Auflicht mit FL IV

[reblaus]

Hallo an alle Experimentierfreudigen -

in einem (überteuerten) eBay-Angebot eines Fluoreszenzmikroskops mit dem Auflichtkondensor FL IV wird auch beschrieben, dass dieser durch Einkleben eines Deckglases für Auflichtmikroskopie eingerichtet sei. Ein Beispielbild eines damit fotografiertem ICs ist auch dabei.
Es wird auch erwähnt, dass Polfilter zur Verminderung von "glare" (Überstrahlung?) verwendet werden müssen.

http://cgi.ebay.co.uk/Zeiss-Standard-phase-microscope-mikroskop_W0QQitemZ320513256194QQcmdZViewItemQQptZUK_BOI_Medical_Lab_Equipment_Lab_Equipment_ET?hash=item4aa0142b02

Nun kann ich mir gut vorstellen, dass dieses Deckglas als Strahlenteiler fungiert, etwas Licht in teilpolarsiertem Zustand aufs Objekt reflektiert und von dem zurückgestrahlten wieder einen Bruchteil bis ins Okular durchlässt, wobei sich dann durch Polfilter noch etwas tricksen lässt.

Hat jemand Erfahrung, Kenntnisse, Infos über diese Anordnung?

Viele Grüße

Rolf

[TPL]

Hallo Rolf,
es gibt eine Reihe polarisationsoptischer Maßnahmen zur Reduzierung von Reflexen im Auflicht. Die eleganteste Variante ist die wahrscheinlich von Maurice Françon erfundene Einschaltung einer drehbaren lambda/4-Platte vor dem Objektiv in Kombination mit einem Polfilter, der die zweimal durch die lambda/4-Platte gegangenen Strahlen vom Objekt durchlässt, aber die internen Reflexionen an den Linsen sehr wirkungsvoll unterdrückt. Zeiss hat das als Antiflex-System vermarktet; bei Leitz hieß es Reflektionskontrast (dazu gibt es mehrere Beiträge hier im Forum). Zur Wirkung möchte ich den ungewöhnlich blumigen Ausruf in einer Zeiss-Broschüre zitieren: "Unbedingt vorführen lassen!"

Einfach nur ein Polfilter in den Strahlengang zu bringen kann schon helfen, aber die internen Reflexe der Objektive wird man dabei z.B. nicht los. Ich verwende selbst einen solchen IV Fl Auflicht-"Kondensor" mit einem improvisierten Reflektor: das geht.
Schönen Gruß, Thomas

[wilfried48]

Hallo Rolf,

mit dem Fluoreszenzkondensor mache ich mit einem Deckglas als teildurchlässigem Spiegel schon seit Jahr und Tag Auflicht.

Bei den Objektiven bis 16 fach geht das sogar mit den normalen Durchtlichobjektiven. Beim 100er Öl kannst du auch das normale Durchlichtobjektiv verwenden da spieltdas Deckglas praktisch keine Rolle. Nur beim 40er brauchst du für Auflicht noch ein weiteres
Objektiv mit Korrektur ohne Deckglas.
Mit der Dämpfung der Überstrahlung durch Polfilter meint der e-bayer die Lichtdämpfung der extrem hellen HBO 100 Lampe die ja nicht regulierbar ist. Wenn du eine Halogenleuchte oder so wie ich eine LED für Fluoreszenz, die ja regelbar sind, verwendest brauchst du das nicht.

