Астрономия и микроскопия

Здравствуйте товарищи любители. Товарищи профессионалы желаю здравия не менее и Вам, однако тут информация в первую очередь для любителей. Специалистов прошу вносить коррективы!

Спешу поделится поделкой, ибо, как показывают наблюдения, практически каждый микроскопист-любитель, в своем увлечении доходит до интереса к люминесценции, однако когда предстоит практическое приобретение специализированных люминисцентных микроскопов, то большинство останавливает весьма высокая для хобби стоимость готовых изделий. Даже старые советские отдельные люминесцентные осветители стоят на вторичном рынке очень приличных денег. Однако выход есть. По своим возможностям этот осветитель не сравнится со специализированной техникой, но будет более предпочтителен, по многим причинам, для использования именно дома.

Итак, один из самых дешевых способов организации люминесценции, при возбуждении ультрафиолетом, является самостоятельная сборка осветителя из общедоступных и не дорогих компонентов, приобретаемых на различных торговых площадках. В качестве осветителя отлично подойдут старые и надежные устройства от ЛОМО, типа ОИ-7, ОИ-9, ОИ-19. ОИ-9 предпочтительней, тем, что у него апланатичный коллектор, а так же, прямо на корпусе, есть пазы для установки светофильтров. Однако он стоит несколько дороже. Понадобится только сам осветитель на штативе. Штатные трасформатор, патрон с лампой – не нужны.

Источником света послужит ультрафиолетовый светодиод. Мощности в 1 ватт будет достаточно, при условии накачки светодиода ШИМом.
Для реализации правильного питания приобретается светодиодный диммер, можно с питанием от USB.


При этом становиться возможным запитывать осветитель от переносного аккумулятора, что дает серьезную автономность работы. Длину волны, испускаемую светодиодом, необходимо подбирать исходя из набора исследуемых образцов. В этой реализации это 395нм. Однако при некотором усовершенствовании можно изготовить набор “излучающих головок” на разные длины волн, с быстрой их заменой. Светодиоды желательно приобретать уже смонтированными на радиатор. Так выше вероятность их долгой работы. В качестве патрона для установки светодиода в осветитель отлично подходит пустая, пластиковая, гильза от ружья 12 калибра, несколько уплотненная по посадке, конечно “синей” изолентой.
Тем самым сохраняется штатная возможность перемещения источника света внутри осветителя, для обеспечения фокусировки. Хорошей люминесценции в проходящем свете получиться добиться только правильно, по Келлеру, отрегулировав свет.


Так же отличным решением будет отсечь засветку препарата паразитными длинами волн, испускаемыми светодиодом и, конечно, обезопасить глаза наблюдателя от поражения ультрафиолетом через окуляры микроскопа. Тут на помощь придут стандартные, стеклянные, старые, советские светофильтры для микроскопов, включенные в ход лучей. Нужны два: “возбуждающий” светофильтр СС15, ставиться на штатное место в осветитель или на штатное же место в конденсор микроскопа, перед препаратом(по ходу лучей) и второй, “запирающий” светофильтр ЖС-18, который укладывается после объектива(по ходу лучей), в углубление штатива, под тубус микроскопа.


Важно, что светофильтры данных типов бывают разных форм и размеров. Тут важно приобрести светофильтры именно под свое “железо”. Для старичков типа МБР-1 подходят круглые светофильтры диаметром 33мм.

Данная реализация люминесцентного осветителя позволяет наблюдать люминесценцию препаратов, как в проходящем, так и в отраженном свете(тут только при малых увеличениях), а при наличии конденсора темного поля или устройства фазового контраста – места для экспериментов становиться еще больше. Несколько больше деталей про практическую организацию освещения объекта в свете видимой люминесценции можно почерпнуть из инструкций к микроскопам МЛД-1 и МБИ-15.

Интересно, спасибо.
А какой диаметр у латунного нижнего пояска на гильзе? И как показала себя эта латунная часть в роли радиатора для теплоотвода от диода?

