ИНО писал(а):
Odal писал(а):
А если рельеф практически отсутствует в силу того, что шероховатость близка предельным классам - то она просто будет чёрной, на ней ничего будет не видать, хоть какое будет рабочее расстояние, если свет не будет падать "прямо".
Не понял. при каком освещении будет черной? При коаксиальном гладкое белым будет, один сплошной блик. В вот при освещении под углом полностью черного, если оно в фокусе, добиться постараться надо, потому как самые мельчайшие неровности направление света меняют. Я плохо себе представляю количественные методы оценки величины зерна, но думается, размеры его не изменятся при любом освещении. Тени только вырасти могут, отчего рельеф визуально действительно станет более явственным, но Вы же не тени измеряете, а границы самих зерен. К тому есть бестеневые осветители, типа Белых. Но это только для обзовете с большим рабочим расстоянием. Если оно мало то остается только радикально темное поле очень острым углом паденя лучей. Кристаллы металлов и зерна графита наверное все ж изучают не с теми увеличениями где достижима рабочее расстояние 30 мм. Там действительно или опак или никак.
Главная проблема освещение чрез объектив, это ка ни стационарно, факт его прохождения через объектив, а также полупрозрачное зеркало, что просто не может не давать паразитные засветки. Стало быть, такой способ освещения - зло, пусть иногда и неизбежное. Любой альтернативный способ предпочтительнее, но только том случае, если в принципе позволяет хорошо рассмотреть предмет исследования. А то ,что штатно использовались объективы с большими рабочими расстояниями - так если у конструкция осветителя иного не предусматривает, а малые увеличения нужны, то куда еще деваться...
Про оптоволокно: прилепить его к концу объектива чтобы светить почти коаксиально - идея хреновая. Я пробовал. Свет получается очень жесткий, по зверским бликам можно пересчитать волокна. Тогда уж лучше через объектив, но по Кёлеру. Когда я писал про любой альтернативный метод, то имел в виду лишь проверенные, дающие достаточно мягкое равномерное освещение, а не любые придумки школоты. Я волокно достаточно успешно использовал для перенапряжения штатной вспышки, но шло оно не абы куда, а в осветитель по мотивам Белых. И очень долго я маялся с его конструкцией, прежде чем удалось получить достаточно мягкий и в то же время достаточно яркий свет.
Я попробую объяснить на примерах. Впрочем, всё-таки будет лучше, если вы заполучите личный практический опыт с коаксиальным освещением с соответственными объектами съёмки, ибо без личной практики как следует оценить нюансы - сложно. И не думаю, что сумею их достаточно хорошо объяснить. Но попробую.
Вот простой пример - старый, правда, первые пробы с коаксиальным, не всё хорошо, но пример наглядный, по поводу "чёрного" и шероховатости рельефа.
Это один и тот же фрагмент одной и той же микросхемы - слева коаксиальное освещение с опак-иллюминатором ОИ-1, справа - осветитель Белых и не очень близко к схеме:
Фото кликабельно. Как можно видеть, слева, при коаксиальном, видна куча более мелких деталей, которые отсутствуют справа. Причём справа, где осветитель Белых, наиболее гладкие участки кристалла - чёрные. Мельчайшие выступы рельефа на них не отображаются вообще - только довольно крупные. А если осветитель Белых придвинуть ещё ближе к объекту так, чтобы он по сути работал в режиме "тёмного поля", то картина будет практически такая же, даже ещё менее информативная - в тенях не будет даже той малости, которая видна в тенях тут при просмотре в оригинальном размере.
