奥林巴斯显微镜 IX-70 照明系统详解

一、引言

显微镜成像质量的稳定性、对比度和分辨率，除了依赖于光学系统和样品处理外，照明系统也起到了至关重要的作用。作为一款专为生命科学与高端科研设计的倒置式研究显微镜，奥林巴斯IX-70配备了先进的照明系统，能够满足从常规明场到复杂荧光、多光谱成像等多样需求。

IX-70的照明系统采用了模块化设计+双通道照明架构，即透射光照明与反射光照明（荧光照明）双系统协同工作，结合可调光强、中心对齐、波段控制等特点，为各种成像任务提供稳定、均匀且高对比度的照明条件。

本文将从结构组成、各类照明方式、调节机制、应用场景、维护建议等方面，系统阐述IX-70照明系统的功能特点与实际价值。

二、照明系统结构总览

奥林巴斯IX-70照明系统包括以下核心部分：

1. 透射照明系统（底部光源）

• 用于明场、相差、DIC等观察；

• 安装在机身底部，采用卤素灯光源。

2. 反射照明系统（荧光照明）

• 配合荧光滤光片立方体，用于荧光激发；

• 灯箱模块位于机身后侧，支持多种光源。

3. 照明调节组件

• 包括亮度调节器、视场光栏、聚光器、中心调节机构、中性密度滤光片（ND）、快门控制等。

4. 滤光片与波段控制单元

• 安装于荧光通道，控制激发/发射光波段；

• 可旋转切换多通道成像配置。

整个照明系统以模块化方式集成到IX-70主机中，用户可根据实际成像任务，自由选择或组合照明组件。

三、透射照明系统（明场/相差）

3.1 光源类型与结构

IX-70的底部透射照明系统采用卤素灯作为主要光源，常见型号包括：

• 6V 30W；

• 12V 100W（可选高亮度配置）；

灯源通过灯座与灯丝调节结构安装在显微镜底部照明仓，向上发射的光线穿过聚光镜、样本，再经物镜成像。

3.2 光路路径与调节结构

透射光线依次经过：

1. 卤素灯泡；

2. 集光透镜；

3. 中性灰滤光片（可调亮度）；

4. 聚光镜组；

5. 视场光栏与孔径光栏；

6. 样品承载层；

7. 物镜系统成像。

用户可通过前面板上的旋钮调节亮度，亦可使用中性密度滤片减弱光强，防止曝光过度或样品灼伤。

3.3 明场与相差切换

IX-70可通过聚光镜下方的滑块或插板切换观察模式：

• 插入空白光阑时为明场；

• 插入环状相差环为相差观察；

• 若配备DIC模块，还可实现微分干涉成像。

四、反射照明系统（荧光照明）

4.1 光源类型

IX-70后部集成荧光光源安装接口，支持以下多种光源：

灯源发出的光通过荧光滤光片组（立方体），经过物镜照射样品后收集荧光信号形成图像。

4.2 荧光光路简述

1. 光源发出激发光；

2. 通过激发滤光片筛选特定波长；

3. 通过二向色镜反射进入物镜；

4. 激发荧光染料后，发射光再次回到物镜；

5. 透过二向色镜，再经发射滤光片形成图像。

五、照明调节与控制机制

5.1 亮度调节器

• 所有照明系统均配备电位器旋钮，用于连续调节灯泡亮度；

• 荧光照明也可外接TTL控制器，实现同步曝光或快速开关。

5.2 中性密度滤片轮

• 安装于照明路径中，用于精准衰减光强；

• 一般包括ND6、ND25、ND100等多个档位；

• 适用于荧光激发或透射光高对比度样品。

5.3 光栏调节系统

• 孔径光栏：调节进入样品的照明锥角，优化分辨率与对比度；

• 视场光栏：调节照明区域范围，降低杂散光干扰。

5.4 光轴对中装置

• 所有光源模块（卤素/荧光）均具备X-Y-Z三向调节钮；

• 确保光束中心对准物镜孔径，提高照明均匀性。

六、典型照明组合方案

6.1 明场 + 荧光双模式组合

• 底部透射卤素灯用于细胞形态确认；

• 后部荧光照明用于标记蛋白或染料观察；

• 可快速切换光路，实现多模态对照实验。

6.2 相差 + 荧光组合

• 用于无染色细胞轮廓观察；

• 同时结合荧光标记进行动态追踪；

• 特别适用于贴壁细胞实验。

6.3 多通道荧光照明

• 预装3~6组滤光片立方体；

• 通过旋钮或电控旋转切换；

• 搭配LED或金属卤化物灯实现GFP/RFP/DAPI等多重成像。

七、照明系统在成像中的应用

八、照明系统维护与优化建议

8.1 灯泡更换周期

8.2 灯源校准技巧

• 更换灯泡后务必进行光轴校准；

• 灯丝中心需与聚光镜对齐；

• 荧光灯箱配备观察窗，可直接调节亮斑居中。

8.3 光学元件清洁

• 定期清洁光路中的集光镜、滤片、透镜；

• 使用镜头纸和无水乙醇，避免划伤与污染；

• 若长期使用荧光光源，需避免灰尘覆盖滤光片表面。

九、结构优势与设计价值总结

十、结语

奥林巴斯IX-70照明系统以其模块化、多样性、高亮度与高稳定性的特点，成为研究级显微平台中照明设计的典范。无论是进行日常明场观察、荧光蛋白定位、免疫组织分析还是活细胞动态追踪，其灵活的照明组合与精密的光路结构均能提供清晰、均匀、可控的成像条件。

通过科学使用、合理维护和适时升级，IX-70照明系统能够长期稳定运行，为显微成像提供可靠的技术保障。对于追求高质量成像与多模式分析的实验需求而言，该系统是一种高度成熟与值得信赖的解决方案。