
- •А. А. Столяров, в. В. Кашин Оптические и лазерные системы
- •Рецензент:
- •Лабораторная работа №1. Изучение конструкции и основных принципов работы оптического микроскопа
- •1. Цель работы
- •2. Микроскопы
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Стереоскопический микроскоп. Устройство и принцип работы микроскопа мбс-1
- •Общее линейное увеличение оптической системы
- •Оптическая характеристика микроскопа мбс-1
- •3. Порядок работы
- •3.1. Подготовка к работе
- •3.2. Работа с окулярным микрометром
- •4. Задание по работе
- •Данные измерений
- •5. Содержание отчета
- •6. Литература
- •Лабораторная работа №2. Изучение характеристик фотодиодов
- •1. Цель работы
- •2. Фотодиодные структуры
- •2.1. Германиевые и кремниевые фотодиоды
- •3. Принцип действия и схемы спектрофотометра
- •3.1. Принцип действия
- •3.2. Оптическая схема
- •4. Описание установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Задание по работе
- •Результаты измерений
- •Результаты измерений
- •Результаты измерений
- •7. Содержание отчета
- •8. Литература
- •Лабораторная работа №3. Изучение характеристик фототранзистора
- •1. Цель работы
- •2. Фототранзисторы
- •3. Принцип действия и схемы спектрофотометра
- •3.1. Принцип действия
- •3.2. Оптическая схема
- •4. Описание установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Задание по работе
- •Результаты измерений
- •Результаты измерений
- •Результаты измерений
- •7. Содержание отчета
- •8. Литература
- •Лабораторная работа №4. Изучение конструкции и основных принципов работы лазерного эллипсометрического микроскопа
- •1. Цель работы
- •2. Общие сведения
- •2.1. Эллипсометрические методы контроля параметров структур «диэлектрик–полупроводник»
- •2.2. Лазерная эллипсометрическая микроскопия
- •3. Описание лазерного эллипсометрического микроскопа лэм-2м
- •3.1. Назначение
- •3.2. Принцип действия
- •3.3. Устройство и работа микроскопа
- •3.4. Указание мер безопасности
- •4. Проведение измерений
- •4.1. Порядок работы
- •4.2. Методика измерения параметров
- •4.3. Порядок подсчета результатов измерения
- •Диапазоны изменения а и р
- •5. Задания по работе
- •6. Содержание отчета
- •7. Литература
- •Содержание
- •Александр Алексеевич Столяров Виталий Валерьевич Кашин Оптические и лазерные системы
- •248000, Г. Калуга, ул. Баженова, 2, тел. 57–31–87
2.2. Стереоскопический микроскоп. Устройство и принцип работы микроскопа мбс-1
Оптическая схема микроскопа показана на рис. 1.2. При работе в проходящем свете источник света 1 с помощью отражателя 2 и коллектора 4 освещает прозрачный препарат, установленный на предметном столике 3.
Рис. 1.2. Оптическая
схема микроскопа МБС-1:
1
— электролампочка; 2
— отражатель; 3
— предметное стекло; 4
— коллектор;
5
— объектив
мм;
6,
7
— галилеевы системы;
8
— объективы
мм;
9 —
призмы Шмидта; 10
— окуляры
В качестве объектива применена специальная система, состоящая из четырех линз 5 (с фокусным расстоянием 80 мм) и двух пар галилеевых систем 6, 7, которые можно, переворачивая, переключать для получения каждой парой по два варианта увеличений.
Галилеева
система 6 дает увеличения
и
а галилеева система 7 дает увеличения
и
Для получения пятого варианта увеличения нужно выключить галилеевы системы из хода лучей.
За галилеевыми системами находятся объективы 8 с фокусным расстоянием 160 мм, которые образуют изображение объекта в фокальных плоскостях окуляров.
Общее линейное увеличение оптической системы, состоящей из объектива 5, галилеевых систем 6 и 7 и объективов 8, приведено в табл. 1.