А "чёрное" берётся оттуда, что гладкая, очень гладкая поверхность объекта, на которую не падает свет "прямо" - отражает в т.ч. стекло объектива, а оно тёмное, когда свет через него не падает на объект. Наверное видели, на многих макрофото, ситуацию, когда в глазах насекомого отражается и объектив и рассеиватель, с которым настраивали свет? Вот как тут:
https://www.flickr.com/photos/quenoteam ... 9V-2nRv6Qj очень хорошо видно)))))
И таким снимков тьма, что с микрообъективами, что с обычными макро, у "немикроскопных фотографов". По большому счёту - это косяк. При большем масштабе, когда отражение объектива заполняет практически всё поле, как "объект видит объектив" - он и будет тёмным при высоком классе шероховатости, так как будет зеркально отражать это находящееся в "тени" стекло объектива. Всякие жёсткие гладкие спинки насекомых часто тоже оказываются с "чёрными дырами", где хоть и не видно отражения самого объектива, но и свет отсутствует и скрадываются детали по тем же причинам. Но многих "немикроскопных фотографов" такие вещи не волнуют, как и теоретические базовые познания многие. Но кое-кого волнует и обсуждалось уже давно в сети. Правда, в основном реальными специалистами и профессионалами, а не "любителями с претензией", коих у нас на любом макро-форуме большинство, да и вообще, на любом фотофоруме.
Масштабы, кстати, на примере микросхем выше - совсем не "героические" - снято на объективы, применяющиеся в макро в +- одном масштабе и с достаточно большими рабочими расстояниями, чтобы доставить свет любым образом. Однако отсутствие коаксиального света, катастрофически сказывается на информативности передачи рельефа.
Далее - по поводу, к примеру, сталей и шероховатости:
Два снимка одной поверхности 8-го класса шероховатости - сверху коаксиальное освещение, снизу - косо падающий свет:
Как несложно увидеть, косой падающий свет не просто утрировал рельеф до неузнаваемости, он ещё сожрал разрешающую, так как наличие слишком выраженной тени привело к тому, что апертура сильно подсела, ГРИП увеличилась, но и дифракционное размытие усилилось, и даже стало складываться впечатление, что уехала фокусировка, хотя это было не так. И вот о каком, к примеру, различии границ карбидов можно было бы вести тут речь, если бы в этом образце было бы что-то кроме цементита и было бы проявлено, когда в глубинах рельефа, между гребешками рисок вообще ничерта не видать на нижнем снимке?) И так видно, что некоторые дефекты поверхности, явные на снимке верхнем, совершенно неразличимы на нижнем - по-моему, это вполне очевидно и нагляднее некуда.
И к слову - рабочее расстояние этого объектива 20х0.42 - 20мм., и его разрешения в 0,7мкм., если его реализовать, вполне достаточно для оценки структур во многих случаях, по тому же чугуну или если речь о высоколегированных сталях типа N690, Х12МФ, и близких. Да даже и стали со структурой как у какой-нибудь порошковой высокованадиевой типа cpm s90v - вполне можно и при таком разрешении объектива и даже более скромном. Т.е. вопрос вообще не в том, какое у него рабочее расстояние - оно не малое.
Что же касаемо ваших слов о том, что освещение через объектив в принципе даёт засветки и пр. - любой способ освещения не идеален, и для его качественной реализации необходимо что-то сделать. Например, использовать качественные полупрозрачные стёкла в светоделителях, а не любое тонкое стекло, обеспечить подходящий диапазон расстояний между выходным зрачком объектива и светоделителем достаточного размера и нормально юстированным, качественно зачернить внутренности осветителя и адекватно настраивать свет в целом. Кстати, я практически никогда не диафрагмирую поток света, идущий на светоделитель, на доработанных опак-иллюминаторах - чтобы использовать по-максимуму апертуру объектива, который в таком освещении выступает и конденсором. А это не так просто как кажется - даже при открытой полностью диафрагме того же МЕТАМ-Р1, к примеру, сама оправа диафрагмы зарезает апертуру в некоторых случаях. Но без неё тоже можно использовать, а когда используются качественные объективы, паразитной засветки практически нет даже в таком случае. Качество оптики и доработка тракта - многие проблемы решают. По крайней мере проверка потом по тестовым объектам разрешающей, позволяет мне говорить о том, что заявленная апертура объектива и паспортное его разрешение - обеспечены.
