Procédé d'éclairage des objets pour leur observation ultra-microscopique et dispositif pour sa mise en #uvr e. . Z@'invention comprend un procédé d'éclai rage des objets pour leur observation ultra- microscopique et un dispositif pour la mise en aeuvre du procédé.
- On a proposé d'employer (Siedentopf en 1910), pour l'examen ultra-microscopique de certaines préparations histologiques en fond noir, un objectif microscopique fort a (voir fig. 1 du dessin annexé) dont la lentille fron tale hémisphérique b aurait à son sommet une petite surface plane c, produite par usure et repolissage et rendue opaque par du ver nis noir y, de manière à. aveugler la portion centrale de la lentille b. Lorsqu'on emploie l'objectif<I>a</I> pour l'examen d'un objet<I>d,</I> on éclaire ce dernier au moyen d'un faisceau lumineux e de faible ouverture, qui est en tièrement intercepté par la tache noire g se trouvant au sommet de la lentille b.
Seuls les rayons<I>f</I> diffractés par l'objet<I>d</I> traver sent alors l'objectif a et donnent une image de cet objet qui apparaît alors en clair sur un fond noir.
Suivant le brevet suisse no 98827 du 10 décembre 1921, on procède d'une manière un peu différente pour masquer la partie cen trale de l'objectif: un petit écran, constitué par une rondelle f ' de matière opaque, par une goutte de vernis noir, est placé juste au- dessus de la partie centrale de la lentille fron tale b sans qu'on ait à user pour cela une portion quelconque de la surface sphérique de cette dernière. .
On a également utilisé, pour atteindre le même but, une rondelle de glace transparente portant une tache noire en son centre et pla cée dans le plan focal postérieur de l'objectif.
Dans tous'ces procédés, on intercepte et on absorbe donc le faisceau lumineux servant à l'éclairage de l'objet et ayant traversé ce lui-ci.
Le procédé selon l'invention se distingue des procédés ci-dessus en ce qu'on renvoie sur l'objet les rayons lumineux arrivant à cet ob- je sur l'un des côtés et le traversant, de façon que cet objet soit éclairé simultanément de deux côtés différents.
Le dispositif servant à la mise en #uvre de ce procédé comporte au moins une surface réfléchissante située au delà de l'objet par rapport à la source lumineuse et destinée à. renvoyer sur un second côté de celui-ci les rayons lumineux arrivant par -l'autre côté et traversant ledit objet.
L'invention permet donc d'utiliser une partie de la lumière qui serait absorbée sans aucune utilité pour l'éclairage de l'objet. Du fait que ce dernier est éclairé de deux côtés, les phénomènes de diffraction qui se produi sent au niveau de ses particules sont forte ment intensifiés et le rendement de l'objectif, pour l'examen ultra-microscopique sur fond noir, en est considérablement amélioré; dans certaine; circonstances il peut même y avoir au niveau de l'objet des ondes lumineuses stationnaires tout à fait favorables à l'obser vation des particules très ténues.
Les fil-. ? à. 7 du dessin annexé représen tent schématiquement diverses formes d'exé cution du dispositif données à titre d'exem ple;; Les fi-. 2 et 3 sont des coupes axiales partielles de deux premières formes d'exé cution; Les fig. 4 et 5 sont une coupe axiale par tielle et une coupe transversale (par la ligne I'-V de la fig. 4) d'une troisième forme d*exécution; La fig. 6 est une coupe axiale partielle (Finie dernière forme d'exécution; La fi-. 7 est une coupe axiale d'un tube microscopique pouvant être utilisé avec cette forme d'exécution.
Sur la fig. 2, 1, 2, 3 indiquent partielle ment les lentilles d'un objectif, dont une, 1, est hémisphérique, 4 le porte-objet, -0 le cou vre-objet. Un dispositif d'éclairage, non re présenté, envoie des rayons lumineux 6 à la lentille 1; ce peut être par exemple un dis positif Abbe à deux lentilles, au-dessous du quel se trouve un diaphragme-iris usuel non représenté.
