بررسی میکروسکوپ سه چشمی آزمایشگاهی برسر مدل Infinity

درباره بررسی‌کننده میکروسکوپ Infinity برسر

پیتر موبز  Peter Mobbs بیش از ۵۰ سال تجربه در حوزه میکروسکوپی دارد، بنابراین وقتی او نظری دهد، دلایلی خوب دارد. پس از بازنشستگی، او به ‌دنبال میکروسکوپی میگشت تا از آن لذت ببرد—اما نگران بود، چون به ابزارهای حرفه‌ای عادت کرده بود. در نتیجه، مدلی را میخواست که کیفیت بالا داشته باشد و در عین حال قیمت آن در محدوده‌ی منطقی باشد.

گزینه‌های موجود

بسیاری از میکروسکوپ‌های مرکب  (میکروسکوپ‌های آزمایشگاهی و پزشکی) با قیمت‌های مناسب  برای فروش عرضه می‌شوند. اما مدل‌های جدید ساخت اروپا، ژاپن یا آمریکا، برندهایی مثل Zeiss و Nikon گران هستند. به همین دلیل، میکروسکوپ‌های ساخت چین مثل Bresser ( تحت نضارت آلمان) می‌توانند جایگزین‌های اقتصادی و با کیفیت خوبی باشند.

در نهایت او میکروسکوپ سه چشمی آزمایشگاهی برسر مدل Infinity  را انتخاب کرد، با اینکه ساخت چین است، چون قابلیت ارتقاء بالا دارد (مثلاً اضافه کردن انواع فیلتر،  پولاریزر و امکان نصب دوربین دیجیتال ) و کیفیت اپتیکی آن نیز بسیار خوب است  و «سامانه نوری اصلاح شده در بینهایت» Infinity Corrected Optics مخصوص میکروسکوپ‌های آزمایشگاهی دارد.

قبل از شروع به مطالعه بررسی «پیتر موبز» چند نکته را باید بدانیم:

سامانه نوری اصلاح‌شده در بی‌نهایت چیست؟

«سامانه نوری اصلاح شده در بی‌نهایت» (Infinity Corrected Optics) یک سیستم اپتیکی پیشرفته است که در میکروسکوپ‌های مدرن استفاده می‌شود. در این سیستم:

عدسی‌های شیئی تصویر را مستقیماً روی نقطه‌ای خاص تشکیل نمی‌دهند، بلکه تصویر را به‌گونه‌ای ایجاد می‌کنند که انگار از «بی‌نهایت» می‌آید. سپس یک عدسی معروف به عدسی لوله‌ای (Tube Lens) که داخل بدنه میکروسکوپ قرار دارد، این تصویر را مجدداً متمرکز کرده و به چشمی یا دوربین منتقل می‌کند. کار این بخش صرفا هدایت و متمرکز کردن پرتوهای موازی نور است. این طراحی، انعطاف پذیری بالایی ایجاد می‌کند زیرا می‌توان بدون افت کیفیت تصویر، ابزارهای نوری مانند فیلتر، پلاریزر یا اسپلیتر را بین عدسی شیئی و عدسی لوله‌ای قرار داد.

سامانه نوری محدود چیست؟

در سامانه‌های محدود (Finite)، که معمولا در میکروسکوپ‌های ارزان قیمت خانگی قرار دارد عدسی شیئی تصویر را مستقیماً در فاصله‌ای ثابت (معمولاً ۱۶۰ میلی‌متر یا ۱۷۰ میلی‌متر) تشکیل می‌دهد. در این نوع میکروسکوپ‌ها:

هیچ فضای خالی برای افزودن «ابزارهای نوری»  بین عدسی شیئی و چشمی وجود ندارد، چون هرگونه تغییری در این فاصله باعث برهم ریختن فوکوس می‌شود.

