Освещение при микрофотографировании

Контраст и резкость фотографируемых при больших увеличени­ях микрообъектов зависят от вида и характеристик используемой ос­ветительной системы. Последняя должна обеспечивать равномерный и постоянный световой поток в необходимой спектральной зоне с интенсивностью, достаточной для получения оптимальной освещен­ности изображения и фотосъемки с минимальными выдержками.

Микроосветители. Микрофотографические системы освеще­ния включают в себя осветительный прибор с источником света, коллекторную линзу с ирисовой диафрагмой и светофильтры.

Применяемые в микрофотографии осветители обеспечивают получение параллельного или сходящегося пучка света. Выходное отверстие у них имеет коллекторную линзу и ирисовую диафрагму, ограничивающие диаметр светового луча. В качестве источников света обычно используют низковольтные лампы накаливания. Для работы в УФ-зоне спектра применяют ртутные кварцевые лампы сверхвысокого давления.

Микроосветители ОИ-9, ОИ-19, ОИ-24 предназначены для осве­щения объектов проходящим светом при работе на биологических, сравнительных и других микроскопах. При небольших увеличениях их используют и для фотографирования непрозрачных объектов в отраженном свете. Микроосветитель ОИ-21 специально разработан для съемки в отраженном свете. Его устанавливают на микроскопе вместо окулярного тубуса, а последний закрепляют уже на самом осветителе. Микроосветители ОИ-17, ОИ-18 являются люминес­центными и предназначены для съемки в ультрафиолетовой зоне спектра, а также для возбуждения люминесцирующих объектов при освещении их ультрафиолетовыми лучами. В качестве источника света у них используются ртутно-кварцевые лампы СВД-120А.

Осветители укомплектованы нейтрально-серыми светофильт­рами, матовыми стеклами, охладителями и теплофильтрами. Пер­вые ослабляют интенсивность светового потока, вторые создают равномерный рассеянный свет, третьи предохраняют объекты от воздействия теплового излучения.

Применяемые в микрофотографии светофильтры служат и для других целей. Одни из них исправляют недостатки объектива, про­пуская необходимые лучи света. С объективами-ахроматами, скорре-гированными к желто-зеленой части спектра, используют, например, зеленые светофильтры. Синие монохроматические светофильтры позволяют повысить разрешающую способность объективов. Их следует применять с апохроматами.

Цветные светофильтры в большинстве случаев являются сред­ством усиления или ослабления контраста деталей окрашенных объектов. Некоторые из них применяют и для исправления цвето­передачи при микросъемке на цветные фотоматериалы. Например, чтобы компенсировать в спектре источника избыток длинноволно­вого излучения, необходимы голубые светофильтры или свето­фильтры дневного света. При микросъемке в УФ- или ИК-зонах спектра светофильтры позволяют выделять необходимую спек­тральную зону, другие же используются в качестве защитных, или заградительных.

Заградительные светофильтры пригодны и для предохранения биологических объектов от воздействия УФ-лучей. Ту же функцию в отношении светочувствительного материала они выполняют при съемке люминесценции, возбужденной УФ-лучами. Особенности применения светофильтров (выбор подходящей марки, размеще­ние в осветительной системе) в каждом конкретном случае зависят от свойств объекта и применяемого метода съемки.

Освещение объектов. В микрофотографии применяют прохо­дящее, отраженное и комбинированное освещение.

Прозрачные и полупрозрачные объекты фотографируют в про­ходящем свете. К таким криминалистическим объектам относятся волокна бумаги, ткани, частицы стекла, сахара, соли, остатки про­дуктов сгорания пороха и др. Контраст их изображения обусловли­вает неоднородное поглощение (рассеяние) света различными участками. Для микросъемки различных по контрасту микрообъек­тов применяют центральное, а также одностороннее (косое) осве­щение.

Центральное освещение обычно применяется для съемки мик­рообъектов с хорошо выраженным контрастом, поскольку создает эффект светлого поля. Лучи света ориентируют снизу вверх парал­лельно оптической оси микроскопа. Проходя через объект, они по­падают в объектив. Съемку проводят в параллельном, сходящемся

или расходящемся световом пучке, регулируя положение источника света, коллекторной линзы и конденсора микроскопа (рис. 126).

Одностороннее (косое) освещение применяют для выявления малоконтрастных деталей фотографируемого объекта. Усиление контраста достигается наклоном осевого пучка света к оптической оси микроскопа или смещения диафрагмы конденсора (рис. 127).

Рис. 126. Центральное освещение по Рис. 127. Одностороннее (косое) осве-

методу светлого поля: щение с эксцентричной диафрагмой:

1 — зеркало; 2 — апертурная диафраг- 1 — зеркало; 2 — эксцентричная диа-

ма; 3 — конденсор; фрагма; 3 — конденсор; 4 — плоскость
4 — плоскость объекта; 5 — объектив объекта; 5 — объектив

Одностороннее косое освещение преимущественно выявляет детали, расположенные перпендикулярно направлению лучей све­та, вследствие чего остальные элементы микрорельефа могут те­ряться. При эксцентричном смещении диафрагмы конденсора на­блюдаются существенные потери в освещенности изображения. Поэтому предпочтение отдают специальным темнопольным диа-

фрагмам в виде непрозрачного диска (рис. 128), позволяющим за­держивать центральный пучок света, выходящий из конденсора, и освещать объект с разных сторон. Центральные темнопольные диафрагмы применяют с объективами с небольшим и средним соб­ственным увеличением.

