Das sind die 12 beliebtesten Auflichtmikroskope für dich zur Auswahl

Ein Durchlichtmikroskop ist in der Regel wenig hilfreich, wenn man die Struktur von Metallproben, die Oberfläche von Keramik, integrierte Schaltkreise oder bedruckte Papierdokumente untersuchen will. Daher wurde für diese Zwecke das Auflichtmikroskop entwickelt. Die Auflichtmikroskopie wird oft auch als Auflicht-, Epi-Illuminations- oder Metallurgiemikroskopie bezeichnet und ist die Methode der Wahl für die Fluoreszenz und für die Abbildung von Proben, die selbst dann undurchsichtig bleiben, wenn sie auf eine Dicke von 30 Mikrometern geschliffen werden. Ähnlich wie bei der Fluoreszenzmikroskopie wird die Probe bei einem Auflichtmikroskop von oben durch das Objektiv beleuchtet. Das Köhlersche Beleuchtungsprinzip findet Anwendung, wenn das Objektiv mit seiner Pupillenebene auch als Kondensor verwendet wird.

Heute bieten viele Mikroskop Hersteller fortschrittliche Auflichtmikroskop an, die es dem Benutzer ermöglichen, abwechselnd oder gleichzeitig Untersuchungen mit vertikaler und durchgehender Beleuchtung durchzuführen. Ein typisches Auflichtmikroskop, das für beide Beleuchtungsarten konfiguriert ist, ist ein Gerät, dass die Durchlichtquelle zulässt. Der Strahlengang für Auflicht beginnt mit Lichtstrahlen, die aus dem Lampengehäuse für Auflicht stammen. Dieses Licht gelangt dann durch die Sammellinse in die vertikale Beleuchtungseinrichtung, wo es durch die Apertur- und die Leuchtfeldblende gesteuert wird. Nach dem Durchgang durch den Vertikalilluminator wird das Licht von einem Strahlenteiler, einem Halbspiegel oder einem elliptisch geformten Spiegel der ersten Oberfläche, durch das Objektiv reflektiert, um die Probe zu beleuchten. Das von der Oberfläche der Probe reflektierte Licht tritt wieder in das Objektiv ein und gelangt in den binokularen Kopf, wo es entweder zu den Okularen oder zu einem Anschluss für die Mikrofotografie geleitet wird. Ein Auflichtmikroskop ist häufig die Domäne industrieller Anwendungen, insbesondere im schnell wachsenden Halbleiterbereich, und stellt somit ein wichtiges Segment mikroskopischer Untersuchungen dar.

Ein typisches Auflichtmikroskop verfügt über einen Betrachtungsrohr mit zwei Okularen statt, aber auch über einen trinokularen Tubuskopf zur Montage eines konventionellen oder digitalen Videokamerasystems. Die Okulare der Standardausrüstung haben in der Regel eine 10fache Vergrößerung, und die meisten Mikroskope sind mit einem Objektivrevolver ausgestattet, der vier bis sechs Objektive aufnehmen kann. Der Objekttisch wird mechanisch mit einem in x- und y-Richtung verschiebbaren Probenhalter gesteuert, und die gesamte Tischeinheit lässt sich mit einem Grob- und Feinfokussiermechanismus präzise auf und ab bewegen. Die eingebauten Lichtquellen reichen von 20- und 100-Watt-Halogenlampen bis zu Quecksilberdampf- oder Xenonlampen mit höherer Energie, die bei einem Auflichtmikroskop verwendet werden. 

Das Licht aus dem Lampenhaus wird durch eine vertikale Beleuchtung geleitet, die oberhalb des Objektivrevolvers, aber unterhalb der Unterseite des Tubuskopfes angebracht ist. Die Oberseite des Präparats befindet sich aufrecht (in der Regel ohne Deckglas) auf dem Objekttisch, der dem Objektiv gegenüberliegt, das in die optische Achse des Mikroskops gedreht wurde. Die Vertikalbeleuchtung ist horizontal im 90-Grad-Winkel zur optischen Achse des Mikroskops und parallel zur Tischplatte ausgerichtet, wobei das Lampengehäuse an der Rückseite der Beleuchtung befestigt ist. Die Grob- und Feintriebe heben oder senken den Objekttisch in großen oder kleinen Schritten, um das Präparat scharf zu stellen.

