Un éclairage coaxial pour microscope

(difficulté: *** moyen)

Vous avez un microscope?

Un des problèmes avec le microscope, c'est l'éclairage:

Pour observer un objet transparent, comme une aile de mouche, on le dispose entre une lame et une lamelle de verre. On éclaire par dessous et on observe.

Pour observer un objet opaque: la puce d'un microprocesseur, par exemple, on ne peut pas éclairer par dessous. Il faut donc soit éclairer par coté (avec une fibre optique par exemple) soir à travers l'optique du microscope lui-même (ce qui dégrade un peu le contraste) il s'agit alors d'un éclairage coaxial.

Dans notre cas, nous avons acquis d'occasion un microscope Leitz avec un éclairage par dessous. Nous lui avons ajouté un éclairage à fibre optique mais, aux forts grossissements, l'objectif du microscope est à quelques dizièmes de mm de l'objet et il est difficile d'éclairer à travers cet espace.

Nous avons donc décidé de modifier le microscope pour lui ajouter un éclairage coaxial.

Il fallait, d'autre part que cette opération soit réversible sans abimer le microscope.

Une photo du microscope avant modification:

coax01.jpg

Pour réaliser l'éclairage coaxial, nous avons fabriqué un cylindre (en PCV Ø50) avec une embase qui se verrouille sur la base du microscope. Et la tête du microscope est fixée sur le dessus de notre cylindre.

Une photo du microscope sans sa tête (mais avec une fibre optique pour un éclairage latéral):

coax03.jpg

Le cylindre est donc intercalé entre l'objectif et l'oculaire.

A l'intérieur du cylindre nous avons fixé un miroir semi réfléchissant (une lame en verre de microscope taillée en ellipse à la meule électrique) et un tube PVC d'électricien fixé à 45° et au bout duquel se trouve un petite lampe à Leds 12V (une ampoule à Leds pour feu arrière de voiture) derrière un écran dépoli.

La lumière de l'ampoule est uniformisée par l'écran dépoli (du mylar mat pour dessiner des plans), un partie traverse la lame et se retrouve sur un piège à lumière: un morceau d'époxy recouvert de noir de fumée (pour limiter au maximum les lumières parasites qui dégradent le contraste). L'autre partie est réfléchie par la lame, se dirige vers l'objectif et se retrouve concentrée sur l'objet à observer. L'objet réfléchit plus ou moins la lumière qui repart dans l'objectif, le traverse pour retourner vers la lame. Une partie est réfléchie vers l'ampoule. L'autre partie traverse la lame et atteint l'oculaire.

Des photos du cyllindre avec sa lame semi réfléchissante, le piège à lumière, la source lumineuse (sortie de son embout):

coax04.jpg

Ainsi on peut oberver des objets opaques très proches comme des puces mémoires en silicium (au prix d'une légère perte de contraste: les noirs ne sont pas noirs).

On peut juger de la perte de contraste en ôtant l'objet à observer, en allumant l'ampoule de l'éclairage coaxial et en éteignant la lumière de dessous du microscope: le noir n'est pas total. Iil faut peindre les pièces intérieures en noir mat et fabriquer un piège à lumière efficace pour avoir le meilleur contraste possible (il faut aussi des objectifs propres et de bonnes qualité).

Une photo du microscope réassemblé modifié:

coax05.jpg

Une photo d'une partie d'une puce mémoire en silicium:

coax06.jpg


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04/06/2019