Ознайомлення з класифікацією об’єктивів мікроскопів
Класифікація за призначенням
Застосування оптичних мікроскопів умовно поділяється на дві категорії: «біологічне використання» та «промислове використання». Об'єктиви також можна розділити на «біологічні».
«Використовуйте» об’єктив і «промисловий» об’єктив. У біологічних застосуваннях біологічні зразки, як правило, поміщають на предметне скло та накривають зверху покривним склом, щоб закріпити його. Оскільки лінза біологічного об’єктива повинна спостерігати за зразком через покривне скло, оптична система розроблена з урахуванням товщини покривного скла (зазвичай 0.17 мм). У промисловому застосуванні спостереження, як правило, виконується без покриття зразків, таких як шматочки металевих мінералів, напівпровідникові пластини та електронні частини. Таким чином, лінза промислового об’єктива приймає оптимальну конструкцію оптичної системи в стані, коли між передньою частиною лінзи об’єктива та зразком немає покривного скла.
Класифікація за методом спостереження
Відповідно до застосування оптичного мікроскопа були розроблені різні методи спостереження, а також були розроблені спеціальні об’єктиви, що відповідають цим методам спостереження. Об'єктиви можна розділити за способом спостереження. Наприклад, «об’єктив для темного поля, що відбиває (з кільцеподібним світловим шляхом освітлення навколо внутрішньої лінзи)», «об’єктив для диференціальної інтерференції (зменшує внутрішнє спотворення лінзи та оптимізує поєднання оптичних характеристик із диференціальним інтерференційна призма)», «об’єктив для флуоресценції (покращений коефіцієнт пропускання в ближньому ультрафіолетовому діапазоні)», «поляризаційний об’єктив (внутрішнє викривлення лінзи значно зменшено)» та «об’єктив з різницею фаз (вбудована фазова пластина)» і т.д.
Класифікується за збільшенням
Оптичні мікроскопи мають кілька лінз об’єктивів, встановлених на пристрої, який називається наконечником. Таким чином, низьке збільшення можна переключити на велике збільшення, просто повернувши поворотну лінзу об’єктива, і зміну збільшення можна легко завершити. Тому на перетворювач об’єктивів, як правило, встановлюється група об’єктивів з різним збільшенням. З цією метою модельний ряд об’єктивів складається з об’єктивів із малим збільшенням (5×, 10×), середнім збільшенням (20×, 50×) і великим збільшенням (100×). Серед них, особливо в продуктах із великим збільшенням, щоб отримати зображення високої чіткості, ми представили рідинні імерсійні об’єктиви, наповнені спеціальними рідинами, такими як синтетична олія та вода, з високим показником заломлення між передньою частиною лінзи об’єктива та об’єктивом. зразок. Крім того, також доступні лінзи для спеціальних цілей із наднизьким збільшенням (1,25 ×, 2,5 ×) і надвисоким (150 ×) збільшенням.
Корекція аберації та класифікація об'єктивів
Відповідно до класифікації (рівня) корекції хроматичної аберації, відповідно до ступеня корекції осьової хроматичної аберації (поздовжньої хроматичної аберації), її можна розділити на три рівні: ахроматичний, напівапохроматичний (флюорит) і апохроматичний. Лінійка продуктів також відсортована від нормального до високого рівня з різними цінами.
У корекції осьової хроматичної аберації лінза об’єктива, яка коригує два кольори лінії C (червоний: 656,3 нм) і лінії F (синій: 486,1 нм), називається ахроматною лінзою (Achromat). Світлові промені, відмінні від червоного та синього (зазвичай фіолетова g-лінія: 435,8 нм), фокусуються на площині, віддаленій від фокальної площини, і ця g-лінія називається спектром другого порядку. Об’єктив, діапазон корекції хроматичної аберації якого досягає цього спектру другого порядку, називається апохроматним об’єктивом (Apochromat). Іншими словами, апохроматна лінза — це об’єктив, який коригує осьову хроматичну аберацію для трьох кольорів (C-лінія, F-лінія та g-лінія). На малюнку нижче показано різницю в корекції хроматичної аберації між ахроматом і апохроматом з точки зору хвильової аберації. Як видно з цього малюнка, апохромат може виправляти хроматичну аберацію в більш широкому діапазоні довжин хвиль, ніж ахромат.
Порівняння корекції хроматичної аберації (ахромати та апохромати)
З іншого боку, ступінь корекції хроматичної аберації спектру другого порядку (g-лінія) встановлюється в середині ахроматної лінзи та апохроматної лінзи, яка називається напівахроматною лінзою (або флюоритом).
У конструкції оптичної системи об’єктива мікроскопа, загалом кажучи, чим більше NA або чим більше збільшення, тим важче виправити осьову хроматичну аберацію спектру другого порядку. Крім того, це ще складніше, оскільки необхідно виправляти різні аберації, крім осьової хроматичної аберації та синусоїдальних умов. З цієї причини, чим вище збільшення апохроматичного об’єктива, тим більше потрібно лінз для корекції аберацій, а деякі об’єктиви навіть використовують більше 15 лінз. Для точної корекції спектра другого порядку ефективним є використання «скла з аномальною дисперсією» з меншою дисперсією спектра другого порядку для сильнішої опуклої лінзи в групі лінз. Представником цього ненормального дисперсійного скла є флюорит (CaF2). Незважаючи на те, що флюорит важко піддається обробці, він давно використовується для виготовлення апохроматних лінз. Нещодавно розроблене оптичне скло з аномальною дисперсією, дуже близькою до дисперсії флюориту, покращило оброблюваність і поступово замінило флюорит як основну течію.
Класифікація за корекцією кривизни поля Під час використання мікроскопів фотозйомка та зйомка телевізійними камерами стає все більш поширеною, і з’являється все більше вимог до чітких повнопольних зображень. Тому планові об’єктиви, які можуть точно коригувати кривизну поля, поступово стали основними. Під час корекції кривизни поля необхідно проектувати кривизну Піттсбурга (Пецваля) оптичної системи як 0, і чим вище збільшення лінзи об’єктива, тим важче її виправити (важко співіснувати з інші різноманітні виправлення аберацій). У скоригованій лінзі об’єктива передня група лінз має сильно увігнуту форму, а композиція задньої групи лінз також сильно увігнута, що є характеристикою типу лінзи.