Диаметр пояска гильзы 22,3(+/- 0,05) мм. Отверстие под патрон 22,6(+/- 0,05)мм. И туда просто напрашивается полоска фольги.
По поводу теплоотвода очень хороший вопрос требующий детальных наблюдений. Обязвтельно этим займусь и расскажу о результатах. Пока же могу сказать, что корпус снаружи осветителя не нагревается, при проверке рукой.

Интересно, а вот такой фонарик с 365нм УФ-диодом применим для простой любительской люминисценции? Диаметр 23мм - точно как типовой патрон осветителя МББ-1, ОИ-19 и пр.
https://aliexpress.ru/item/100500232522 ... _rcmd=core

Скорее всего. Только неизвестно, что там за диод. Лучше заплатить чутка дороже и купить Сonvoy - даже те, что с диодами попроще, обычно работают получше "совсем нонейм реплик", кроме того, не факт, что там действительно 365nm.
"Совсем китайские" диобы УФ запросто бывают 390-395 при заявленных 365-370.
Конвой же можно брать хоть, например, вот такой:
https://aliexpress.ru/item/32955740360. ... _rcmd=core

Я, правда, покупал с диодом Ничия, а светофильтр ZWB2, чтобы поставить вместо обычного стекла у меня уже был (в этой комплектации встроенного его не предлагалось):
https://aliexpress.ru/item/100500165273 ... 2328369723

Диод 3-х ваттный, а это немаловажно. Слабее, для нормальной флуоресценции, если нет желания делать очень длинные экспозиции - нежелательно. Помню, как первое время, году в 2019-м, мне было сложно с каким-то китайским слабеньким диодом - выдержек короче 5-6 секунд практически не бывало...
Для более-менее нормальной экспозиции - тогда вовсе надо брать "фару" типа такой:
https://aliexpress.ru/item/100500473093 ... 0264523046
но это если рабочие расстояния большие и масштаб съёмки не очень велик.

Впрочем, я такую "фару" использовал в т.ч. с очень хорошо и ярко флуоресцирующим растительным объектом, с объективом 5х0.14, и выдержка составила 0.7 секунды.
Но для объективов порядка 10-20х такая фара просто впустую расходует большую часть интенсивности - лучше один диод (а не три, как в "фаре"), иногда полезно с фокусирующей линзой применять, это если светить сверху "косо падающим". Но и с 3-х ваттным, при объективе, скажем, 20х, выдержка может составлять порядка 15-20 секунд. Понятно, что с объектами, которые требуют такой выдержки, без фото вообще никакой толковой флуоресценции видно не будет. Но не всегда ведь объекты ярко светятся. Кроме того, многие из них, особенно растительные - теряют интенсивность свечения довольно быстро.

1-ватные - ну может при УФ 395nm, который в видимом спектре находится (видимый у нас от 380nm) - сгодится, хотя, как по мне - это очень мало и способно вызвать заметную люминесценцию только у весьма ограниченного ряда материалов.
В основном народ, кто апгрейдит люминесцентные блоки на светодиоды, берут от 3-х ватт начиная.
Для более короткой волны, 3 ватта, я бы сказал - тем более минимум. И то, со многими объектами, длительность экспозиции не комфортна, а матрица, если камера не очень или просто старая - успевает "накопить" многовато шума.

P.S. Добавлю, что интенсивность УФ сильно падает с увеличением дистанции от источника до объекта, и желательно его располагать поближе к последнему. При необходимости пользоваться проходящей люминесценцией, многие устанавливают под конденсором микроскопа обычную призму, и светят на неё сбоку тем же "конвоем". Иногда, у кого стационарно микроскоп установлен на рабочий стол - просто сверлят в столе отверстие, через которое снизу к некоторым моделям микроскопов доставляют непосредственно под конденсор подобные источники УФ.