Ich hatte das schon mal im forum erwähnt und benutze es an einem Standard selbst. Ich sehe keinen Unterschied zu einem anderen Standard 18 mit speziellen Epiplan Auflichtobjektiven. Nur dass ich eben Auflicht und Durchlichtmikroskopie und Fluoreszenzmikroskopie gleichzeitig ohne Wechsel von Objektivrevolver und Kondensor machen kann.

viele Grüsse
Wilfried

[reblaus]

Hallo Wilfried und Thomas -
das waren doch mal Aussagen wie ich sie mir erhofft hatte, da lohnt es sich dann auch für mich mal etwas zu experimentieren.
Heißen Dank für die Auskünfte!
Rolf

[olaf.med]

Hallo,

Mit der Dämpfung der Überstrahlung durch Polfilter meint der e-bayer die Lichtdämpfung der extrem hellen HBO 100 Lampe die ja nicht regulierbar ist. Wenn du eine Halogenleuchte oder so wie ich eine LED für Fluoreszenz, die ja regelbar sind, verwendest brauchst du das nicht.

...ein Pol-Filter zur Lichtdämpfung zu benutzen ist aber ziemlich schwachsinnig! Das geht nach kurzer Zeit bei Temperaturen um 100°C in die Knie, und das wird bei einer HBO 100 sicher bald erreicht. Da nimmt man doch wirklich besser die viel billigeren Graufilter.

Gruß, Olaf

[Frank D.]

Hallo zusammen,

in Ermangelung einer elektrischen Helligkeitsdimmung für die 100 Watt Halogenlampe meines IV Fl Auflichtkondensors,
hatte ich zwei selbst gebastelte Filterhalter mit der P-W 84 Polfolie bestückt (Foto) und in die beiden vorderen Filterschächte des Kondensors gesteckt.
Ein thermisches Problem, auch nach längerer Beobachtungszeit, ist nicht entstanden, jedoch kenne ich nicht die Temperatur, die beim Einsatz einer HBO 100 an den Filterschächten auftritt.
Da die P-W 84 Folie einen günstigen Durchlassbereich ab 420nm besitzt, kann sie auch gut zur Helligkeitsdimmung bei Fluoreszenzbeobachtungen eingesetzt werden,
wobei hier natürlich nach dem Sinn einer Dimmung gefragt werden darf.



Der Versuch ein Deckgläschen als Strahlenteiler einzusetzen, war für mich unbefriedigend. Zwar ist es mir gelungen, das an den Ecken gestutzte Deckglas in den Raum zwischen den Filterwürfelhälften einzulegen, die Bildaufhellung -wohl durch Reflektionen verursacht- konnte ich aber auch durch den Einsatz von unterschiedlichen Polfiltern an verschiedenen Stellen nicht beseitigen.

Wilfried, nutzt Du ein handelsübliches Deckglas und hast Du weitere Umbauten vorgenommen?
Ein Filterblock an meinem IV Fl ist nur halb beleg und es wäre schön, wenn ich diesen freien Platz sinnvoll nutzen könnte!

Liebe Grüße
Frank

[wilfried48]

Hallo Frank,

ja , ich benutze ein handelsübliches rundes Deckglas mit 20 mm Durchmesser. Das genau passende Mass wäre zwar 22 mm, aber ich hatte gerade nur ein 20 er zur Hand und das deckt auch schon genügend Spiegelfläche ab.

Die Lichtausbeute mit einem nicht verspiegelten Glas ist zwar nur etwa 0,04 x 0,96 also ungefähr 4%.
Durch halbdurchlässige Verspiegelung könnte man dies auf 0,5 x 0,5 also 25% steigern aber das System funktioniert
auch so zufriedenstellend, da die LED Beleuchtung ausreichend hell ist.

viel Spass beim Ausprobieren

Wilfried

[olaf.med]

Hallo Frank,

da die Pol-Folien ja durch Absorption polarisieren, werden sie zwangsläufig heiß. Bei einer normalen Lichtquelle ist die Erwärmung in einem Bereich, der die Folien nicht zerstört (sonst könnte man sie ja nicht in normalen Mikroskopen so einfach verwenden), eine HBO 100 sollte aber auf Dauer Probleme machen. Daher haben Pol-Mikroskope mit sehr starken Lichtquellen Vorpolarisatoren (z.B. Glasplattensätze unter dem Brewster-Winkel vor dem eigenlichen Folienpolarisator). Bei Prismenpolarisatoren gibt es dieses Problem m.E. nicht, da bei denen durch Totalreflektion ein polarisierter Strahl aus dem System entfernt wird. Dabei entsteht keine Wärme, höchstens an der schwarz ablackierten Wandung des Pol-Prismas (es gibt auch eine Variante mit seitlich austretendem Strahl,  die man früher in Verbindung mit den Kohlebogenlampen benutzt hat).

