Aufbau einer Dunkelfeld-/ Durchlichtbeleuchtung

Begonnen von baumy_, September 18, 2019, 12:33:18 NACHMITTAGS

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baumy_

Hallo,

ich habe mich heute ganz frisch bei diesem Forum angemeldet und hoffe das ihr mir etwas helfen könnt.
Für ein Forschungsprojekt soll ein bestehender Mirkoskopaufbau (Auflichtmikroskop Cage-System Thorlabs) um eine Durchlichtbeleuchtung mit Dunkelfeld  erweitert werden.
Hierzu sollen ein bestehendes Objektiv genutzt werden (100x N.A. 0.75). Ich habe bereits etwas recherchiert und habe herausgefunden, das ein solches Objektiv einen Dunkelfeldkondensor benötigt mit einer N.A. von mindestens 1.4. Da dies automatisch bedeutet, dass mit Immersionsöl gearbeitet werden muss, habe ich folgende Fragen:
1. Kann das Objektiv überhaupt für einen solchen Kondensor verwendet werden?
2. Muss zwingend mit Immersionsöl gearbeitet werden? Oder kann eine Dunkelfeldbeleuchtung auch gegebenenfalls durch Blenden erreicht werden?
3. Da in meiner Arbeit versucht wird auf Immersionsöl zu verzichten, welches Objektiv wäre zu welchen immersionsölfreien Kondensor kompatibel.

Ich danke euch für eure Bemühungen und freue mich auf Antworten.

Gruß,
baumy_

JB

#1
Hallo,

1. Ja. Fuer Dunkelfeld sollte die Apertur des Kondensors moeglichst hoch (hier ca 1,2-1,4) sind und die Apertur des Objektivs geringer als die des Dunkelfeld-Lichtkegels. 0,75 ist sehr gering und sollte gut funktionieren.

2. Ein Dunkelfeld-Immersionskondensor muss immer mit Immersion benutzt werden, ansonsten geht alles Licht durch Totalrelektion verloren (Brechungsindex von Luft = 1). Man kann aber manchmal statt mit Oel mit Glycerol oder Wasser immergieren, falls Ihnen das hilft.

3. Es gibt auch Dunkelfeld-Trockenkondensoren. Die haben eine maximale Apertur von etwa 0,8 bis 0,85. Das ist dann wiederum sehr nahe an der Objektivapertur von 0,75. Das ist moeglich, ein guter Kontrast kann aber schwierig werden. Wie gut es funktioniert muessten Sie empirisch ermitteln.

Hier gibt es eine schoene Darstellung zum Selbstbau und zur Kontrastwirkung: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=24548.0

Beste Gruesse,

Jon

Herbert Dietrich

Hallo baumy_

ich tappe im Dunkeln, Du schreibst: Aufbau einer Dunkelfeld-/ Durchlichtbeleuchtung, aber verwendest ein Auflichtmikroskop.
Kannst Du ein Bild des Mikroskops einstellen?
Das von Dir erwähnte Objektiv 100x N.A. 0.75 ist vermutlich ein Auflicht-Objektiv, ich denke, dass das nicht für Immersion gedacht ist.
Oder denkst Du an Immersion des DF-Kondensors?  Was soll mit der Anordnung betrachtet werden?

Schön wäre es, wenn Du Dich im Forum unter "Mikroskopiker im Netz" vorstellst.

Herzliche Grüße
Herbert

Rawfoto

Hallo Baumy

Wenn Du wirklich Auflichtdunkelfeld meinst muss das Licht am Kern des Objektivs vorbeigeführt werden. Dazu sind eigens konstruierte Objektive nötig, man erkennt sie weil sie viel dicker sind. Z.B.: 26mm Gewinde an der Stelle von RMS (ca. 20mm - gerundet). Da sind auch eigene Prismen nötig das Licht aus der Horizontalen in die Vertikale umzuspielen,  wenn das nicht zusammenpasst, sprichwörtlich ,,gute Nacht" Kein Dunkelfeld ...

Liebe Grüße

Gerhard
Gerhard
http://www.naturfoto-zimmert.at

Rückmeldung sind willkommen, ich bin jederzeit an Weiterentwicklung interessiert, Vorschläge zur Verbesserungen und Varianten meiner eingestellten Bilder sind daher keinerlei Problem für mich ...

JB

Ich habe das so interpretiert, dass an das vorhandene Selbstbau-Auflichtmikroskop eine Durchlicht-Dunkelfeldbeleuchtung ergaenzt werden soll, was ja auch optisch kein Problem ist solange des Objekt transparent ist.

Lupus

Hallo,

ich denke schon dass ein (z.B.) Zeiss Trocken-Dunkelfeldkondensor 0.8-0.95 für das Objektiv funktioniert - saubere Justierung vorausgesetzt. Er wird immerhin als verwendbar bis NA 0.75 angegeben.