И хотя, некоторые высказывают мысль, что "светить фонариком некошерно и вообще это не то" - практика известных спецов в микрофотосъёмке показывает, что это совершенно рабочий вариант. В своё время я усвоил, успев потратить денег уже на дешёвые слабосильные диодики, что нормальный фонарик стоит затрат, а его применение может дать прекрасные результаты и сильно облегчить жизнь. Уже ранее в разделе давал ссылки, повторю тут - вот примеры-тесты такого известного, наверное, всем, кто интересуется микрофотографией, человека, как Чарльз Кребс:

http://www.photomacrography.net/forum/v ... hp?t=33112

И ещё:
http://www.photomacrography.net/forum/v ... 608#204608

А в том же, уже далёком, 2017 году, он описывал самые первые пробы с "конвоями" вот тут:
https://www.photomacrography.net/forum/ ... lit=convoy

Интересно, спасибо. Получается, нет смысла подбирать фонарик в габарит штатного патрона осветителя - он по "длинному" оптическому пути будет работать весьма условно.

На здоровье!
Именно. По крайней мере, когда речь о УФ в уже не видимой части диапазона. Т.е. ниже 380nm.
Вообще тема "проходящей" флуоресценции - очень устарела и от неё уже давно отказались в "штатной комплектации микроскопов". А кто делает самодельную такую, действительно, предпочитают располагать как можно ближе к конденсору источник УФ, благо когда он решён светодиодом, а не ртутной лампой, это вполне реально. И то, в основном такое решение используют для УФ-микроскопии, а не для люминесценции (с помощью, кстати, тех же "конвоев"), при съёмке на модифицированные камеры с удалённым УФ/ИК фильтром. В основном так снимают панцири диатомовых и скелеты радиолярий.

А собственно люминесценцию видимого света, индуцированную УФ или коротковолновыми источниками видимого спектра, всё-таки преимущественно делают либо модифицируя эпи-флуоресцентные блоки, т.е. верхний свет, либо вот, как Кребс - в косо падающем - чаще всего так контраст значительно выше, нежели если пускать УФ-излучение через объектив. Правда, это требует значительных рабочих расстояний объективов.

И тут есть ещё один важный аспект в пользу верхней доставки УФ - многие растительные объекты в виде временных препаратов, очень быстро вянут под УФ, и меняют форму, причём ещё и хлорофилл "выгорает" и свечение теряет интенсивность, иногда весьма быстро. Причём, происходит это что в воздухе, что в воде, что в глицерине. При этом, толстый срез вянет значительно медленнее. Разумеется, "пробить" его при "нижней" доставке УФ - будет крайне сложно, а засветка и "дымка" может убить контраст совсем (чему ещё способствует то, что предметные стёкла при 365nm довольно заметно флуоресцируют - значительно сильнее, нежели покровные).
А сверху - всё в порядке, иной раз даже покровное стекло не слишком мешает, если препарат сам по себе довольно ярко флуоресцирует. И если это, скажем, эпидермис листа - часто имеет смысл не снимать кожицу, а вырезать кусок из всего листа - почти не вянет, можно успеть сделать не только один снимок с необходимой выдержкой, но даже и стек успеть снять. Но нормально индуцировать свечение эпидермиса получится, при таком раскладе, только сверху/сбоку. И лучше без покровного.

УФ-фонарик - незаменимая штука для поиска скорпионов. К тому же, при помощи него можно найти в природе и другое, что ярко флуоресцирует, в том числе из числа объектов флоры - любителям фотографировать космическую хурму и мандарины на заметку. Так что если есть возможность купить, однозначно надо брать, а уж пригодится ли непосредственно в микроскопии, не столь важно.

На ваш взгляд, осветитель Белых с УФ светодиодами имеет смысл? Или фонарика вполне достаточно?

_________________
МББ-1А, МБИ-2, МБИ-3, МБИ-4, МИН-8, МБС-9, МБС-10, ОГМЭ-П3, Микмед-2 вар. 11

Я пока не нашёл для себя однозначного ответа.
Пробовал с лентой 395-405nm, но она оказалась очень слабенькая и мне не понравилось.
И потом, при постройке осветителя Белых возникает вопрос - как решать проблему фильтра возбуждения.... С лентой, излучающей в видимом и глазу и матрице со всеми её штатными фильтрами, это не проблема - всё равно почти весь видимый - та же самая длина волны, что и пиковая. А вот с более короткой - это уже не катит - нужен довольно плотный фильтр возбуждения, чтобы по-максимуму отрезать видимый спектр.

