Kính hiển vi, kính lúp

Kính hiển vi sinh học, kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi kỹ thuật số, kính hiển vi cầm tay, kính lúp cầm tay, kính lúp để bàn, kính lúp đeo mắt

Kính hiển vi sử dụng đèn LED

Một trong những công nghệ chiếu sáng mới nhất trong kính hiển vi, đặc biệt là đối với kính hiển vi soi nổi, là diode phát ánh sáng trắng LED (Xem thêm Đèn led kính hiển vi). Đây là một công nghệ mới tương đối gần đây được đưa vào trong các thiết bị dùng để quan sát, và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kính hiển vi. Một số công ty đã và đang tiếp thị đèn chiếu sáng dạng vòng sử dụng ánh sáng LED ra thị trường với nhiều loại khác nhau bao gồm chiếu sáng điểm tập trung, khuếch tán và các phiên bản tối ưu cho khoảng cách làm việc ngắn hơn hoặc dài hơn so với bình thường. Một số cấu hình chiếu sáng khác cũng dựa vào đèn LED như đèn rọi, panel đèn nền, chùm tia tuyến tính, và đèn chiếu sáng dạng khuếch tán theo trục. Hình bên dưới mô tả đèn chiếu sáng dạng vòng kết hợp với diode phát quang.


đèn chiếu sáng dạng vòng kết hợp với diode phát quang
đèn chiếu sáng dạng vòng kết hợp với diode phát quang


Ưu điểm của diode phát quang là nguồn sáng lạnh, hầu hết sẽ phát ra quang phổ không đổi với một tuổi thọ rất dài. Những nhà sản xuất kính hiển vi đánh giá đèn LED sử dụng được trong 40.000 giờ hoặc hơn, tuổi thọ đó có thể lên tới 100.000 giờ so sánh với tuổi thọ của đèn halogen là 1.000 giờ. Bởi vì tuổi thọ rất dài nên loại đèn này không cần phải thay thế, và những nhà sản xuất có thể niêm phong luôn nguồn sáng và các cấu kiện quang học liên quan. Đây là một ưu điểm rất quan trọng giúp tiết kiệm thời gian tháo kính hiển vi để thay đèn, và căn chỉnh các thành phần quang học của kính hiển vi khi bảo trì (Xem thêm Sử dụng đèn LED chiếu sáng trong kính hiển vi quang học).

Một vấn đề quan trọng của diode phát ánh sáng trắng là cường độ chiếu sáng tương đối thấp, và điều này làm hạn chế ứng dụng của kính hiển vi soi nổi với các độ phóng đại thấp khi kiểm tra trực tiếp bằng quan sát. Đối với chụp ảnh bằng phim hoặc ảnh kỹ thuật số, có thể bù đắp cường độ thấp ở một số mức độ bằng cách tăng thời gian phơi sáng. Một bất lợi khác của diode phát quang hiện hành là nhiệt độ màu không thể lọc dễ dàng để biến đổi tính chất quang phổ. Nguyên nhân là do nhiều đèn LED không phát theo mô hình đỏ - xanh lá - xanh lục có thể biến đổi bằng lọc theo cách thường.

Vốn dĩ đèn phát quang diode là thiết bị phát quang đơn sắc, với màu sắc được xác định dựa vào khoảng hở của vật liệu bán dẫn dùng trong chế tạo đèn. Sau đèn phát ánh sáng đỏ, vật liệu làm đèn đã được phát triển để có thể tạo ra LED màu cam, vàng và xanh lá. Tuy nhiên, với sự phát triển gần đây của công nghệ bán dẫn đã tạo ra bước sóng xanh lục và cực tím với độ sáng cao thì công nghệ này mới khả thi để tạo ra ánh sáng trắng. Hầu hết đèn LED trắng được chế tạo từ chất bán dẫn gallium nitride blue bao quang bởi vật liệu phát lân quang, phát ra khoảng bước sóng dài hơn khi bị kích thích bằng ánh sáng màu lục. Sự phát lân quang bị chi phối bởi ánh sáng vàng kết hợp với màu xanh bổ sung qua các phụ gia pha trộn tạo ra ánh sáng trắng. Các kỹ thuật khác tạo ra ánh sáng trắng bằng cách pha trộn từ 2 nguồn đơn sắc bổ sung (LED lưỡng sắc) hoặc 3 nguồn đơn sắc (LED tam sắc) theo một tỷ lệ thích hợp để tạo ánh sáng màu trắng. Sự kết hợp của các bước sóng có thể tạo ra ánh sáng "trắng" có nhiệt độ màu tương đối cao trong phạm vi thích hợp cho các kính hiển vi quang học.

Một phương pháp khác để tạo ánh sáng trắng tương tự với cơ chế của đèn ống huỳnh quang, sử dụng chất phát lân quang phát ra bước sóng khả kiến trên một khoảng rộng để phát ánh sáng trắng phổ rộng. Loại đèn LED này sử dụng vật liệu bán dẫn phát sáng trong điều kiện có ánh sáng cực tím kích thích chất phát quang, và toàn bộ ánh sáng phát ra là kết quả của quá trình phát lân quang thứ cấp. Đèn LED chiếu sáng trên thị trường được công bố theo nhiệt độ màu của ánh sáng ban ngày, xấp xỉ 5,500K, nhưng một số đặc điểm khác về phổ không phù hợp với phim chụp ảnh. Do đó, sử dụng loại đèn này với hệ thống camera kỹ thuật số sẽ thích hợp hơn. Điều này đặc biệt đúng với các đèn lưỡng hoặc tam sắc, tạo ra ánh sáng màu trắng nhưng các đặc tính về phổ không phù hợp với tất cả các ứng dụng.

Tiêu thụ năng lượng tương đối thấp là một trong rất nhiều những lợi ích của việc sử dụng đèn LED, cho phép loại đèn này có thể vận hành bằng pin trong một khoảng thời gian hợp lý. Thông thường đèn LED vận hành với nguồn điện từ 1-3V với cường độ dòng 10-100 mA.

Share on Google Plus