Illuminating System

이제 현미경에서 사용하고 있는 조명장치에 대해 알아보기로 하자.

광학 현미경에서 대물렌즈와 접안렌즈의 성능은 매우 중요합니다만, 조명 시스템의 역할 역시 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.

여기에는 Critical 조명과 Köhler(쾰러) 조명방식이라고 하는 두 가지 기본적인 조명방식이 있습니다.

Critical 조명 방식은 광원인 필라멘트의 이미지가 표본에 같이 결상니다. 이러한 시스템은 Köhler 조명 시스템보다 밝기는 뛰어납니다만, 조명광이 고르게 샘플을 비추지 못하며, 특히 저배율 렌즈에서는 그 현상이 심하게 나타납니다.

이러한 Critical 조명 방식을 개선하기 위한, 쾰러 조명 시스템( Köhler illumination )은 오늘날 사용할 수 있는 최고의 조명 방식으로 폭 넓게 받아들여지고 있습니다.

이 시스템에서는 광원 필라멘트의 초점이 콘덴서의 전초점 평면에 있는 aperture diaphragm에 모아지게 됩니다.

빛이 콘덴서와 대물렌즈를 통과한 후, 필라멘트의 이미지는 대물렌즈의 후측 초점면에 위치하게 됩니다.

그러므로, Köhler 조명방식은 Critical 조명방식에서 발생하는 불균등한 조명 문제를 해결 할 수 있습니다.

현미경 조명의 질에 영향을 미치는 중요한 요인은 대물렌즈의 N.A.값에 맞춰서 조명 시스템의 aperture값을 변화시키는 aperture iris diaphragm의 역할입니다

만약 aperture iris diaphragm이 너무 많이 닫혀 있으면, 높은 N.A값을 가진 대물렌즈의 기능을 제대로 사용할 수 없으며, 그 결과로 좋은 분해능을 얻을 수 없고, 상대적으로 이미지가 어둡게 보입니다.

반면에, 낮은 명암 또는 염색되지 않은 표본의 경우에는 aperture iris diaphragm(조리개)을 줄여서 명암을 향상시킬 수 있습니다.

한편, Field iris diaphragm는 보이는 부분에서 약간 바깥쪽 면에 위치하도록 열려 있어야 합니다.(중앙그림) 너무 많이 닫으면 보이는 부분이 iris diaphragm에 의해 가려지게 되고(왼쪽 그림) 너무 많이 열게 되면, 보고자 하는 영역외에 조사된 조명이 외부에서 영향을 미쳐서 flare를 형성할 수 있습니다.(오른쪽그림)

현미경의 condenser는 광원에 의해 방사된 빛을 집중시킵니다. 이때 콘덴서의 N.A.는 대물렌즈의 N.A.값의 70-80% 정도로 조정되어 있어야 합니다.

하나의 콘덴서로는 모든 대물렌즈의 배율에 대응할 수 없습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 4X 또는 더 낮은 대물렌즈를 위한 BH2-ULC 와 10배 이상의 배율을 가진 고배율의 대물렌즈를 위해 색수차와 구면수차를 보정한 BH2-AAC 콘덴서가 있다. (이 설명과 모델명은 구형 모델에 맞춰져 있습니다만, 시판되는 콘덴서에도 동일한 설명을 할 수 있습니다.)

(모든 현미경에 사용할 수 있는 콘덴서는 없습니다. 각각의 조건을 고려하여 적합한 콘덴서를 사용해야 합니다. )