Hubert

baumy_

Hallo,
danke für die Antworten
@Jon
Zitat3. Es gibt auch Dunkelfeld-Trockenkondensoren. Die haben eine maximale Apertur von etwa 0,8 bis 0,85. Das ist dann wiederum sehr nahe an der Objektivapertur von 0,75. Das ist moeglich, ein guter Kontrast kann aber schwierig werden. Wie gut es funktioniert muessten Sie empirisch ermitteln.

Hier gibt es eine schoene Darstellung zum Selbstbau und zur Kontrastwirkung: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=24548.0
Danke für den verlinkten Beitrag. Ich hätte noch eine Frage an die Objektivaperatur. Gibt es hier eine Art Faustregel mit der man grob abschätzen kann, ob eine Objektiv geeignet wäre?

@Herbert Dietrich
ZitatDas von Dir erwähnte Objektiv 100x N.A. 0.75 ist vermutlich ein Auflicht-Objektiv, ich denke, dass das nicht für Immersion gedacht ist.
Oder denkst Du an Immersion des DF-Kondensors?  Was soll mit der Anordnung betrachtet werden?
Das Objektiv ist ein trocken/ Luft Immersions Objektiv. Es besteht daher in erster Überlegung dieses bereits vorhandene Objektiv weiter zu nutzen und dies würde einen Kardiod-Ölimmersion-Dunkelfeldkondensor notwendig machen. Betrachtet sollen hier Defekte und Einschlüsse in transparenten Materialien (vorzugsweise Glas).
ZitatKannst Du ein Bild des Mikroskops einstellen?
Das würde ich sehr gerne machen. Jedoch ist dieses in Moment fest verbaut in einer anderen Anordnung, so dass ich dieses erst in einigen Tagen entnehmen und ordentliche Fotos davon machen kann.
Zitat
Wenn Du wirklich Auflichtdunkelfeld meinst muss das Licht am Kern des Objektivs vorbeigeführt werden. Dazu sind eigens konstruierte Objektive nötig, man erkennt sie weil sie viel dicker sind. Z.B.: 26mm Gewinde an der Stelle von RMS (ca. 20mm - gerundet). Da sind auch eigene Prismen nötig das Licht aus der Horizontalen in die Vertikale umzuspielen,  wenn das nicht zusammenpasst, sprichwörtlich ,,gute Nacht" Kein Dunkelfeld ...
Das ist zum Glück nicht gefordert. Die Erweiterung soll eine Durchlichtbeleuchtung nutzen und nicht eine Auflicht-Dunkelfeldbeleuchtung.

baumy_

hallo Hubert
Zitat von: Lupus in September 18, 2019, 15:08:33 NACHMITTAGS
Hallo,

ich denke schon dass ein (z.B.) Zeiss Trocken-Dunkelfeldkondensor 0.8-0.95 für das Objektiv funktioniert - saubere Justierung vorausgesetzt. Er wird immerhin als verwendbar bis NA 0.75 angegeben.

Hubert
Ähnliches habe ich ebenfalls von einigen vergleichbaren Herstellern entdeckt, aber auf Rücksprache unterschiedlichste Antworten erhalten.
Gruß,
baumy_

JB

#8
Zitat von: baumy_ in September 18, 2019, 15:23:46 NACHMITTAGS
Danke für den verlinkten Beitrag. Ich hätte noch eine Frage an die Objektivaperatur. Gibt es hier eine Art Faustregel mit der man grob abschätzen kann, ob eine Objektiv geeignet wäre?

Die Kondensorapertur sollte mindestes +0.05 groesser sein als die des Objektivs, besser +0.1. Wie Hubert schon sagte koennte das knapp reichen. Ist der Unterschied noch groesser, verbessert sich der Kontrast.

Weiterhin ist auch der Arbeitsabstand des Kondensors zu bedenken! Immersionskondensoren, auch der Selbstbau-NA 1,2, sind fuer einen Glas-Objekttraeger von 1.0-1.2 mm Dicke vorgesehen. Wenn das Objekt zu dick wird, funktioniert auch der Kondensor nicht mehr.

Wenn Sie einen Trocken-Dunkelfeldkondensor suchen, sollten Sie auch den Arbeitsabstand (in Luft und in Glas - der ist kuerzer) herausfinden. Der Trockenkondensor von Zeiss 0.8-0.95 "46 55 05" (fuer Objektive 0.6-0.75) hat einen Arbeitsabstand (Luft + 1 mm Glas?) von 6 mm.

Beste Gruesse,

Jon

Lupus

Hallo baumy_

wenn das Ganze wie erwähnt vollständig immersionsfrei durchgeführt werden soll, dann wird kein Weg an dem genannten Trockenkondensor vorbei führen. Man könnte dann sicherheitshalber ein anderes Objektiv verwenden, z.B. mit NA 0.65. Es stellt sich sowieso die Frage der Auflösung und der Korrektur des Objektives. Wenn Einschlüsse im Glas untersucht werden sollen benötigt man auch kein Auflichtobjektiv, bei so hoher NA ist die Objektivkorrektur für das Medium wichtig. Da würde man eher ein normales Durchlichtobjektiv verwenden.

