普通金相显微镜的结构使用和维护.docx
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普通金相显微镜的结构使用和维护
第四章金相显微镜
金相显微镜是用来鉴别和分析各种金属和合金的显微组织的一种光学仪器。
金属和合金的组织是决定材料使用性能及力学性能主要因素，对金属或合金组织的分析和鉴别不仅是制定材料工艺的依据,而且可以预测、判定其性能。
对合金组织的分析常用方法是金相分析法。
因此，了解金相显微镜的原理和构造，充分掌握其性能、熟悉它的使用方法，则是材料科学工作者的基本技能之一。
第一节金相相微镜的结构及工作原理
金相显微镜是用金属试样对光线的反射作用，经过透镜（物镜、目镜）放大来显示金属显微组织。
尽管类型很多，但其结构大体可以分为光学系统、照明系统、机构系统三个部分；此外还有照相装置，显微硬度等。
一、光学系统
1、金相显微镜的成像原理
金相显微镜的光学系统主要由物镜、目镜和一些棱镜组成，其作用是将物体形象经物镜和目镜两次放大；使物体映象得到高的放大倍数。
物体AB物在显微镜物镜ob的前焦点Fob以外少许，从物体AB反射出的光线经过物镜而在物镜的上方得到一个放大的倒立实像A'，B'，这个实像A'B'刚好落在目镜的焦点Fok以内，再经过目镜放大后，人眼在目镜上方观察时便可看到一个经过再次放大的虚像A"B"。
我们在显微镜中观察到的像是经过物镜和目镜两次放大的结果，它的总放大倍数M应为物镜放大倍数与目镜放大倍数之积：
Δ——光学镜筒长度，对于一定的显微镜为常数。
Δ为物镜后焦点与目镜前焦点之间的距离。
L——明视距离，正常人眼看物体最清晰距离为250mm。
机械镜筒长度为显微镜的物镜座面到目镜筒顶的距离。
显微镜的放大倍数是由本身结构Δf1和Δf2所决定，由公式可知，f1，f2愈小,放大倍率愈大。
2、主要构件的性能和功用
金相显微镜中的主要光学零件包括物镜、目镜、光栏、滤色片等。
1）物镜
物镜是显微镜中最主要也是最贵重的光学零件，它是由几片同类的透镜所组成的复合透镜组。
位于物镜前端是一块平凸的透镜，起放大作用，位于前端透镜之后有一样正透镜，用于校正前端透镜引起的光学缺陷。
物镜的好坏直接影响放大的影像的质量，所以物镜的质量决定着金相显微镜的质量。
物镜按其光学性能可分为消色差物镜，平面消色差物镜、复消色差物镜，平面复消色差物镜等，按其所接触的介质又可分为干系物镜和油系物镜两种。
衡量一个物镜的性能有四点：
①数值孔径与鉴别率
主要性能指标在物镜上有标志说明
40X/0.65——表示物镜40倍，数值径为0.65
160/0——表示机械镜筒长度为160mm的金相用物镜，“0”表示盖波片为厚度=0（即没有盖波片）。
高倍物镜通常为油浸系，油镜头用“油”（或Oil，?