Рис. 128. Косое освещение с диафрагмой в форме кольца:

1 — зеркало; 2 — диафрагма для поглощения центральных лучей;

3 — конденсор; 4 — плоскость; 5 — объектив

Для работы с сильными объективами необходимы специальные конденсоры темного поля.

С увеличением угла наклона прямые лучи света освещают объ­ект, но не попадают в объектив. В этом случае наступает эффект темного поля — изображение формируют только лучи, рассеянные деталями объекта. Последние на темном фоне выглядят ярко ос­вещенными.

Микросъемка непрозрачных объектов осуществляется в отра­женном свете. Это такие криминалистические объекты, как микро­следы орудий взлома и инструментов, частей оружия на пулях и гильзах, отдельные участки документов с неясной последователь­ностью нанесения штрихов, следами подчистки и т. п. Для их фото­графирования при небольших увеличениях используют вертикаль-

ное и косонаправленное освещение, при больших — только верти­кальное.

Вертикальное освещение получают с помощью специальных насадок или опак-иллюминаторов — осветительных приборов, с помощью которых световой поток поступает в тубус микроскопа сбоку, преломляется под углом 90° и направляется на объект через объектив. Отраженный от объекта свет попадает в объектив, кото­рый формирует изображение, видимое в окуляре или на матовом стекле микрофотоустановки.

Опак-иллюминаторы бывают с плоскопараллельной стеклянной пластинкой (рис. 129, б) и призменные (рис. 129, а). Первые дают существенное ослабление светового потока за счет полупрозрач­ного зеркального покрытия пластинки. Они применяются при съем­ке с большими увеличениями, когда реализуется максимальная разрешающая способность микроскопа. У вторых ослабление света незначительное, они оптимальны при малых и средних увеличениях.

Рис. 129. Схема вертикального освещения с помощью опак-иллюминаторов: а — с призмой; 6 — с плоским стеклом

При микросъемке слабыми объективами с большими предмет­ными расстояниями вертикальное освещение получают и с помо­щью плоскопараллельных стеклянных пластинок, устанавливаемых непосредственно между объективом и объектом под углом 45°. Ис-

пользуется и внутреннее освещение, когда лучи света проходят через объектив.

Опаковое освещение создает эффект светлого поля. Темно-польное освещение при микросъемке непрозрачных объектов дос­тигается односторонним или круговым косонаправленным наруж­ным светом, который формируют специальные конденсоры или осветители (рис. 130).

Рис. 130. Схема темнопапьного освещения в отраженном свете

Одновременное использование отраженного и проходящего света дает сложное комбинированное освещение. Оно применяет­ся при микросъемке полупрозрачных объектов, например текстиль­ных изделий и других волокнистых материалов. При съемке непро­зрачных объектов проходящий свет используют и для высветления фона.

Помимо основных способов освещения в микрофотографии применяют и специальные, позволяющие выявлять особенности 'объектов, которые зависят от ориентации объектов относительно плоскости поляризации падающего света. Для микросъемки анизо­тропных объектов в оптическую систему микроскопа добавляют два поляризационных светофильтра. Один из них устанавливается пе­ред конденсором и выполняет роль поляризатора, а другой служит

анализатором и помещается за объективом. При таком положении светофильтров характер проходящего света зависит от природы объекта. Если последний не является оптически анизотропным, то свет через светофильтры не проходит. Анизотропные объекты не только вращают плоскость поляризации падающего света, но и изме­няют его свойства. При этом часть света пройдет через анализатор и попадет на фотоматериал. Эффекты, связанные с поляризацией, наблюдают, помещая объект на предметный столик микроскопа и поворачивая вокруг оси либо сам объект, либо один из свето­фильтров.

Для микросъемки как в проходящем, так и в отраженном поля­ризационном свете используют специальные микроскопы типов МИН-10, МИН-3, МИН-7, МП-8.

Применение ультрафиолетового и инфракрасного излучения при микросъемке открывает дополнительные возможности. Отра­жение и поглощение УФ- лучей различными веществами имеет свои особенности, позволяет выявить такие признаки объектов, которые не могут быть установлены в видимой части спектра. Рез­ко отличаются по своим свойствам от видимых и ИК- лучи. Они об­ладают большой проникающей способностью и применяются при исследовании красок, технических масел, чернил, паст и др. Фото­графия незаменима и при съемке в отраженных УФ- и ИК-лучах, регистрации картины ИК-и УФ-люминесценции.

Для микросъемки в УФ- и ИК-зонах спектра помимо микроскопа и фотокамеры необходимы специальные светофильтры и фотома­териалы, особенности применения которых рассматриваются в следующей главе.