Die Bildentstehung in einem Auflichtmikroskop

Der erste Schritt zum Verständnis bei einem Auflichtmikroskop unterliegt der grundsätzlichen Untersuchung der optischen Prinzipien von Mikroskopen sein. Zu den optischen Prinzipien von Mikroskopen gehören die Bildentstehung, die Vergrößerung und die Auflösung. Die Bildentstehung lässt sich am Verhalten eines Lichtweges in einem zusammengesetzten Lichtmikroskop veranschaulichen, wie in Abbildung 1.1 dargestellt. Eine Probe (ein Objekt) wird an der Position A platziert, wo sie zwischen einer und zwei Brennweiten von einer Objektivlinse entfernt ist. 

Die vom Objekt ausgehenden Lichtstrahlen treffen zunächst auf die Objektivlinse und werden dann an Position B gebündelt, um ein vergrößertes umgekehrtes Bild zu erzeugen. Die Lichtstrahlen des Bildes werden durch die zweite Linse (Projektorlinse) weiter konvergiert, um ein endgültiges vergrößertes Bild eines Objekts bei C zu erzeugen.

Der Lichtweg erzeugt das reale Bild bei C auf einer Leinwand oder einem Kamerafilm, das nicht das ist, was wir mit unseren Augen sehen. Nur ein reales Bild kann auf einem Bildschirm erzeugt und fotografiert werden. Wenn wir Mikrostrukturen mit unseren Augen untersuchen, geht der Lichtweg in einem Mikroskop durch ein Okular statt durch eine Projektorlinse, um ein virtuelles Bild auf der Netzhaut des menschlichen Auges zu erzeugen. Das virtuelle Bild ist in Bezug auf das Objekt invertiert. Das virtuelle Bild wird häufig so eingestellt, dass es dem Mindestabstand des Augenschärfepunkts entspricht, der üblicherweise angenommen wird.

Bei einem Auflichtmikroskop fällt das Licht auf die Probe und wird reflektiert, so die Annahme. Es gibt einen Halbspiegel, in dem 50 % des Lichts reflektiert werden und 50 % des Lichts durchgelassen werden, mit Verlusten bei der Bildintensität, aber Gewinnen bei der endgültigen Auflösung.

Das Auflichtmikroskop verwendet ausgeklügelte Systeme von Spiegeln, Prismen und halbverspiegelten Gläsern, die das Licht in einer Richtung durchlassen und in der anderen reflektieren.

Ein Auflichtmikroskop kann mit Auflicht und Durchlicht verwendet werden. Auflicht eignet sich für die Untersuchung von undurchsichtigen Materialien wie Mineraloxiden und -sulfiden, Metallen und Siliziumscheiben und erfordert spannungsfreie Objektive, die nicht für die Betrachtung durch ein Deckglas korrigiert wurden.

Wann kommt die Auflichtmikroskopie zum Einsatz?

Da die Elektronen der leitenden Schicht von Metallen stark mit Photonen wechselwirken, wodurch die Probe nicht transparent genug ist, um mit einem Durchlichtmikroskop beobachtet zu werden, wurde das Auflichtmikroskop entwickelt.

Die Auflichtmikroskopie ist die Methode der Wahl für Fluoreszenz und für die Abbildung von Proben, die undurchsichtig bleiben, selbst wenn sie auf eine Dicke von 30 Mikrometern geschliffen werden. Ähnlich wie beim Fluoreszenzmikroskop wird bei der Auflicht-Hellfeldmikroskopie die Probe von oben durch das Objektiv beleuchtet. Eine sehr wichtige Technik in der Auflichtmikroskopie ist das Vorhandensein eines Dunkelfeldes, das es ermöglicht, durch eine schräge Beleuchtung (durch Platzierung eines Hindernisses in der Mitte des Lichtstrahls) einen hellen Kontrast in Bereichen zu erhalten, die eine geringe Neigung zur Oberfläche aufweisen.