l，Hi）或外壳涂一黑圈来表示。
数值孔径表示物镜的聚光能力，通常用N·A表示，其大小由物镜与试样间介质的折射系数n与物镜孔径角θ决定，可用下式表示：
数值孔径N·A=n·Sinθ
物镜的设计中指定空气为介质称为干物镜。
在使用中以某种液体（常用的如松节油）作为介质者称为油物镜。
目前，物镜的孔径最大为144°，即θ最大为72°，空气中的折射系数n=1，故干物镜的最大数孔径为N·A=0.95，如我们前面看到的40X/0.65，则是因2θ=81°，∴θ=40°30′，
即N·A=n·Sinθ=1×Sin40°30′=0.65
通常N·A＜1的属于干物镜，N·A＞1的属于油物镜。
由画面我们可以看出，在干物镜下光线R大于θ角，由试样反射后通过介质空气远离物镜，如果在物镜与试样间滴入松节油，由试样上反射的光线将造近轴线方向折入油内，而R则通过物镜边缘，使落在物镜上的光线增多，从而使聚光的能力增强，从而提高物镜的鉴别能力。
显微镜的鉴别率主要决定于物镜的鉴别率，是显微镜也是物镜最重要的特性。
物镜的鉴别率是指物镜具有将两个物点清晰分辨的最大能力，以两个物点能清晰分辨的最小距离d的倒数表示。
d愈小，表示物镜的鉴别率愈高。
对于鉴别率不同的两个物镜，虽然都可以配成相同的放大倍数，但观察到的效果不同。
如对试样细微组织中相邻的两点，用鉴别率高的物镜可以把它们分辨开，而用鉴别率低的物镜，看到的只是一片轮廓，分不清相邻的两个点。
②垂直鉴别力又称为景深，是物镜对于高低不平的物体能清晰造像的能力。
在金相分析中金相试样被浸蚀以后不再是一个极平的平面，要使各组织成物都能清晰地同时映现，必须要有一定的垂直鉴别能力。
物镜的垂直鉴别能力与它的数值孔径，放大倍数成反比，数值孔径愈大，垂直鉴别能力越低，这个关系并不能由已知的任何方法进行改善。
在没有其他因素的影响下，鉴别率（d）与入射光源波长和数值孔径（N·A）之间近似的有如下关系：
式中，λ为照明用入射光的波长，由此我们可以看出，d与λ成正比，与数值孔径成反比。
波长愈短d也愈小，因此使用黄、绿、兰等滤色片，不仅可以消除一些色差，还可以提高显微镜物鉴别率。
③放大倍数和有效放大倍数：
如前所述，人眼在250mm处的鉴别率为0.15～0.30mm，要使物镜可分辨的最近两点的距离d为人眼所分辨，则必须将d放大到0.15～0.30mm，若以M表示显微镜的总放大倍数，则
d·M=0.15～0.30mm
M=1/λ（0.3～0.6）N·Aλ均可见光平均波长0.55μ
则M=（500～1000）N·A
M称为有效放大倍数，物镜应在这两个放大倍数范围内使用。
若不足500N·A，未能充分发挥物镜的功能，若大于1000N·A，只是“空虚放大”，不能分辨更多的细节。
所以我们一般确定了试验的放大倍数后，就要根据数值孔径N·A的大小来适当地选择物镜和目镜，例如，选用NA=0.65的40×物镜。
当λ=5500?
时
当M有效=（500～1000）N·A=325～650X
因此应选择10～20X的目镜配用。
如果目镜的倍数低于10X，未能充分发挥物镜的鉴别率，如果目镜的倍数高于20X，将会造成空虚放大，仍不能显示超于物镜鉴别率的微细结构。
④透镜成像质量
由于透镜的尺寸、材料的限制，成像后存在一定的缺陷（变形或模糊不清）称为像差。
像差主要包括球面像差和色像差。
像差的产生降低了光学仪器的精确性。
球面像差的产生是对透镜的表面呈球面形，