جدول مقایسه: سامانه نوری محدود در برابر سامانه نوری اصلاح شده در بی‌نهایت در میکروسکوپ

عدسی لوله‌ای (Tube Lens)  چیست؟

در میکروسکوپ‌هایی که از «سامانه نوری اصلاح‌شده در بی‌نهایت» استفاده می‌کنند، عدسی شیئی به ‌تنهایی تصویر کامل ایجاد نمی‌کند. در عوض، این عدسی پرتوهای نوری تولید می‌کند که به‌صورت موازی حرکت می‌کنند — گویی که از بی‌نهایت می‌آیند. برای اینکه این پرتوهای موازی به یک تصویر واقعی و قابل دیدن تبدیل شوند، لازم است یک عدسی دیگر داخل بدنه میکروسکوپ قرار گیرد که به آن می‌گویند: عدسی لوله‌ای (Tube Lens)

نقش عدسی لوله‌ای:

عدسی لوله‌ای، پرتوهای موازی که از عدسی شیئی می‌آیند را متمرکز می‌کند و یک تصویر واقعی ایجاد می‌کند. سپس این تصویر توسط چشمی یا سنسور دوربین قابل مشاهده می‌شود.

عدسی لوله‌ای کجاست؟

معمولاً عدسی لوله‌ای دیده نمی‌شود چون در داخل بدنه میکروسکوپ، بین عدسی‌های شیئی و چشمی‌ها، قرار دارد. این عدسی معمولاً ثابت است و نیازی به جابجایی یا تنظیم آن نیست.

چرا در میکروسکوپ‌های قدیمی‌تر آن را نمی‌بینیم؟

چون در میکروسکوپ‌های محدود (Finite) اصلاً عدسی لوله‌ای وجود ندارد. در این نوع میکروسکوپ‌ها، عدسی شیئی تصویر را کامل تشکیل می‌دهد و فاصله دقیق (مثلاً ۱۶۰ میلی‌متر) دارد. به همین دلیل، اگر بین عدسی شیئی و چشمی چیزی مثل فیلتر اضافه کنیم، فوکوس به‌هم می‌ریزد.

بررسی میکروسکوپ سه چشمی آزمایشگاهی برسر مدل Infinity

به نظر می‌رسد دارم یک نقد یا بررسی دیگر می‌نویسم. معمولاً  تمایلی به نوشتن این نوع بررسی‌ها ندارم چون احساس نمی‌کنم تخصص کافی برای بیان نظراتی قوی داشته باشم. اما در این مورد فکر می‌کنم بتوانم این کار را انجام دهم. چرا؟ خب، من بیش از ۵۰ سال است که از میکروسکوپ استفاده می‌کنم (واقعاً اینقدر طولانی بوده؟!). خوش‌شانس بوده‌ام که از میکروسکوپ‌های ساخته‌شده توسط تمامی سازندگان بزرگ استفاده کرده‌ام و به مدل‌هایی دسترسی داشته‌ام که قیمت‌شان هزاران دلار و گاهی ده‌ها هزار دلار بوده است — میکروسکوپ‌های ترکیبی، استریو و حتی میکروسکوپ‌های تخصصی‌تر مثل میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال. بنابراین، با اینکه بازنشسته شده‌ام و با وسواس به این فکر هستم که: «هر چه از نزدیک‌تر نگاه کنی، چیزهای بیشتری می‌بینی»، می‌خواستم در دوران بازنشستگی یک میکروسکوپ خوب داشته باشم، اما نگران بودم که تجربه حرفه‌ای من از کار با ابزارهای با کیفیت بالا باعث شود نتوانم چیزی با کیفیت کافی  در محدوده قیمتی مناسب پیدا کنم. پس چه انتخاب کنم؟

افرادی که قصد خرید میکروسکوپ دارند، گزینه‌های بسیار زیادی پیش رو دارند. می‌توان میکروسکوپ‌های دست دوم و با کیفیت را با قیمت مناسب تهیه کرد. میکروسکوپ‌های جدید و سطح بالا که در اروپا، ژاپن یا آمریکا ساخته می‌شوند (یا برند این کشورها را دارند)، معمولاً بسیار گرانتر از مدل‌های ساخت چین یا سایر کشورها هستند. برای بسیاری— از جمله من، نویسنده این سطرها—هزینه میکروسکوپ‌های برندهایی مثل Zeiss یا Nikon خیلی بالاست، اما خرید دست دوم آنها همچنان امکان‌پذیر است.