Третий пример - о чём я выше писал - два снимка одинаково шлифованной фаски- при косо падающем свете - ни намёка на то, чтобы увидеть карбиды, оправленные матрицей стали. На втором, ниже, комбинированный с контровым, когда есть отражение от фронтальной линзы - структура сразу проявляется, хотя и не так хорошо, как при коаксиальном, но в такой ситуации такой вариант света может помочь:
- т.е. что и говорил выше - в косо падающем свете, даже несмотря на такой выраженный рельеф как здесь, а здесь грубовато - по 6-му и нижней границе 7-го класса как максимум - ничерта структуру не видать - никаких границ зёрен - они просто скрадываются вообще, хотя карбиды крупны и выглядят ещё крупнее из-за того, что на них наволочена матрица. И объектив тут, кстати, с рабочим расстоянием 33,5мм. использован - косове освещение потому было не под таким уж острым углом к поверхности образца, но всё равно полностью скрыло структуру стали.
В общем, ваши предположения касаемо подобного - развеиваются практикой в прах.
Четвёртый пример - освещение с помощью оптоволокна, расположенного максимально близко к оптической оси - угол отклонения от неё - минимальный. Состояние образца - менялось, показано при одинаковом освещении. Оно даёт немного подчеркнуть рельеф, но и увидеть некоторое проявление карбидов в стали, при том, что они очень мелкие у неё - порядка 2-3мкм., кроме того матрица на них наволакивается. И это тоже с объективом с разрешающей 0,7мкм. и рабочим расстоянием 20мм.:
- и вовсе не слишком жёсткое освещение, а просто информативное.
Просто оптоволокно тоже надо умеючи применять и направлять. Разумеется, к объективу оно не приклеивается - давным-давно для направленного освещения оптоволокном применяются гибкие "гусиные шеи" в микроскопии. В т.ч., такое освещение есть в комплектации микроскопов Митутойо, которые комплектовались теми объективами этой фирмы, которые у меня есть. Да и куча других фирм и в разные годы предлагало нормальные осветители с оптоволокном и далеко не только к микроскопам "для пайки". У меня, правда, самодельный осветитель, но тоже на "гуснеке" и ничего никуда не надо приклеивать. А когда рабочие расстояния порядка в диапазоне 14-33мм. - направить оптоволокно грамотно вполне можно.
Так что оно как раз нередко здорово помогает. Но, из-за того, что оно таки даёт хоть малое, но отклонение от оптической оси, оценивать класс шероховатости при таком свете - нельзя - рельеф слишком подчёркнут и утрирован. Можно только оценивать _характер_ шероховатости. Впрочем, иногда это именно то, что требуется.
Пятый пример - эрзац-шлиф (не очень аккуратно сделанный на скорую руку) чугуна при освещении через объектив, для предварительной оценки размеров графитовых вкраплений и их распределения - данные объектива и масштабная шкала на снимке:
У данного объектива рабочее расстояние 8мм. - тоже не препятствие для доставки света иначе, но при любом другом свете помимо коаксиального - такой внятной картины нет и в помине. Учитывая что разброс размеров вкраплений графита может быть примерно таким:
- то говорить о том, что их невозможно оценивать объективами с умеренно высокими апертурами и достаточно большими рабочими расстояниями, для доставки света иным образом - не приходится: это более чем возможно, но для адекватного освещения и оценки таких объектов - коаксиальное освещение необходимо.
В качестве "пруфов" - вот он же, только снятый более слабым объективом - Carl Zeiss Jena GF-Planachromat 12.5x/0.25, освещение через объектив с помощью ОИ-1 - рабочее расстояние тоже 8мм., как и у двадцадки на примере выше.
Тоже всё вполне понятно и вычисляемо и оцениваемо- и это как раз тот случай, когда полезно иметь широкопольный хорошо исправленный по полю план-объектив невысокого увеличения- когда делается оценка, надо отсмотреть много площади, а захват у такого шире + его разрешения и увеличения для предварительной оценки и локализации участков, которые надо изучать потом более пристально и детально - хватает.
Так что всё, что я говорил выше - я могу подтвердить "пруфами", мог бы и продолжить, но это слишком долго, да и многолетний опыт в один пост не запихать.
Для подтверждения вышесказанного - хватит. А чтобы как следует разобраться и действительно понять - всё-таки необходима личная практика, а не умозрительные прикидки и представления из них.
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
Возможно, действительно, проблема лишь в зеркале