通过透镜中心及边缘的光线折射以后不能交于一点，而分成几个交点前后分布，来自透镜边缘的光线靠近透镜交集，而靠近透镜中心的光线则交集在较远的位置，这样得到的映像显然是不清晰的。
球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。
光圈开得愈大，则光线通过的透镜面积愈大，球面像差愈严重；反之则可以减少，但光圈大小，也会影响成像的清晰度。
色差的产生：
由于组成白色光的各种不同波长的光线在穿过透镜的折射率不同，使映像不聚集于一点，而是一系列不同距离的各色素，造成像不清晰。
紫色光的波长最短，折
射率最大，在离透镜最近处成像。
红色光线的波长最长，折射率最小，在离透镜最远处成像。
其余的黄、绿、兰等有色光线在它们之间成像，通过采用单色光源（或加滤色片）或使用复合透镜予以校正。
物镜质量的好直接影响显微镜映象的质量，对物镜的校正是很重要的。
物镜的类型：
根据对透镜球面像差和色像差的校正程度不同主要分为四类。
几种类型物镜的差别及校正程度
物镜类型
对象域中心的校正
对视场边
缘的校正
备注
色差
球差
消色差物镜
校正红、绿
两波区
校正黄、绿
两波区
未校正
构造简单
价格较廉
平面消色差物镜
同上
同上
已校正
可做金相显微摄影及高倍数放大
复消色差物镜
校正多个波区
校正绿、紫两波区
未校正
对象差校正较完善，但价格高
平面复消色物镜
同上
同上
已校正
宜做彩色摄影
2）目镜
目镜是用来将物镜放大的实象进行再放大。
虽然目镜的角孔径极小，目镜本身的鉴别能力甚低，但对物镜的初步映象的放大已是足够了。
目镜按用途分为普通目镜，补偿目镜，投影目镜和测微目镜。
（1）普通目镜：
它是由两块平凸透镜组成。
在两个透镜间，目镜的前焦点处安置一个光栏，其作用是限制边缘光线，其放大倍数小于15X。
如图（a）
（2）补偿目镜：
它具有与物镜相反的色差，主要用于校正物镜的残余色差，还能校正由物镜引起的光学缺陷。
它的放大倍率较高，最高可达30X，该目镜只能与复消色差物镜配合使用，不能与消色差物镜配用。
如图（b）
（3）摄影目镜：
是为摄影及近距离投射而设计的，只能用作摄影投射，而不能作显微摄影或单独放大使用。
这类目镜实质上可看作是物镜之一部分，协同物镜共同造成一个放大的投影实象。
（4）测微目镜：
测微目镜的透镜组合无特别之处，仅是在目镜中加入了一片有刻度的玻璃薄片。
用于金相组织的定量测量，或
显微硬度压痕的长度测量。
根据测量目的可将刻度设计为直线，十字交叉线方格网，同心圆或其它几何图形。
3）光栏：
在金相显微镜的照明系统中常有两个孔径可变的光栏，一个为孔径光栏，另一个为现场光栏。
孔径光栏用于控制通过物镜的入射光束的粗细。
孔径按实际观察的要求，适当调节其大小，以观察时物象最清晰，光的强弱使人舒适为原则。
视物光栏主要用以改变视场的大小，减少镜筒内部的反射与炫光以提高影象的衬度而不影响物镜的分辨能力。
4）滤色片：
滤色片一般装在光源附近，它的作用是吸收由光源发出的白光中波长不合需要的那部分光，只让一定波长的光线通过，从而得到一定滤长的光线。
因此使用滤色片可以降低消色差物镜的残余象差，提高鉴别率，还可以增加组织的衬度，有利鉴别带有彩色组织的细微部分。
一般可根据使用目的选用滤色片。
（1）如要提高显微摄影时的分辨能力，应选用波长较短的颜色，如果用λ=4400?
的蓝色光比λ=5500?