در زمان انتخاب میکروسکوپ، یکی از گزینه‌های مهم، نوع سامانه نوری آن است: آیا میکروسکوپ از نوع کلاسیک با طول لوله مشخص بخرم یا از نوع مدرن با «سامانه نوری اصلاح‌شده در بی‌نهایت»؟

در میکروسکوپ‌هایی که به آنها «محدود» finite  گفته می‌شود، عدسی شیئی طوری طراحی شده که یک تصویر واقعی را در فاصله‌ای مشخص (معمولاً ۱۶۰ یا ۱۷۰ میلی‌متر) تشکیل دهد تا عدسی چشمی آن را مشاهده کند. این طراحی‌ها معمولاً از استاندارد DIN آلمان (با طول لوله ۱۶۰ میلی‌متر) یا استاندارد  JIS ژاپن (با طول ۱۷۰ میلی‌متر) پیروی می‌کنند.

در مقابل، در سامانه نوری اصلاح‌شده در بی‌نهایت infinite، پرتوهای خروجی از عدسی شیئی به‌صورت موازی حرکت می‌کنند و توسط لنزی(عدسی) درون بدنه میکروسکوپ به نام «لنز لوله‌ای» (Tube Lens)  که معمولاً متمرکز می‌شوند. این طراحی امکان افزودن اجزای اپتیکی دیگر بین عدسی شیئی و لنز لوله‌ای را فراهم می‌کند، مانند فیلترها، تقسیم‌کننده‌های پرتو، یا سیستم‌های نوری پیچیده. به همین دلیل، بسیاری از سازندگان میکروسکوپ در دهه‌های اخیر به استفاده از این نوع طراحی روی آورده‌اند.

نکته تاریخی جالب اینکه شرکت آلمانی Reichert نخستین میکروسکوپ با سامانه نوری اصلاح‌شده در بی‌نهایت را در دهه ۱۹۳۰ ساخت. سپس شرکت‌هایی مانند زایس Zeiss و لایکا Leica  نیز این مسیر را ادامه دادند، اما این نوع طراحی تا دهه ۱۹۸۰ به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت.

انتخاب بین میکروسکوپ‌های با «سامانه نوری محدود» و یا «بی‌نهایت» برای خریداران اهمیت دارد؛ میکروسکوپ‌های محدود زیادی در بازار وجود دارند و چه نو باشند یا دست دوم، احتمالاً راحت‌تر پیدا می‌شوند و قیمت‌شان کمتر از مدل‌های بی‌نهایت است. همچنین اگر بعد از خرید میکروسکوپ بخواهید عدسی‌های بیشتری اضافه کنید، این کار در مدل‌های محدود ساده‌تر و ارزان‌تر خواهد بود.

البته این بدان معنا نیست که مدل‌های بی‌نهایت در بازار دست دوم موجود نیستند — آنها از دهه ۱۹۸۰ تولید شده‌اند و در بازار هستند. اما بررسی سریع در سایت eBay نشان می‌دهد که این مدل‌ها به مراتب کمتر از مدل‌های محدود یافت می‌شوند. شاید دلیلش این باشد که میکروسکوپ‌های بی‌نهایت عمر طولانی دارند و بیشتر آنها هنوز در آزمایشگاه‌های علمی نگهداری می‌شوند.

پس من چه انتخابی کردم؟ شاید به نظر غیرمنطقی برسد، اما تصمیم گرفتم میکروسکوپ سه چشمی آزمایشگاهی برسر مدل Infinity  بخرم. اگرچه شرکت Bresser در آلمان قرار دارد، میکروسکوپ‌هایی که آنها میفروشند ساخت چین هستند. چرا مدل «بی‌نهایت» را انتخاب کردم، در حالی که می‌توانستم میکروسکوپی با اُپتیک «محدود» از همان شرکت  بخرم؟ دو دلیل دارم. اول اینکه قصد داشتم در مسیر نور، پلاریزه‌کننده، منشور، فیلتر و غیره را قرار دهم. دوم اینکه قیمت بالاتر عدسی‌های شیئی بی‌نهایت نسبت به عدسی‌های معمول باعث شد فکر کنم که این شیئی‌ها کیفیت بهتری دارند و احتمالاً طراحی مدرن‌تری هم دارند. البته نمی‌دانم این فرض درست باشد یا نه – چون چیزی برای مقایسه ندارم.