Hubert

peter-h

Hallo Herr/Frau baumy,

sehe ich es richtig ?
Was muß erkannt werden? Die Größe, die Tiefe im Glas, die Form?  Welche Größe haben die Fehlstellen etwa?  Vielleicht hilft ein Bild.

Gruß
Peter

baumy_

@JB
Zitat von: JB in September 18, 2019, 15:54:58 NACHMITTAGS

Die Kondensorapertur sollte mindestes +0.05 groesser sein als die des Objektivs, besser +0.1. Wie Hubert schon sagte koennte das knapp reichen. Ist der Unterschied noch groesser, verbessert sich der Kontrast.

Weiterhin ist auch der Arbeitsabstand des Kondensors zu bedenken! Immersionskondensoren, auch der Selbstbau-NA 1,2, sind fuer einen Glas-Objekttraeger von 1.0-1.2 mm Dicke vorgesehen. Wenn das Objekt zu dick wird, funktioniert auch der Kondensor nicht mehr.

Wenn Sie einen Trocken-Dunkelfeldkondensor suchen, sollten Sie auch den Arbeitsabstand (in Luft und in Glas - der ist kuerzer) herausfinden. Der Trockenkondensor von Zeiss 0.8-0.95 "46 55 05" (fuer Objektive 0.6-0.75) hat einen Arbeitsabstand (Luft + 1 mm Glas?) von 6 mm.
Vielen Dank. In diesen Fall ist wird der Trocken-Dunkelfeldkondensor sinnvoller sein. Ich habe auf diesen vorschlag hin direkt bei Zeiss nach einen solchen Kondensor gefragt und erwarte in in kürze ein Angebot. Mir wurde mitgeteilt, dass dieser Kondensor eine N.A. von 0.9 hat aber bei Verwendung der Dunkelfeldblende diese sich auf 0.65 verringert. Somit wäre ein Objektiv mit 0.50-0.60 nach oben gennanten Richtwert möglich.

@ Hubert
Zitat von: Lupus in September 18, 2019, 16:14:39 NACHMITTAGS
Wenn Einschlüsse im Glas untersucht werden sollen benötigt man auch kein Auflichtobjektiv, bei so hoher NA ist die Objektivkorrektur für das Medium wichtig. Da würde man eher ein normales Durchlichtobjektiv verwenden.
Da haben Sie natürlich vollkommen recht. Für den Aufbau werde ich auch ein Durchlichtobjektiv dazukaufen.

@peter-h
Zitat von: peter-h in September 18, 2019, 18:30:02 NACHMITTAGS
Was muß erkannt werden? Die Größe, die Tiefe im Glas, die Form?  Welche Größe haben die Fehlstellen etwa?  Vielleicht hilft ein Bild.
Tatsächlich sind alle von Ihnen gennanten Parameter zu ermitteln. Der Durchmesser der Einschlüsse liegt im Bereich von 500-80 μm. Die Gesamtdicke der Probe 5 mm.
Ich habe zum besseren Verständnis ein Bild angehängt, das den Vortest einmal links durch die bereits vorhandene Auflichtbeleuchtung durch das 100x Objektiv zeigt und rechts eine Ringbeleuchtung, die an das Objektiv befestigt wurde.

Herbert Dietrich

Hallo baumy,

nun kommt langsam Licht ins Dunkel!

Bei einer Glasdicke von 5 mm musst Du auf den Arbeitsabstand des Objektivs achten.
Bei einem  100er Objektiv beträgt der Arbeitsabstand nur zehntel Millimeter. Es gibt spezielle Objektive mit großem Arbeitsabstand.
Bei ger genannten Größe der Einslüsse dürfte ein 25 er Objektiv oder maximal ein 40er Objektiv genügen.
Da lässt sich bastlerisch Dunkelfeld mit einem Hellfeldkondensor Dunkelfeld erreichen, es könnte auch an schiefe Beleuchtung
(siehe Kreutz-Blende) gedacht werden https://de.wikipedia.org/wiki/Kreutzblende
Versuch macht klug.

Herzliche Grüße

Herbert

Lupus

Hallo,

bei der großen Probendicke von 5 mm und so groben Strukturen kann und muss man auf ein Objektiv geringer NA Apertur zurückgreifen. M.E. reicht ein simples 10x Durchlichtobjektiv. Und dann ist es auch möglich einen unkritischeren DF-Kondensor zu verwenden, da würde auch eine einfache Blende in einem normalen Hellfeldkondensor reichen.

Hubert

peter-h

Gaaaaanz langsam kommt Licht !

Es gibt sie / es gabe sie , diese Objektive. Hier ein Ausschnitt einer Liste von Olympus zum alten BH2-Auflicht System.  Ich habe eine Auswahl davon auch im Gebrauch und bin sehr zufrieden damit. Einige Objektive gibt es auch als Auflicht-Dunkelfeld Versionen. Typ "Neo".

Gruß
Peter