的黄绿色光具有更高的鉴别能力。
（2）要增加组织的衬度应选用能使某一相变成暗黑色调的滤色片。
（3）校正残余色差，由于消色差物镜象差的校正仅在黄绿波区比较完善，故在使用时应配用黄绿色滤色片，其它色彩的滤色片均显着暴露消色差物镜的缺点，降低映象质量。
二、照明系统
金相显微镜必须依靠附加光源方可进行工作，这一点与生物显微镜不同。
照明系统的任务是根据不同的研究目的调整，改变采光方法，并完成光线行程的转换。
该系统的主要部件是光源和垂直的照明器。
一般金相显微镜采用灯光照明，借棱镜或其它方法使光线投在金相磨面上，靠金相磨面上，靠金属自射的反射能力，部分光线被反射而进入物镜，经放大成像最终被我们所观察。
1、光源及其装置
1）光源的要求
由显微镜自身的工作特点决定了对光源的特别要求：
（1）光强度大，并在一定范围内可任意调整。
因为不同的组织衬度，不同的放大倍率，需有不同的照明强度。
因此，最好选用可调式光源。
当光源不带调压装置时，可选用不同的滤色片调整光强度或利用光栏调节光通量。
（2）光源的强度要均匀，可借助聚光镜、毛玻璃等置于光路的适当位置，以获得均匀的光束。
（3）光源的发热程度不宜过度，以免损伤仪器的光学附件。
为此功率稍大的光源前要安装吸热或散热装置。
（4）光源的位置（高低、前后、左右）可以调整。
2、光源的种类
目前金相显微镜中最普遍应用的是白炽灯和氙灯。
1）白炽灯（钨丝灯）
一般中、小型金相显微镜都配有这种照明装置。
工作电压为6～12V，功率为15～50W。
使用低压钨丝灯必须配备有降压变压器，将220V降到6～12V。
低压钨丝灯适用于各种台式、立式显微镜观察及短投射距离的金相摄影。
此外，大型金相显微镜备有的钨丝灯主要用作金相观察之用。
2）氙灯
超高压氙灯是球形强电流的弧光放电灯。
辐射出从紫外线接近红外线的连续光谱，可见光色温接近于日光，具有高度大、发光效率高及发光面积小等优点。
近年来被广泛用作显微镜的照明光源。
氙灯由于亮度大，适宜于作偏光暗场相衬观察及显微摄影用光源。
一般大型金相显微镜同时配有两种照明光源，以备普通照明视场观察及特殊情况的组织观察、显微摄影之用。
三、垂直照明器与光路行程
金相显微镜的光源一般位于镜体的侧面，与主光轴成正交。
因此需要一个"垂直照明器"起光路垂直换向作用。
垂直照明器的种类有45度平面玻璃，全反射棱镜，暗场用环形反射镜。
由于观察目的不同，金相显微镜对试样的采光方式要求亦不相同，分为明场照明与暗场照明。
1、明场照明的光路行程
明场照明是金相研究中的主要采光方法，其光路行程如图。
垂直照明器将来自光源的光线转向，并照射到金相试样表面上。
由试样表面反射的光线复又经物镜、目镜成像。
如果试样表面光滑如镜，那么在显微镜中观察到的是明亮的一片；而反光能力差的相或产生漫散射的地区变得灰暗。
高倍观察时，宜采用45度平面玻璃作垂直照明器。
此时，光线可充满物镜的孔径角，使得物镜的分辨能力得到最好的发挥。
但由于光线透过平面玻璃损失较大，故映像衬度稍差；在低倍放大时，宜采用全反射棱镜作垂直照明器。
虽然，此时物镜只有一半充满光线，降低了物镜的数值孔径，致使分辨能力减小，但成象衬度较高，且富有立体感。
2、暗物照明光路行程
光源经聚光镜获得的平行光束，在环形光栏处受阻，仅使部分光线沿筒形管道通过，并由暗场环形反射镜转向后沿着以光轴为中心的环形管道前进。
此时光线不通过物镜而首先投射到物镜外的曲面反射镜上，通过反射使光束斜照射到试样磨面上。
因此，表面光滑的试样磨面反射出来的光线不能达到物镜，显微镜内是黑暗的，而磨面上的浮雕能使部分光线产生漫反射而通过物镜，在显微镜内观察到是明亮的。