Übrigens funktionierte das klassische Berek-Photometer genau nach diesem Prinzip. Es war ein Zweistrahl-Photometer dessen Vergleichsstrahl durch Verdrehung zweier Pol-Prismen so gedimmt wurde, daß die Intensität mit dem Probenstrahl genau übereinstimmte. Aus dem Winkel der beiden Prismen zueinander kann man sehr exakt die "Dimmung"  berechnen.

Beste Grüße an den Palmenstrand  ,

Olaf

[hinrich husemann]

Hallo Herr Nisch,
ich habe das Spielchen mit dem Deckglas auch schon mal gespielt. Die Lichtausbeute sehe ich aber etwas optimistischer. Dazu einige "philosophische" Betrachtungen: Das Deckglas hat ja zwei Glas-Luft-Flächen. Ohne jetzt die Fresnelschen Formeln zu bemühen, werden bei jedem Durchgang (streng genommen noch abhängig vom Einfallswinkel) etwa 4% des jeweils einfallenden Lichtes reflektiert. Die zur Bestrahlung des Objektes nutzbare Lichtausbeute ist damit hier - ohne sich jetzt in feineren Hin-und-her-Rechnungen zu verlieren - fast 2 x 4 %  (etwa 7,7%) - also fast doppelt so groß - denn die Reflektion findet ja an beiden Flächen des Deckglases - vorne und hinten - statt.
Von dem vom Objekt in die Abbildung zurückgestrahlten Licht kommen nach Durchgang durch das Deckglas dann etwa (0,96^2)x100% , d.h. etwa 92% beim Betrachter an.
Aus den Mehrfach-Reflektionen "geistert" aber irgendwie noch weiteres, den Kontrast minderndes Licht im System herum. Am günstigsten ist es sicher, wenn eine Seite des Glases halb verspiegelt, die andere möglichst voll entspiegelt ist.
Teilreflektierende, freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

[olaf.med]

Hallo Wilfried, Hallo Herr Husemann,

soweit ich weiß reflektiert eine Glas(n=1,5)-Luft-Fläche tatsächlich 4%, aber nur bei senkrechtem Einfall. Bei 45°, wie es ja beim Strahlenteiler der Fall ist, ist das Reflektionsvermögen doch sehr viel höher!

Gruß, Olaf

[hinrich husemann]

Hallo Herr Medenbach,
Sie haben natürlich recht; aber auf die Winkelabhängigkeit hatte ich ja schon diskret hingewiesen (war aber auf die Schnelle zu faul, noch mal genauer nachzublättern). Bei einem Einfallswinkel von 45° von Luft auf Glas mit n(Glas) = 1,5 ist der Reflektionsgrad aber noch nicht sehr viel größer als 4%; anders in umgekehrter Richtung. Da ist hier wegen der Brechung zum Lot hin der Einfallswinkel von Glas nach Luft aber kleiner, etwa 28° (man hat noch keine Totalreflexion, hoffentlich habe ich mich nicht verrechnet.). Ich habe hier (aus Flügge, Studienbuch zur technischen Optik, ein UTB-Bändchen von 1985) gerade ein kleines Diagramm  "Reflexionsgrad R (in %) gegen Einfallswinkel für Reflexion an Grenzflächen Luft/Glas (n=1,5)". Danach ist hier bei 28° nach meiner Schätzung R = 5-6% (Das Diagramm ist allerdings relativ klein.). Damit wird der Beleuchtungswirkungsgrad insgesamt ja noch besser, und auch darum ist Herr Nisch mit seiner Bildhelligkeit vielleicht so zufrieden!
(Das Ganze ist bei genauerem Hinsehen etwas komplizierter, weil hier die Polarisationsrichtungen auch noch "mitmischen".)
Freundliche Reflexionsgrüsse
H. Husemann

