一、引言：光路系统是显微镜成像性能的基石

光路系统是显微镜中所有成像信息的传输与转换通道，其设计的准确性与灵活性直接决定图像质量、系统通用性与多功能成像的实现能力。奥林巴斯倒置显微镜IX81作为高端电动显微平台，采用模块化的无限远光学架构，构建了涵盖明场、荧光、DIC、相差、偏振、透射与反射等多种成像模式的一体化复合光路结构，为多样化科研任务提供了强大支持。

二、光路总览：IX81的复合光学路径结构

IX81整体光路设置基于无限远校正系统，实现了下列路径的协同整合：

1. 透射光照明路径（Transmitted Light Path）

2. 反射光路径（Reflected Light Path）

3. 荧光激发与发射路径（Fluorescence Light Path）

4. 目视观察与图像采集路径（Observation/Image Capture Path）

5. DIC/相差/偏振专用补充路径

所有光路均围绕显微镜主光轴展开，且可通过电动控制单元在软件中自由切换、调节与组合。

三、透射光路径构成与设置流程

1. 光源模块

IX81的透射照明通常配备卤素灯或LED照明单元，色温稳定、亮度可调：

• 灯源位于镜体后部，经整流器与冷却装置控制；

• 灯室内设有可调光圈与滤光轮，用于调节亮度、色温及中性密度控制；

• 光源通过聚光透镜引导至聚光器，再聚焦于样品底部。

2. 柯勒照明设置

标准透射光成像需实现柯勒照明：

• 调节视场光阑与聚光器Z轴位置；

• 利用聚光器X/Y调节螺钉对中心；

• 实现均匀照明、提升图像对比度与分辨率。

3. 明场与DIC/相差切换

• 明场使用基础透射光直通物镜；

• 相差需切换聚光器中的相环片，并与相差物镜相匹配；

• DIC光路需插入偏振片、棱镜组，构建干涉路径，要求光轴极度对准。

四、反射与荧光光路结构与分布

1. 荧光激发路径

• 来自LED/汞灯/氙灯的激发光首先通过激发滤光片；

• 被二向色镜反射至物镜，并聚焦于样品表面；

• 激发光波段严格限定，避免非目标染料激发。

2. 荧光发射路径

• 样品发出的荧光由物镜收集，通过二向色镜透射；

• 进入发射滤光片，仅允许目标波段通过；

• 被引导至CCD/sCMOS相机或目镜进行观察/记录。

3. 反射光整合

• IX81允许反射路径与荧光路径共用同一光路架构；

• 在使用反射DIC或金属表面观察时，可将荧光通道设定为反射照明输入。

五、观测路径设置：目视与数字采集分流机制

1. 三目镜筒分光结构

• IX81配备三目观察筒，能将图像分配至目镜与相机两端；

• 通过手动拉杆或电动分光器进行路径选择；

• 分光比例常见有 100:0（全目视）、20:80、0:100（全输出）三种设置；

• 相机接口为标准C-Mount，支持多种像素尺寸匹配镜头。

2. 中继光学设置

• 可根据相机传感器类型选配0.35×、0.5×、1×中继镜；

• 确保全视场覆盖、无暗角，并满足像素采样要求。

六、滤光片路径与多通道整合

1. 荧光滤光块路径

• 滤光块包括激发滤片、二向色镜与发射滤片三层结构；

• 安装在电动滤轮中，通过软件调控完成多通道切换；

• 通道切换时间一般 <200ms，适合快速多染料成像任务。

2. 插槽滤片路径

• 支持独立插入ND滤片、红外阻断片、特定波段激发片等；

• 插槽位置靠近灯源与聚光器，可实现快速更换；

• 软件同步管理通道编号与滤光匹配。

七、自动化光路控制机制

IX81具备高度电动化光路管理功能：

1. 自动光源切换
   在不同观察模式下（荧光/明场/相差）自动选择对应光源；

2. 自动滤片识别
   滤光块插入后软件可识别其通道类型并激活对应激发灯源；

3. 电动转镜切换
   观察筒内反射镜支持自动切换，将图像输出至目镜或相机；

4. Z轴与光源联动
   实现Z-stack采集过程中每层自动对焦与曝光调整；

5. 预设路径模式组合
   可预设多个成像通道的路径参数（如“DAPI+FITC+TRITC”），一键调用。

八、光路调整与对中操作流程

1. 光轴校准操作

• 使用调焦玻片或荧光珠定位光斑中心；

• 通过调节聚光器、镜筒、滤光片中心，使光斑与视场重合；

• 应特别注意荧光光路中的轴向偏离对图像焦平面带来的影响。

2. 光源位置调节

• 对于汞灯/氙灯，应调节灯泡在XYZ三个维度的焦点；

• LED模块一般无需对焦，但需调节投影角度以确保照明均匀性；

• 建议每次更换灯泡后重新做灯丝中心与光斑位置校正。

3. 视场均匀性调节

• 通过视场光阑调节可控制照明区域范围；

• 使用均匀性测试玻片辅助调节，使亮度从中心至边缘平滑过渡；

• 若存在局部亮斑或暗角，应检查聚光器位置或滤光片装配状态。

九、成像模式下的光路配置实例

十、维护与故障预防建议

1. 光路定期清洁
   清洁物镜、滤片与反射镜表面，避免尘埃干扰成像质量；

2. 避免多光源同时开启
   防止光源重叠造成光强波动或系统误判；

3. 检查自动切换响应
   若通道切换无反应，应检查电缆连接、控制盒供电与软件状态；

4. 校正成像中心漂移
   若长时间使用后图像偏移，建议重新调整反射镜或镜筒路径对中；

5. 照明均匀性监测
   使用白板图评估照明光强分布，必要时重设光源焦点。

十一、总结：IX81光路设置的系统优势

奥林巴斯倒置显微镜IX81在光路设计上充分融合了模块化构造、光谱精控、电动联动与通道组合能力，构建了稳定、灵活、精准的多通道复合光路系统。无论是基础的明场成像，还是多荧光、多焦面、多时间点的自动化实验，IX81都能通过灵活配置的光路体系，保障高分辨率、高对比度、高一致性的成像输出，广泛适用于细胞生物学、组织学、分子诊断、发育生物学等前沿研究领域。