La face frontale plane 7 de la lentille 2 présente en son centre une surface circulaire réfléchissante 8 de petit diamètre, constituée par exemple par une couche métallique dé posée sur cette face, par l'une des faces d'une rondelle métallique bien polie. Les rayons 6 traversent. l'objet d, la. lentille 1 et, tombant sur la surface 8, sont renvoyés par celle-ci audit objet d qui est ainsi éclairé par des sous et par dessus. Les rayons diffractés par les particules de l'objet traversent la lentille 1, passent autour de la surface 8 et arrivent ainsi à 1'#i1 de l'observateur.
Cette forme d'esécution peut aussi servir à l'examen d'objets par transparence (examen microscopique); il suffit d'élargir le cône des rayons G en ouvrant le diaphragme-iris, de manière à admettre des rayons direct: dans l'objectif.
On peut: constituer la surface réflécbis- sante d'une couche très mince de métal, de platine par exemple, déposée chimiquement ou par galvanoplastie et telle qu'elle ne ré fléchisse qu'une partie de la lumière inci- d6nte en en laissant passer une autre partie qui contribuera à la formation de l'iinage; on réalise ainsi un éclairage mixte, sur fond gris, qui peut présenter de l'intérêt dans cer tains cas.
Si l'on veut employer les rayons ultra violets pour l'éclairage, toutes les lentilles du microscope et du condensateur devront être taillées dans une substance perméable i. ce> rayons, dans dit quartz fondu par exemple, et la surface réfléchissante devra être cons tituée par une substance réfléchissant les rayons ultraviolets sans les absorber dans une trop large mesure, par du nickel ou du magnalium (alliage de magnésium et d'alu minium) par exemple, pouvant être utilisée sous forme de rondelle lien polie.
Comme li quide à immersion, on peut employer alors la glycérine, au lieu de l'huile de cèdre usuelle, qui absorbe les rayons en question et devient fluorescente sous leur action.
Dans la seconde forme d'exécution (fig. 3) la. surface réfléchissante est constituée par l'une des face:, polie, d'une rondelle métalli que 10 portf#e au centre d'une rondelle de glace transparente 11, sertie dans une bague métallique filetée 12. La. bague 12 est vissée, de manière amovible, dans la pupille du porte-objectif 13, auquel est vissé la monture <B>1</B> -1 de l'obje,tif 15 proprement dit. Lonsqu'on veut se. servir de ce dernier pour l'examen microscopique normal par transparence, on n'a qu'à. dévisser entièrement la rondelle 11 et à l'enlever.
Selon les fig. 4 et 5, la rondelle métalli que polie 16, dont l'une des faces constitue la surface réfléchissante, est portée par une pièce coudée 17 pouvant tourner autour d'un axe 18 perpendiculaire à l'axe optique 19, 3e façon à se trouver à une certaine distance du premier axe. Lorsque la pièce 17 est à la po sition de la fig. 4, la rondelle 16 renvoie à l'objet les rayons ayant traversé ce dernier; quand elle est à la position de la fig. 5, cette rondelle 16 donne libre passage aux rayons lumineux.
La surface réfléchissante considérée peut se trouver en n'importe quel point de l'axe optique, entre la face frontale, généralement plane, de la lentille frontale et le plan focal postérieur de l'objectif.
La. dernièrè forme d'exécution (fig. 6) comporte un corps optique 20 taillé dans une matière transparente aux rayons ultraviolets et telle que le quartz fondu. Il est composé de trois pièces 21, 22, 23; la pièce 21 a la forme d'une tranche de sphère à bases iné gales; la pièce 22 a également la forme d'une tranche de sphère à bases inégales, est jointe par sa grande base à la grande base de la pièce 21 et présente intérieurement une cavité 26 à peu près hémisphérique reliée à l'exté rieur par une ouverture circulaire 24;
la pièce 23, enfin, a la forme d'une demi-sphère dont le diamètre est un peu supérieur à celui de l'ouverture 24 et est sertie dans une bague 25 de métal noirci, logée dans la cavité 26, ap pliquée contre la. grande base de la. pièce 21 et maintenant ainsi la pièce 23 sans l'aide de baume du Canada; ce dernier, généralement utilisé pour souder les pièces optiques, de vient fluorescent sous l'action des rayons ultraviolets. Les surfaces sphériques externe 27, interne 29 de la pièce 22 sont revêtues de manchons de métal réfléchissant les rayons ultraviolets sans trop les absorber (nickel, métal nickelé, magnalium par exemple) faits en une ou plusieurs pièces et s'appliquant exactement par l'une de leurs surfaces, polie, sur elles.