[wilfried48]

Lieber Herr Husemann,

natürlich haben sich mich mal wieder bei einer Unexaktheit erwischt, ich habe die hintere Glasfläche unterschlagen.

Ich bin mit ihnen auch der Meinung das die Verspiegelung der vorderen Glasfläche auch schon deshalb wichtig ist (Unterdrückung störender Reflexe von der hinteren Glasfläche des Deckglases).

Gleichzeitig möchte ich noch kundtun, dass ich die Maße für den Deckglasdurchmesser für den FL IV falsch angegeben hatte.

Der Durchmesser des Strahlteilers für Fluoreszenzanregung ist 22 mm, also wäre ein rundes Deckglas mit 22 mm ideal. Ich habe ein rundes Deckglas mit 20mm Durchmesser drin, das zwar etwas herumrutscht aber dennoch immer genügend Fläche abdeckt.

Ich habe die Angaben in meinem ursprünglichen Beitrag entprechend korrigiert.

viele Grüsse
Wilfried

[Frank D.]

Hallo Wilfried, hallo Olaf,

danke für die Informationen.
Ich versuche es mal mit einem passenden Deckglas.
Habe dazu auch schon eine Suchanfrage gestartet und werde dann über das Ergebnis berichten.

Liebe Grüße
Frank

[Nomarski]

Hallo Rolf,

22mm-Deckgläser sind bei mir auch Mangelware. In 24mm und 25mm habe ich aber ausreichenden Vorrat,
deswegen habe ich auch diesen Spezial-Reflektoreinsatz für den IV-FL:



Viele Grüße
Bernd

[wilfried48]

Hallo,

damit man mal sieht, was im Auflicht mit dem FL IV mit einem unverspiegelten Deckglas etwa erreicht wird,
habe ich mal eine Auflicht Hellfeldaufnahme von einem undurchstrahlbaren technischen Objekt angefertigt.
Da ich an diesem Mikroskop keinen Phototubus mit Kamera habe ist die Aufnahme von Hand mit einer Panasonic Digiknipse
durch das Okular entstanden und als einzige Nachbearbeitung wurde die Vignettierung durch das Okular bzw. Kamerablende beschnitten



Die Aufnahme wurde mit einem Zeiss Jena 10 x Planachromaten ohne Deckglas gemacht.
Es handelt sich um einen Ausschnitt aus einer integrierten Schaltung die als sogenannter "Retina Chip" blinden Patienten
ins Auge eingepflanzt wird. Der ganze Chip mit 3 mm x 3 mm Kantenlänge hat ca. 2000 kleine Pixel mit einem Rastermass von 70 µm. Jedes Pixel hat einen Photosensor (das ist die kleine Rechteckige Fläche) und eine Stimulationselektrode aus Iridium  mit 50µm x 50 µm (das ist die grosse quadratische Fläche). In jedem Pixel ist im Hintergrund ausserdem ein kleiner Differenzverstärker integriert, der das vom Photsensor empfangene Licht verstärkt und einen ensprechenden elektrischen Stromimpuls auf die Nervenzellen in der blinden Retina abgibt.
Wer sich für das Retina Chip Projekt näher interessiert sollte in nächster Zeit Markus Lanz im ZDF schauen. Ein Bericht über den ersten sehenden Blinden Patienten sollte schon in der letzen Woche gesendet werden. Wurde aber wegen Howard Carpendale auf vermutlich diese Woche verschoben.

viele Grüsse
Wilfried