由于某些透明、半透明物相产生内反射的结果，可观察到它本身固有的色彩。
暗场适用于签定非金属夹杂物。
由上我们可以看，明场照明与暗场照明微镜的主要区别在于：
明场中垂直的照明器转向后的入射光束通过物镜直射到底样磨面上，然后通过物镜并穿过45度平面玻璃，由目镜成象。
而暗场则是使入射光束绕过物镜斜射于试样磨面上。
这样的平行光束是靠环形光栏和环形反射镜获得的。
暗场照明的光束仅一次通过物镜。
暗场照明主要有三点优点：
（1）由于暗场入射光束的倾斜角极大，使物镜的有效数值孔径增加，故物镜的鉴别率随之提高。
在暗场照明下观察，能使在明场照明下观察不到的极细磨痕亦极易鉴别。
（2）不像明场照明那样，入射于磨面的光线并不先经过物镜，因而显着地降低了由于光线通过玻璃-空气界面所形成的反射与炫光，提高了影像的衬度。
（3）能观察到透明非金属夹杂物的真实色彩。
四、机械系统
金相显微镜的类型不同，它们的机械结构也不相同。
显微镜的机械系统主要有底座、载物台镜筒，调节螺丝及照相部件等。
其作用分别如下：
1、底座：
起支撑整个镜体的作用。
2、载物台：
用于放置金相样品。
一般备有在水平内能作前后，左右移动的螺丝及刻度，以改变观察部分；有的载物台可以在360度水平范围内旋转。
3、镜筒：
是物镜，垂直照明器；目镜及光路系统其它元件的联接筒。
4、调节手轮：
供调节镜筒升降之用。
有粗调手轮，微调手轮，以完成显微镜影象的聚焦调节。
五、金相显微镜的使用与维护
1、显微镜不论在使用或存放时均应避免灰尘、潮湿，过冷过热及含有酸、碱性的蒸气。
2、操作时双手或制备好的样品必须干净，上面不得留有酒精，浸蚀剂或水以免腐蚀物镜。
3、镜头上落有灰尘时要用镜头纸或镜头刷清除，不准用手或其它物品擦拭。
4、操作时要轻，不得有粗糙或剧烈的动作，更换物镜时要小心，轻放，严禁拆卸镜头零件。
5、调焦时要首先使物镜尽量接近载物台，然后放置试样。
调焦时要一边通过目镜观察，一边顺时针旋转粗调手轮，当视场内的光线突然变亮时改用细调手轮进行微调，直至出现显微组织为止。
6、在旋转粗调或细调手轮时，动作要慢，碰到某种阻碍时，不得强行旋转，否则就会损坏镜壁导轮或齿条、齿轮。
7、使用油浸镜头时用油要适量，油浸镜头使用后必须立即将油用亚麻布沾少许二甲苯将镜头上及机械零件表面擦拭干净。
8、显微镜上的目镜和物镜不用时，应置于干燥器内，并将物镜孔和目镜孔用盖子盖好。
第二节金相显微镜的类型与使用
普通光学金相显微镜的类型很多，通常可以分为台式、立式及卧式金相显微镜三大类。
若按用途不同又可分为各类特种金相显微镜；如偏光显微镜、干涉显微镜、相衬显微镜及高温、低温金相显微镜等。
目前，新型的金相显微镜已趋于万能（多种用途），但为了学习方便，我们仍按上述三类分别介绍。
金相显微镜按其光程可分为直立式和倒立式两种。
所谓倒立式光程，主要由于试样磨面向下扣在载物台上，光线由下向上照射到试样表面上而得名。
直立式光程是指底样磨面向上，光线由上向下照射到试样表面。
直立式金相显微镜要求所制备的金相样品较为苛刻，不仅体积不能太大，否则载物台无法放置，而且还要求试样的两个表面要上下平行，若不平行则要用压平器和橡皮泥，使其压成平行，否则无法观察，倒立式金相显微镜对试样的要求较为简单，不论任何形状、尺寸，只要被观察面制成平面即可，大小只要载物台能承受的住即可。
一、台式金相显微镜
台式金相显微镜具有体积小，重量轻，价格低廉等优点，是专为金相观察而设计的，只要配备有照相附件，亦可照相。
如我们看到的这台就是目前在工厂、学校等单位广为使用的上海光学仪器厂生产的4X型台式金相显微镜。
它采用钨丝灯泡作为光源，所用灯泡为6V15W的专用灯泡，属于倒立式光程。