On évite de cette façon l'obligation de nickeler des pièces en quartz fondu, opéra tion qui n'est pas très simple.
Le corps optique 20, ayant ainsi la forme d'une tranche de sphère à bases inégales, est cimenté en 32 dans un capuchon métallique 31 s'emboîtant à frottement doux sur une partie cylindrique 33 d'un support 34. Il peut donc être facilement enlevé avec le ca puchon 31 du support, de manière à donner accès à la cavité 35 dans laquelle on peut à volonté disposer des écrans transparents 36 présentant une ou plusieurs couleurs; la pla que 36 représentée au dessin est supposée avoir une partie centrale 3 7 d'une couleur donnée, rouge, et une partie périphérique 38 d'une autre couleur, vert. Le support 34 est vissé sur un manchon 39 qui s'engage dans le porte-condensateur du statif microscopique non représenté.
Le diaphragme-iris du dis positif d'éclairage est indiqué schématique ment en 40. Dans le support 34 peut tour ner, parallèlement à l'axe de celui-ci, un axe 41 muni à l'un de ses bouts d'une manette 42 pouvant être actionnée de l'extérieur, à l'au tre d'un écran circulaire opaque 43 d'un dia mètre au moins égal à celui de l'ouverture 24 et pouvant être amené par rotation en regard de celle-ci pour la masquer; l'écran 43 est relié à. l'axe 41 par un bras 44 très mince.
Comme dans la première forme d'exécu tion, la face frontale 7 de la lentille 2 porte cane rondelle de métal poli 8 (nickel, magna- lium) dont la face inférieure constitue la. sur face réfléchissante destinée à renvoyer à l'objet les rayons lumineux lui arrivant. L'objectif porte, en plus de cette rondelle, un petit réflecteur extérieur 45 dont la surface réfléchissante est en une matière susceptible de renvoyer les rayons ultraviolets sans les trop absorber; la courbure de cette surface réfléchissante est calculée de manière que tous les rayons qui la frappent soient réflé chis dans la direction de l'objet d, lorsque le microscope est au point sur celui-ci.
Le porte-objet 4 et le couvre-objet 5 sont en quartz fondu; comme il s'agit d'un objec- tif il immersion, une mince couche et une goutte de glycérine 47, 46 sont respective- ment interposées entre la lentille et le couvre- objet 5, entre le porte-objet 4 et la- pièce 21.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Si, après avoir amené l'écran 43 hors de l'aie optique et avoir enlevé l'écran coloré 36, on ouvre entièrement le diaphragme-iris 40 de manière à admettre un faisceau intense de lumière parallèle comprenant des rayon tels que 48, 49, 50, l'objet d est éclairé: 10 Normalement de bas en haut par les rayons centraux 49;
Normalement de haut en bas par les rayons centraux 49 ayant traversé cet objet ---t renvoyés par la rondelle réfléchissante @; 3e Obliquement de bas en haut par les i ayons latéraux 48, 50 venant de tous les < ïziinuts après réflexion sur les manchon 40 Obliquement de ha-Lit en bas par tous les rayons latéraux 48, 50 ayant traversé le dit objet et renvoyés par le réflecteur 45.
Aucun des rayons .qui éclairent ainsi Fob- ,jet d ne pénètre clans l'objectif; seule arrive dans celui-ci la lumière abondamment dif- fr < < ctée ou diffusée dans tous les sens par les structures ou particules de l'objet. On at teint ainsi un certain optimum de l'éclairage ultra-microscopique.
Lorsqu'on ferme partiellement le dia- phragme-iris 40 pour ne plus laisser passer qu'un faisceau parallèle ayant pour diamètre celui de l'ouverture 24, on a encore un éclai rage propre à l'observation ultra-mieroscopi- que, ruais uniquement par les rayons indiquas plus haut sous 1, ?; un tel éclairage est trè.# utile dan certains cas. .