Но в целом я не вижу особого смысла городить такой осветитель для UVIVF - некоторая проблема может быть только когда снимаем слишком крупные по сравнению с ГРИП объекты, когда при косо падающем УФ в результате светится объект так, что с другой стороны у него получается явная тень. Да и то, в таком случае можно перемещать при длительной выдержке фонарик - "рисовать светом" или делать несколько снимков с разным его расположением и потом сшивать HDR - оба эти способа применяются в макро и при съёмке флуоресценции крупным планом (так как банально не хватает адекватных по деньгам доступных крупных УФ осветителей достаточной мощности на длины волн порядка 365nm).

Так что я предпочитаю фонарики...

Как-то делал фонарики под заказ. Светодиоды брал побольше мощности, но работали они на токе меньшем заявленного продавцом, чтобы продлить срок службы. Типа таких:
https://aliexpress.ru/item/32710297849.html
https://aliexpress.ru/item/1005002823371743.html
На 365 нм, лучше конечно на медном основании. Драйвера использовал только однорежимные. В драйвере нужно поменять низкоомный резистор на несколько бОльший номинал, чтобы установить оптимальный ток светодиода. Корпуса тоже с Али, от фонариков Convoy или подобных качественных, с отражателем, прозрачное для УФ стекло приходилось приобретать отдельно. Таким образом получались надежные и долговечные изделия, единственный недостаток которых это повышенная стоимость.
Можно конечно купить готовый УФ фонарик. Но те что иногда приносили на ремонт, включая недешевые - у всех поголовно светодиод и драйвер нагружены в предельном режиме, поэтому служат недолго. Да и собственно светодиоды даже в дорогих фонарях стояли не самые лучшие.

А на 10Вт какой драйвер с Алиэкспресс посоветуете?

На сравнительно большие токи светодиоду требуется хороший теплоотвод. Подойдет радиатор от компьютерного процессора. Надо понимать что светодиод подключается к источнику стабилизированного тока, способному развивать на выходе напряжение, достаточное для зажигания светодиода. Поэтому подойдет любой преобразователь с регулировкой ограничения выходного тока. Драйверы которые именно для фонариков мелкие и круглые я не использовал на ток более ампера. До трех ампер хорошо справляются вот эти преобразователи, фото прилагаю:
https://aliexpress.ru/item/1128315250.html
На этапе экспериментов со светодиодами очень помогает чуть более дорогой преобразователь с индикацией тока и напряжения.

Еще видел интересные платы, они в планах на покупку поэкспериментировать:
https://aliexpress.ru/item/4000602759943.html
https://aliexpress.ru/item/1005005315225256.html
https://aliexpress.ru/item/1005001568049423.html

Трехрежимный драйвер без мигания, только рег. яркости, usb гнездо можно выпаять:
https://aliexpress.ru/item/1005008506893823.html

Из готовых УФ фонарей на мой взгляд оптимален вот этот:
https://aliexpress.ru/item/32955740360.html
Вообще в этом магазине приличный набор УФ фонариков.

А если есть лабораторный блок питания со стабилизацией тока, можно от него напрямую питать светодиод?

_________________
Оборудование:
Штатив МББ-1А, объективы Leitz Photar.

С лабораторными БП есть проблема. Там на выходе установлен электролитический конденсатор приличной емкости, он прямо на выходе после ограничителя тока. Поэтому при подключении светодиода конденсатор разряжается в него, получается импульс большого неконтролируемого тока. Обычные индикаторные светодиоды от этого импульса дохнут на раз. Более мощные тоже могут получить необратимые повреждения.
Поэтому или искать хороший фирменный БП на авито за 25...40 тр типа Хьюлетт или подобные. Или разбирать имеющийся БП и удалять конденсатор на выходе, но это может привести к самовозбуждению стабилизатора и другим глюкам БП. Или ставить после БП плату ограничения тока, или в простейшем случае низкоомный резистор.