我们提供多种可用于设备集成的光学元件选择,为包括生命科学研究、医疗和工业在内的多种领域提供解决方案。这些组件包括LED光源,它为显微技术提供高效的光源和其他显著的优势。
过去,显微镜一直使用卤素灯作为光源,但如今,LED已经成为主流。用于显微镜的LED支持各种不同的照明方式,如透射照明和反射照明(同轴照明)。
在这篇博文中,我们将进一步了解这些照明方式,探索可支持这些照明方式的LED,并获取为您的设备选择光源的窍门。
透射照明与反射照明:有什么区别?
如果您要设计一台显微镜设备,您可能需要这台设备支持透射照明或反射照明。
透射照明(图1)用于生物显微镜观察透射光的物体,如生物组织、细胞和细菌的薄切片。BX3M-LEDT是一款白光LED,适合在透射照明下观察样本。
与此相反,反射照明(图2)用于观察反射光的物体,如用冶金显微镜观察金属表面和半导体。BX3M-LEDR LED适用于反射照明观察。这款LED被用于许多仪器,包括拉曼分光光度计、半导体检测设备和3D测量仪。
用于透射照明的LED和用于反射照明的LED之间的一个显著区别是发射光通量的直径大小。用于透射照明的LED与多种类型的聚光器一起使用,因此它需要较大的光通量直径来均匀地照亮物体。用于反射照明的LED使用一个物镜透镜来实现物镜和聚光器的作用,所以所需的光通量直径较小。通过这种设计,数值孔径(NA)是完全匹配的。这就在样品平面上实现了理想的光聚焦和光收集。
图1.透射照明 | 图2.反射照明 |
对比用于显微镜的光源:LED与卤素灯
将LED用于显微镜有很多优势。考虑这些光源与卤素灯的对比情况。例如,下面的表1比较了用于反射照明的100瓦卤素灯和白光LED的主要特征。尽管LED的亮度与卤素灯相同,但LED在许多方面优于卤素灯。
100瓦卤素灯 | 标准 | 白光LED | ||
---|---|---|---|---|
短 | - | 使用寿命 | ✓ | 长 |
低 | - | 发光效率 | ✓ | 高 |
热 | - | 热量 | ✓ | 冷 |
慢 | - | 反应速度 | ✓ | 快 |
根据光强不同而变化 | - | 色温变化 | ✓ | 几乎恒定,不受光强的影响 |
大 | - | 尺寸 | ✓ | 小 |
高 | - | 显色性 | ✓ | 低 |
使用寿命:众所周知,LED的使用寿命很长。一个LED的使用寿命约为60,000小时,而一个卤素灯的使用寿命约为2,000小时。更长的使用寿命意味着更换灯泡次数更少,可以节省时间,降低成本,以及减少环境污染。
热量:LED比卤素灯更稳定,并且不像卤素灯那样容易发热。照明设备变热也会使您的工作空间变热,并对样品造成损害。LED产生的热量更少,光源更稳定,能够实现舒适、长期的观察。
反应速度:与卤素灯相比,LED的反应速度更快,您可以立即开始观察,因而更节省时间,而卤素灯则需要更长的时间才能发出亮光。
色温变化:与卤素灯不同,调整光强时,LED可以保持色温不变。可自由控制光强意味着可以减少强光对样品的潜在损害。色温保持不变也减少了眼睛的疲劳,因为眼睛无需适应颜色的变化。
尺寸:LED通常比卤素灯更小巧,即使显微镜设备越来越小,LED也很容易集成其中。
LED与卤素灯的显色性对比
请注意,普通白光LED(如BX3M-LEDR或BX3M-LEDT)的显色性比卤素灯低。然而,真彩色LED(如U-LHLEDC/U-LHLEDC100 LED)的显色性与卤素灯相当。建议将真彩色LED用于需要高显色性的应用,例如用透射照明观察生物标本。
卤素灯和LED的光谱特性
在透射照明应用中,整个可见光谱的均匀光强对于准确再现染色生物样本的颜色也很重要。卤素灯在这方面的表现一度超越LED,因为普通白光LED的光强在不同的波长下会有所不同。然而,真彩色LED与卤素灯的光谱特性十分接近,可以准确地表现颜色。
下面的图3说明了这一性能,其中显示了带滤光片的卤素灯、真彩色LED和普通白光LED的一般光谱特性。
图3.带滤光片的卤素灯(左,粉色)、真彩色LED(中间,黄色)和普通白光LED(右,蓝色)的光谱分布。
了解更多关于用于显微镜设备的LED的信息
在设计新的基于显微镜的设备时,考虑将LED集成进去,因为它具有发光照明、能源效率高、结构紧凑以及其他一些优点。我们的网站还提供一些方便您进行设备设计的资源,如:
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- 3D CAD数据
- 符合RoHS标准的产品目录
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