Quand on ouvre entièrement le dia- phrabme-iris 40 et qu'on masque l'ouverture 34 par l'écran 43, on obtient nu éclairage ultra-microscopique oblique par les rayon mentionnés ci-dessus sous 3, 4.
Si l'on met en place l'écran bicolore 36 et si l'on s'arrange pour utiliser les rayon indi qués plus haut de 1 à 4, on a. une image bico lore, parfois très intéressante, par suite de phénomènes de coloration sélective qui se pro- duisent dans les structures de certains objets; cette image est sur fond noir.
Lorsqu'enfin on remplace, pour un ina- neut, l'objectif décrit à rondelle 8 et à réflec teur 45 par un objectif ordinaire sans ron delle ni réflecteur 45, on a une image colorée en vert sur fond ronge. dans laquelle le con traste (les couleurs complémentaires peut, par un phénomène physiologique connu, faire sortir avec une netteté remarquable certain détails de structure très fins.
On peut varier ks expériences fait, :,ur le même objet d suivant les écrans colorés qu'on emploie ott qu'on supprime, suivant l'ouverture donnée au diaphragme-iris, sui vant la position de l'écran 43, suivant enfin le genre d'objectif utilisé.
De la description qui précède résulte que la. forme d'exécution décrite permet d'éel@iirf-r l'objet de plusieurs façon à volonté, sans avoir jamais à déplacer cet objet, cri passant instantanément d'un éclairage à l'autre par des manipulations simples,
commod(#s. Les divers modes d'éclairage peuvent être réalisés en lumière ultraviolette grâce aux matières utilisées dans la construction de l'appareil.
On sait qu'on peut pousser le grossisse ment oculaire d'autant plus loin que la qua lité de l'image donnée par l'objectif seul se rapproche davantage de la perfection; on petit donc. utiliser avec la dernière forme d'exécution par exemple non plus un oculaire ordinaire, ruais lien un tube microscopique complet, comportant oculaire et objectif, de manière que le grossissement de loculaire aille à. l'extrême limite! de l'utile.
Ce tube 6U. représenté sur la. fig. î, est conçu de façon qu'on puisse -,t- adapter lus oculaires et<B>les</B> objectifde dimensions cou- rante:. Ses diamètres intérieur et extérieur :ont les mèmes que ceux du tube porte-ocu- laire 63 du statif:
un pas de vis 61 permet d'y visser les objectifs < < pas de vis normal. Un manchon cylindrique 62 enserre le tube 63 et s'enga;se à frottement doux sur le porte- oculaire 63 du statif. On obtient ainsi un bon centrage, grâce au fait que les surfaces en contact sont suffisamment grandes. Le poids du tube est diminué en employant pour sa fabrication un alliage d'aluminium.
La pièce 23 du corps optique 20 peut être remplacée par un système achromatique et aplanétique de deux ou de plus de deux len tilles.
On peut se passer de revêtir la surface 29 du manchon 30, car elle reçoit toute la lu mière utile à. l'éclairage ultra-microscopique sous une incidence telle, par rapport aux élé ments de sa surface., -que cette lumière doit théoriquement se réfléchir par simple ré flexion totale sur la surface unie du quartz. La surface réfléchissante se trouvant à la surface extérieure 27 de la pièce 22 peut être constituée par de l'alliage de Wood fusible à 7 5 , coulé en 32 et maintenant en place le corps optique 20; cet alliage, formé de bis muth, d'étain de plomb et de cadmium en quantités variables, réfléchit les rayons ultraviolets, avec une absorption relative ment petite, aussi bien que la lumière ordi naire.
Si l'on ne désire pas utiliser l'appareil pour l'éclairage ultraviolet, il n'est pas né cessaire que toutes les parties optiques trans parentes soient en quartz fondu, les surfaces réfléchissantes en nickel, en métal nickelé, en magnalium, que le liquide d'immersion soit de la glycérine; les surfaces peuvent être ar gentées et le liquide être de l'huile de cèdre. On peut d'ailleurs prévoir l'utilisation de la partie centrale seule du corps optique 20 pour l'éclairage ultraviolet.
Le corps optique 20 peut aussi être serti dans le capuchon 31.