
一百年前,偏光顯微鏡就已經應用于傳統的地球科學研究之中。從那時起,隨著技術的不斷進步,這類顯微鏡在用戶友好性、人體工程學以及光學性能方面逐漸改善。
時至今日,仍有一方面在原地踏步:傳統的偏振光(復式)顯微鏡僅適用于經過制備的樣品,因為這類顯微鏡提供的工作距離不足以滿足整個樣品的檢測。
這就意味著必須切割和拋光較厚、較大的地質樣品,以適應復式顯微鏡的有限工作距離。這些樣品制備對精確度的要求很高,而在拋光片的厚度、平整度和拋光效果方面,對精確度的要求則更甚。運用帶透射、偏振光的復式顯微鏡進行檢測時,標準厚度應為30微米。換言之,科學家檢測未經制備的樣品時,需要切換成工作距離較大的體視顯微鏡。
那么,有沒有一臺顯微鏡,能夠同時勝任這兩類樣品?這就是Leica DVM6 M數碼顯微鏡。選用適當的配件,該顯微鏡即可化身為半定量型偏振顯微鏡,讓地質科學家用一臺偏振光顯微鏡,就能分析經過或未經過制備的樣品。
地質樣品種類繁多,包括薄切片、拋光片、微體化石、礦物顆粒、巖樣、巖心、顯微載片、化石等。復式顯微鏡適合薄切片、拋光片等制備樣品,體視顯微鏡適合微體化石、礦物顆粒、巖樣、巖心、顯微載片、化石等,而Leica DVM6 M的檢測范圍覆蓋了上述全部樣品。

運用適配器將Leica DVM6 M安裝在手動或電動調焦柱上,即可獲得額外工作距離,確保地質學家能夠對拋光或未拋光的樣品進行檢測觀察。具備高數值孔徑的透射光座,提供了適用于多樣化偏振光應用領域的數碼解決方案。
為透射光座配備一個偏振載物臺,上面帶一個旋入/旋出偏光鏡。按照上述方法設置Leica DVM6 M,確保顯微鏡適用于任何地質科學應用領域,并保證用戶能夠分別觀察平行和交叉偏振光下的透明樣品。樣品是否配有蓋玻片,或樣品是否系未切削的透明礦物質(例如,鉆石或指示礦物),這些并不重要。

Leica DVM6 M能夠提高地質科學家的工作效率,歸因于以下優勢:
下面選取玄武巖薄片為例。采用不同方向的偏振光照明,可以展示玄武巖的結構和組成。

圖1:運用平行偏振光獲取的玄武巖薄片圖像

圖2:運用交叉偏振光獲取的相同樣品圖像
如果單幅圖像顯示樣品的感興趣區域比顯微鏡的視場大,則研究人員可以運用顯微鏡軟件中的Live Image Builder(實時圖像生成器)功能。在載物臺掃描階段,該項功能可以通過照相機記錄的合成圖像來創建單幅圖像,保證用戶能夠更大范圍地查看樣品。

圖3:上圖系玄武巖薄片的概覽大圖
針對反光,可以采用內置同軸照明方式觀察拋光樣品,無需附加部件。在反射光模式下,調節內置? λ 片(波板),即可完成偏振光交叉。

圖4:運用平行偏振反射光觀察礦石礦物

圖5:運用交叉偏振反射光觀察同一樣品
Leica DVM6 M同軸照明模式配備傾斜照明滑塊,提供晶界、硬度差和劃痕的三維圖像。只需簡單地四處移動照明滑塊,即可從該角度觀察樣品,無需其他操作。
此外,配備集成環形光的Leica DVM6 M還為拋光樣品提供了額外的暗場角度——這是傳統偏振光顯微鏡所不具備的。

圖6:運用平行偏振傾斜反射光照明獲取的同一樣品細節圖像,用于查看硬度差和劃痕

圖7:運用環形光照明獲取的同一樣品細節圖像
除這些觀察地球科學樣品的“經典"方法之外,用戶還可以運用Leica DVM6 M觀察未經過制備樣品的三維圖像,例如顯微載片、巖心部分、散礦物質、微體化石等。由于體視顯微鏡的內置部分環形光設置或鵝頸管聚光燈,因此可以運用與體視顯微鏡相似的方式,觀察未經過制備的樣品。
對于厚度超過顯微鏡景深的樣品,可以采用多聚焦功能輕松對其進行觀察,隨后重建樣品的三維形貌圖。另外,如果僅需二維圖像,則可以啟用Live Image Builder功能。
顯微載片樣品通常需要擴展景深,令所有細節更加明晰。Leica DVM6 M軟件具備Live Image Builder Z(配備手動調焦柱)和蒙太奇選項(自定義、EDOF、啟動),為獲取多焦點圖像提供了一種非常簡單的方式。

圖8:運用環形光照明獲取的顯微載片樣品細節圖像

圖9:運用環形光照明獲取的顯微載片樣品多焦點圖像

圖10:運用透射偏振光照明獲取的尚未打磨鉆石的多焦點圖像
松散樣品、巖石樣品和巖心通常比顯微鏡提供的視場要大,而配備Live Image Builder XY,則可以克服該限制,并將多幅圖像合成視場較大的單幅圖像。
Leica DVM6 M三個可用物鏡擁有廣泛的放大倍率(1x ~ 2,350x)和分辨率,保證用戶能夠快速實現較大樣品從宏觀到微觀圖像之間的切換。
由于所有圖像都是自動校準的,這些圖像都可以用于測量。在三維形貌重建中,可以測量表面特性和體積。

圖11:通過長度和表面測量,獲取黃金和重礦物的多焦點圖像
結論
本文展示了在地球科學研究領域,使用一臺顯微鏡分析經過或未經過制備樣品的可能性。Leica DVM6 M數碼顯微鏡將宏觀與微觀合二為一,保證用戶既可分析二維也可分析三維樣品。由于視場和景深可以同時增加,因而可以輕松操作不同高度的樣品。
Leica DVM6 M通用照明方式為研究和分析樣品,提供了比復式顯微鏡更多的選項。
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