Таблица 1.1
Общее линейное увеличение оптической системы
Применяемая галилеева система |
|
|
Без галилеевой системы |
|
|
Общее увеличение |
|
|
|
|
|
Таблица 1.2
Оптическая характеристика микроскопа мбс-1
Окуляры |
Увеличение микроскопа |
Поле зрения, мм |
||||
Объективы |
|
|
|
|
|
|
|
3,5 |
4,5 |
7 |
39,3 |
35 |
32 |
|
6 |
8 |
12,5 |
22,4 |
20 |
18 |
|
12 |
16 |
25 |
11,2 |
10 |
9 |
|
24 |
32 |
50 |
5,6 |
5 |
4,5 |
|
42 |
56 |
88 |
3,2 |
2,9 |
2,6 |
За объективами 8 установлены две призмы Шмидта 9, которые позволяют разворачивать окулярные трубки по глазу наблюдателя без разворота изображения объекта.
К микроскопу МБС-1
прилагаются три пары окуляров увеличением
и один окулярный микрометр
увеличения с сеткой.
Оптическая характеристика прибора приведена в табл. 1.2.
3. Порядок работы
3.1. Подготовка к работе
При работе с искусственным светом микроскоп подключается к сети переменного напряжения 220 В. Это напряжение является опасным для жизни, поэтому будьте внимательны и соблюдайте все необходимые меры безопасности при работе с прибором. При выявлении неисправностей или обнаружении дефектов обращайтесь непосредственно к преподавателю. Не пытайтесь сами устранить неисправность.
Для работы с микроскопом необходимо внимательно изучить его устройство [1].
Как уже было указано выше, для рассматривания объектов в проходящем свете можно пользоваться как дневным светом, так и светом от электрической лампочки накаливания.
Дневной свет попадает на осветительное зеркало (или на матовый экран) через специально предусмотренный вырез в корпусе столика микроскопа. Для этого следует столик расположить так, чтобы вырез был обращен к свету (окну). При таком расположении столика наблюдатель должен сидеть со стороны стойки штатива, и окулярную насадку следует установить на оптической головке так, чтобы окулярные трубки были обращены к наблюдателю.
При перестройке микроскопа с дневного освещения на искусственное осветитель с коллектором необходимо вставить в специальное отверстие, которое расположено диаметрально противоположно вырезу в корпусе столика.
Включить лампочку в сеть через прилагаемый к прибору трансформатор, который включен в сеть 220 В. Если в сети 127 В, то необходимо сделать переключение трансформатора на соответствующее напряжение, указанное на клеммах переключателя. Переключение производится рычагом через окно в донышке трансформатора.
Наблюдая в окуляры, нужно разворотом окулярных трубок найти такое положение, при котором два изображения будут сведены в одно. Вращением барашков произвести фокусировку на исследуемый объект, чтобы добиться равномерного освещения поля. Для равномерного освещения поля в ход лучей следует вводить матовую поверхность, а для интенсивного освещения — отражатель.
При настройке освещенности патрон с лампой перемещается в сторону коллектора до получения наилучшей освещенности наблюдаемого объекта. Если при этом лампа коснется линзы коллектора, необходимо переместить патрон в обратном направлении примерно на 0,5–1 мм.
При настройке микроскопа нужно следить за тем, чтобы ось головки микроскопа совпадала с центром окна столика, в противном случае может наблюдаться неравномерность освещения поля.
В случае исследования непрозрачных объектов нужно стеклянную пластину на столике заменить металлической.
Осветитель с коллектором следует вывернуть из корпуса столика и ввернуть в поворотный кронштейн. Дальнейшие операции — те же, что и при работе в проходящем свете.
Если требуется исследовать большие плоские поверхности (лист стекла или железа, срез дерева и т.д.), то необходимо штатив микроскопа МБС-1 отсоединить от столика. Для этого надо отвернуть на несколько оборотов зажимной винт и небольшим наклоном и выдвиганием на себя снять штатив со столика, предварительно вынув стеклянную или металлическую пластину.
Микроскоп следует устанавливать тремя сферическими ножками, находящимися снизу основания штатива, непосредственно на плоскость исследуемого объекта.