该显微镜现有三个目镜和三个物镜，放大倍数从50X到1250X。
1、该显微镜的光学系统如画面所示。
由灯泡1发出一束光线，经过聚光镜组2及反光镜7会聚在孔径栏8上。
随后经过聚光镜3，再度将光线聚集在物镜6的后焦面上，最后光线通过物镜，用平行光照明试样，使其表面得到充分均匀的照明。
从试样反射回来的光线复经物镜6，补偿透镜5，半反射镜4，补偿透镜10以及棱镜11与棱镜12造成一个试样的倒立放大实像，该像被物镜13和棱目镜14所组成的目镜再次放大。
光线进入目镜后即可用眼睛观察试样的组织。
2、仪器结构与使用
其结构如画面所示。
在圆形底盘内装有低压灯泡做为光源，利用灯泡座的偏心圈能紧固在圆形底盘内。
灯前另有聚光镜，反光镜和孔径光栏组成的部件。
它与安装的支架上的视场光栏和聚光镜构成这台显微镜的照明系统。
粗的调焦手轮和微动调焦手轮是共轴安装在传动箱的两侧。
旋动粗动调焦手轮能使载物台迅速的上下移动。
微动调焦手轮是通过多级齿轮传动机构，使物镜作缓慢升降移动。
这是物镜精确调焦所必需的。
物镜的极限升降范围为2mm，在传动箱右侧有刻线标明其相互位移。
在左面微动手轮斜面上刻有分度，每小格格值0.002mm，估读值为0.001mm。
该显微镜的载物台靠手推移动，采用粘性油膜与托盘联结，这种联结方式简便，但不容易控制，为此推动此载物台时一定要轻。
有不同规格的载物片，可根据试样的大小选用。
物镜转换器呈球面形，主要是为了固定物镜，其结构精密。
上有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物镜。
旋转转换器可使物镜镜头进入光路，不同倍数的物镜更换后，视场中心域始终保持在观察范围内，物镜与目镜搭配使用即可获得各种放大倍数。
目镜筒呈45度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，除安装有单筒目镜外，亦可安装双筒目镜筒，将目镜筒旋转90度呈水平状态时配的摄影装置可进行金相摄影。
更换目镜仅需要将目镜由筒内拨出，插入所选的目镜即可。
孔径光栏和视物光栏的作用主要是为了提高最后映象的质量。
孔径光栏装在照明反射镜座的上面，调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细，以保证映象达到清晰的程度。
视场光栏位于物镜支架下面，其作用控制视场范围，使目镜中所见视场明亮而无阴影。
这两个螺钉主要是用来调整视场光栏中心。
一手握住灯座一手转动偏心圈，使二点相对应，此时即可抽出灯泡外表是否清洁，安装是否妥当，然后再将灯座插入底座内。
将显微镜的光源插头插在变压器的6伏上，千万不可直接插到220电源上。
根据检验目的选用所需放大倍数的物镜、目镜。
分别装在物镜座上及目镜筒内，并旋转物镜转换器。
到固定位置。
移动及转动灯座以调节灯泡位置使孔径光栏获得最明亮而且均匀的照明。
进行此项工作时应选用磨砂滤色片，调节好后转动偏心圈将灯座固定。
顺时针旋转粗调手轮使载物片尽可能接近物镜，将试样放到载物台中心孔上，并使被观察面下，此时应考虑采用适宜孔径的载物片。
一边反向旋转粗调手轮，一边通过目镜观察，当场物亮度增加时，再改用细调手轮进行调节，直到物象调整到最清晰为止。
适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最佳质量的物象。
观察完毕后要及时关闭电源。
（二）立式金相显微镜
立式金相显微镜是中型显微镜，按倒立式光程设计，并带有垂直方向的摄影投影箱。