خب، نتیجه چه شد و آیا از خریدم راضی بودم یا ناامید؟

خلاصه بگویم، میکروسکوپ به خوبی بسته‌بندی شده بود؛ و قطعات میکروسکوپ داخل فوم‌هایی ضد ضربه قرار داشت. تنها ظرف چند دقیقه میکروسکوپ را سرهم کردم — کندانسور، عدسی‌ها و چشمی‌ها از قبل نصب شده بودند و تنها کاری که باید انجام می‌شد، بستن دو نیمه میکروسکوپ به هم بود. کیفیت قاب و مکانیزم‌ها خوب است — محکم و دقیق. تصویر از درون چشمی‌های میکروسکوپ واقعاً عالی است. میدان دید، بسیار گسترده است و عدسی‌های مسطح ( پلان آکروماتیک) تصویری صاف در سراسر میدان ایجاد می‌کنند و هیچ خطای رنگی واضحی در تصاویر دیده نمی‌شود. فکر می‌کنم بتوانم بگویم که کیفیت تصاویر تولید شده توسط عدسی‌های ۴، ۱۰ و ۴۰ برابر این میکروسکوپ با مدل‌های زایس Zeiss یا  لایکا Leica  برابر است. عدسی‌های ۱۰، ۴۰ و ۱۰۰ برابر تقریباً هم‌کانونی هستند — فقط یک ‌چهارم دور با  «پیچ تنظیم دقیق فوکوسر» لازم است تا بعد از فوکوس روی ۱۰ برابر، تصویر را روی ۴۰ برابر نیز واضح کنیم. همینطور از ۴۰ برابر به ۱۰۰ برابر. اما عدسی ۴ برابر نیاز به استفاده از «پیچ تنظیم فوکوس سریع» دارد. شاید بتوان گفت کیفیت اپتیکی عدسی ۱۰۰ برابر به خوبی میکروسکوپ‌های گرانتر نیست، اما با کمی تنظیم کندانسور، تصاویر بسیار قابل قبول هستند.

این میکروسکوپ به یک منبع نور LED و سیستم روشنایی کُهلر   (Kohler Illumination System) مجهز است. روشنایی کُهلر با متمرکز کردن نور و پخش یکنواخت آن در سراسر میدان دید، بهترین کنتراست و وضوح تصویر را فراهم می‌کند. از این ویژگی خوشم می‌آید که لامپ LED اجازه می‌دهد شدت نور را در بازه‌ای بسیار گسترده تنظیم کنم. با بررسی طراحی محفظه لامپ که به سادگی به بدنه وصل می‌شود، می‌توانم ببینم که تعویض  LED نور سفید با مثلاً یک LED فرابنفش برای تصویربرداری فلورسانس، کار راحتی خواهد بود. شاید بعداً بیشتر درباره‌اش بنویسم.

شیشه‌ای که بالای دیافراگم (Iris) قرار دارد، مکان مناسبی است برای گذاشتن فیلترهای رنگی است، نوردهی دقیقاً همان‌قدر یکنواخت است که از یک سیستم کُهلر انتظار می‌رود.

بررسی مکانیزم سیستم حرکت کندانسور (متمرکز کننده نور) که نوعی «چرخدنده  شانه‌ای» معروف به «رک‌اند پینیون«  Rack and Pinion است و همینطور میز کار ( میزی که  اسلاید و نمونه روی آن قرار می‌گیرد) و برخی قطعات مکانیکی دیگر نشان می‌دهد که کیفیت آن‌ها در سطح  بهترین محصولات برندهای حرفه‌ای و گران‌قیمت نیست. با این حال، مکانیزم فوکوس، میز کار و سیستم بالا/پایین کردن کندانسور به خوبی کار می‌کنند و کاملاً قابل قبول و عالی هستند.

