一、引言：透射光源在倒置显微系统中的作用

透射光照明是显微镜最基础、最广泛应用的一种照明方式，尤其在活细胞观察、透明组织切片成像、相差和DIC成像等实验中占据核心地位。奥林巴斯倒置显微镜IX81作为一款全电动高端成像平台，其透射光源系统不仅在亮度、均匀性、稳定性等方面具有专业优势，还在结构、控制与适配方面展现出高度模块化、智能化的设计特征。

本文将全面解析IX81透射光源的光学原理、硬件构成、参数指标、控制方式、应用场景、性能优势、维护策略与未来发展方向，为科研人员提供完整的系统认知。

二、IX81透射光源系统结构组成

奥林巴斯IX81的透射光源系统主要由以下几个核心部分组成：

1. 光源模块：提供稳定的可见光照明；

2. 集光镜系统：聚集与均匀化光束；

3. 聚光器组件：数值孔径可调，优化照明路径；

4. 光阑系统：控制照明面积与对比度；

5. 电动控制单元：实现自动调节与同步控制；

6. 辅助光学组件：用于相差、DIC等观察方式的插入装置。

整个系统设计符合柯勒照明原理，以实现高亮度、高均匀度、高对比度的成像效果。

三、透射光源类型与技术参数

1. 常用光源类型

IX81可配置不同类型的透射光源，根据实验要求选择：

2. 光强调节机制

• 机械方式：内置中性密度滤片（ND1、ND2、ND6等）手动插入，减弱光强；

• 电动方式：电动调光模块支持通过软件控制实现 0–100% 无级亮度调节；

• 快门控制：可设置曝光时间同步于相机拍摄，防止光漂白。

3. 色温控制与稳定性

卤素灯色温偏暖，但通过滤色片或校正白平衡可获得色彩还原准确的图像。LED光源具备稳定的光谱输出和低漂移特性，适合定量成像与长期实验。

四、光路设计与照明均匀性优化

1. 柯勒照明系统

IX81内置柯勒照明结构，其核心优势：

• 灯丝与样本面不共轭，避免成像出现光源结构干扰；

• 光斑均匀、对比度高，便于细节观察；

• 通过集光镜和聚光器双重调节获得最佳焦距和照明面积。

2. 集光镜组参数

• 镜组材质：多层镀膜玻璃；

• 透过率：>90%（400–700nm可见光范围）；

• 热隔离性能强，保护样本不受辐射干扰。

3. 聚光器规格

• 可更换式长工作距离聚光器（适配不同培养容器）；

• 数值孔径（NA）：0.3（标准）或0.55（高NA版本）；

• 配备可变光阑控制，调节照明孔径大小以适应不同观察模式。

五、电动化控制与自动化联动能力

1. 亮度自动调节系统

• 可与相机或图像处理软件联动，实现自动曝光控制；

• 明场/荧光模式切换时自动调整透射光亮度；

• 支持多通道成像下的通道独立照明强度设定。

2. 滤片与快门插入模块

• ND滤片：可电动切换不同密度以调节光强；

• 起偏器/检偏器：用于偏光观察模式；

• IR/UV滤片：阻隔非可见光，提高照明纯净度；

• 电动快门：响应时间<10ms，避免样本长时间照射。

3. 软件控制接口

透射光源参数可通过 Olympus cellSens 平台集中控制：

• 实时预览亮度调整；

• 编程设定采集流程中各步骤所用照明参数；

• 快门与拍摄同步控制；

• 数据记录与实验条件导出功能。

六、不同观察模式下的透射光源表现

1. 明场成像（Brightfield）

• 成像清晰度和对比度依赖光源均匀性；

• 卤素灯为常用配置，色彩还原好；

• 通常需中等亮度设置以获得最佳视觉效果。

2. 相差观察（Phase Contrast）

• 需配合环形光圈和相差物镜；

• 光源需准确聚焦于相环位置，要求较高的轴向稳定性；

• 中光强、低热量光源更适合活细胞观察。

3. DIC微分干涉（Differential Interference Contrast）

• 需插入偏光器和检偏器；

• 光源需具备稳定线偏振输出（卤素灯优于LED）；

• 对光源偏振方向一致性要求高。

4. 动态成像与时间序列

• LED光源具备即时响应、不发热、低漂移特点，适合长时间连续拍摄；

• 自动亮度补偿机制防止图像曝光不均；

• 快门同步功能保护样本避免光毒性。

七、典型应用场景分析

八、性能评估与实验参数指标

九、维护与校准建议

1. 灯泡更换与校准

• 卤素灯泡需定期更换（建议使用原装型号）；

• 更换后须重新调整集光镜焦点与光斑均匀性；

• LED光源无需频繁更换，但仍需定期检查光输出功率。

2. 滤片清洁与维护

• 使用镜头纸与无水乙醇清洁ND滤片；

• 定期检查插片插槽，防止卡顿或接触不良。

3. 光路校准操作

• 使用标准白场样品检查照明均匀性；

• 调节集光镜、聚光器位置以获得最佳柯勒照明效果；

• 配合相机白平衡校正，确保色彩一致。

十、未来发展趋势与系统升级方向

1. 智能照明管理系统

• 结合AI识别样本亮度需求，自动设定照明参数；

• 实时反馈图像质量，动态调整光强与快门时间。

2. 多波段透射照明

• 集成多波段LED阵列，可实现红/绿/蓝/白光独立控制；

• 支持透射荧光复合成像或染色识别分析。

3. 模块化光源更换系统

• 插拔式光源组件，可根据实验轻松更换LED/卤素/冷光源；

• 与激光照明模块无缝协同。

4. 激光辅助透射照明（高精度切割）

• 应用于组织激光打孔、微注射路径辅助导航等新兴场景。

十一、总结

奥林巴斯倒置显微镜IX81的透射光源系统，凭借其卓越的光学均匀性、出色的亮度稳定性、灵活的光强控制与良好的多模式适配能力，构建了一个高性能、智能化的明场与增强对比成像基础平台。其可调节的结构设计、电动化控制能力和兼容多类实验需求的拓展性，为科研用户提供了广阔的实验空间和灵活的使用方式。

在活细胞观察、组织成像、胚胎实验、药物筛查等领域，IX81透射光源系统为高质量数据采集和可靠实验执行提供了坚实保障。