与大型金相显微镜相比具有体积小、结构紧凑、重量轻、使用方便、价格较低等优点。
与台式显微镜相比具有附件多、使用性能广泛，可做明视场、暗视场偏光观察与摄影等，是目前国内大部分科研院所和大型工厂的中心实验室首选的显微镜之一。
让我们来看一下XJL-02型立式金相显微镜的光学系统。
将试样旋转在载物台上，由白炽灯发出的一束光线经聚光镜会聚在孔径光栏上，经滤色片、聚光镜转向棱镜成一束平行光射到视场光栏上，再经明-暗物滑板、透镜、平面半镀铝反射镜到物镜，通过物镜成一束平行光均匀垂直地照射到试样的表面。
光线的反射回来又经过物镜、平面半镀铝反射镜、补偿透镜、反光棱镜后成像在目镜的焦平面上，用目镜观察在视场内即可看到清晰的金属组织，用于研究与分析。
观察好后需要投影或摄影时，将反光棱镜旋出，光线经照相目镜再一次成像，即可以在投影屏上得到清晰的像。
仪器结构与使用
XJL-02型立式金相显微镜总体由载物台、显微镜主体、垂直照明器、照明光源、摄影装置、变压器几部分组成。
载物台上有放置试样的场光圈，明场用玻璃场光圈，暗物用金属场光圈，每种场光圈均有Φ13mm、Φ21mm、Φ27mm三种规格。
弹簧压片主要是压制试样，以免试样移动左右两边的方头螺钉，主要用于调整载物台的机械中心与显微镜光轴重合。
指针主要用于指示载物台转动的角度。
支紧螺钉是为控制载物台的旋转而设，拧紧支紧螺钉载物台可以固定在任一角度位置，松开支紧螺钉，台面可以做360度旋转。
旋扭可以调整载物台作X方向或Y方向移动，移动的最大行程为10mm。
显微镜的主体部分在显微镜中心，载物台下方用插入式安装物镜。
与普通显微镜的物镜所不同之处为光源系统采用平场设计，所用物镜为平场消色差4X、10X、25X、40X、63X五种物镜，视场是有平面清晰的特点。
物镜与目镜配合后观察的总倍率为32X-1000X，照相倍率为32X-800X。
暗物场聚光镜共有两只，一只用于PC10X，一只用于PC25X的物镜，主要用于暗场观察用，暗场聚光镜是一个旋转抛物线面，其焦点刚好在试样表面上。
它的作用是将环形光束以大角度会降在试样表面上。
机械系统的粗微动机构分离，侧面靠后边的大手轮用做粗动调焦，在其旁边为粗动调焦锁紧螺丝，靠前面的是微动调焦手轮每格升降值为0.002mm。
靠近主体上方是五角棱镜变换手轮，在用目镜观察时，将五角棱镜旋入光程，作投影与摄影时将五角棱镜旋出光程。
XJL-02型立式金相显微镜采用的快门装置为T门"0"等号表示快门打开，按下此扭快门打开"0"符号表示快门关闭，按下此扭可将快门关闭。
在目镜筒座的下方是用于固定目镜筒的锁紧螺丝。
在垂直照明器部分装有平面半反射镜操纵杆。
作明场及偏光观察时推入平面半反射镜，作暗场观察时，由于平面半反射镜不起作用，所以将平面半反射镜拉出光路。
明暗场变换滑板的作用是当用暗场照明时，推入滑板利用锥形反光镜得到一束环状光束。
当使用明场照明时，拉出明暗场滑板，光线可以直接通过。
这是视场光栏，这颗是调节视物光栏中心用的滚花螺钉。
值得注意的是，从光源到视场光栏这一段光路，虽然和明场时的布局一样，但由于从视场光栏到试样这一段布局已完全改变了，因此在明场照明时的孔么光栏及视场光栏，对暗场照明来说，其作用的性质已经发生了变化。
明场时的孔径光栏在暗场照明时，其实质起视场光栏的作用，明场时的视场光栏在暗场时不能控制视场的大小，仅起控制环形光束粗细的作用。
产生偏振光的偏光镜叫起偏振镜，作用是把来自光源的自然光度成浅偏振光。
这需要借助手柄在一定的角度内转动，并通过目镜观察。
当转动起偏镜时，视场内光的
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