке, 1 упаковка.
73) Покровные стекла, толщина: 85 - 115 мкм, размеры 22 x 22 мм, 200 шт. в упаковке, 1 упаковка.
74) Образцы для микроскопии, 7 шт.
Лабораторный стенд поставляется в упаковочных кейсах с ложементом, методическим описанием, комплектом крепёжных элементов, набором для чистки оптики и инструментами.