یک ایراد کوچک این بود که نمی‌توانستم کندانسور را آنقدر بالا بیاورم که فیلترهای دست‌ساز خودم برای تکنیک »راینبرگ» Home-Made Rheinberg Filters   و میدان تاریک Dark-Field به درستی کار کنند — مهم نبود که اندازه بخش مرکزی فیلترها را چقدر تنظیم می‌کردم،  نتیجه مطلوب حاصل نمی‌شد. ابتدا فکر کردم شاید این یک نقص ساخت باشد. اما پس از باز کردن کندانسور و بررسی دقیق‌تر، متوجه شدم که یک پیچ آلن‌دار وجود دارد که مانع بالا رفتن بیش از حد کندانسور می‌شود تا به لام(اسلاید) آسیب نرسد. به نظر می‌رسد که این پیچ یا به‌ درستی تنظیم نشده بود، یا در حین حمل ‌و نقل جا به ‌جا شده بود. با چند دور چرخاندن پیچ با آچار آلن، کندانسور را تا فاصله‌ای بسیار نزدیک به اسلاید بالا آوردم و نور میدان تاریک برای عدسی‌های ۱۰ و ۴۰ برابر به خوبی کار کرد. اما برای عدسی ۴ برابر مجبور شدم اسلاید را کمی بالا ببرم تا نوردهی میدان تاریک مناسب شود.

نکته: اصطلاح home-made Rheinberg Filters  به این معناست که نویسنده، فیلترهای مورد نیاز برای اجرای تکنیک نورپردازی «راینبرگ» Rheinberg را خودش در خانه ساخته و از فیلترهای آماده و تجاری استفاده نکرده است. در روش Rheinberg، از یک فیلتر رنگی دایره‌ای استفاده می‌شود که شامل دو بخش است: یک بخش مرکزی (معمولاً به رنگ خاصی) و یک حلقه بیرونی با رنگی متفاوت. این نوع نوردهی باعث می‌شود پس زمینه و نمونه زیر میکروسکوپ با رنگ‌های متفاوت دیده شوند و تصویر ظاهری زیبا و متمایز پیدا کند.در واقع، نویسنده با استفاده از طلق‌های رنگی یا پرینت رنگی روی طلق شفاف، این فیلترهای «راینبرگ» را خودش در خانه ساخته تا از آن‌ها در کندانسور میکروسکوپ استفاده کند. چنین فیلترهایی به‌جای خرید از شرکت‌های تخصصی، به‌صورت دست‌ساز و خانگی تهیه شده‌اند، که منظور از  home-made نیز همین است. این فیلترها باعث می‌شوند نمونه در رنگ‌های متضاد و جذاب دیده شود، در حالی که پس‌زمینه و ساختار اصلی نمونه رنگ‌های متفاوتی دارند.

یکی از نشانه‌های کیفیت پایین‌تر ساخت در میکروسکوپ Bresser این است که دیافراگم iris متصل به کندانسور کم شُل حرکت می‌کند و تیغه‌های آن کروم‌اندود هستند، نه سیاه‌ اندود. یک نکته دیگر — و نه فقط «کمی» آزاردهنده بلکه واقعاً آزاردهنده! — این است که کار با نگهدارنده فیلتر و قرار دادن انواع فیلترها سخت است. مجبورید برای تعویض فیلتر، نگهدارنده آن را کاملا بیرون بکشید.

مشکلاتی که در بالا به آن‌ها اشاره شد واقعاً جزئی هستند و با توجه به قیمت، این میکروسکوپ یک خرید بسیار عالی به حساب می‌آید. برای این میکروسکوپ، لوازم جانبی متنوعی نیز وجود دارد، از جمله کندانسورهای مخصوص میدان تاریک و فاز کنتراست، و همچنین عدسی‌های شیئی فازکنتراست.

در پایان باید بگویم اگر این میکروسکوپ به ‌عنوان ابزار آزمایشگاهی در اختیارم قرار می‌گرفت، اصلاً ناامید نمی‌شدم — قیمت آن، از بسیاری از میکروسکوپ‌های هم رده خود با برندهای نیکونNikon  و یا زایس Zeiss کمتر است!

همچنین میتوانید مقاله فوق را تیز از منبع مطالعه نمائید.

منبع: Bresser Infinity Microscope - My blog