Знакомство с объективами

Объектив является важным оптическим компонентом микроскопа.Он выполняет первый этап увеличения объекта, влияя тем самым на качество изображения и различные оптические технические параметры. Объектив имеет сложную конструкцию и состоит из нескольких групп линз, закрепленных в оправе объектива. Каждая группа линз состоит из серии линз с разными параметрами. Несколько групп линз взаимодействуют друг с другом для эффективной коррекции аберрации объектива. объектив.

1. Тип объектива

1.1 Классификация по цветовому различию

Ахроматический объектив: он может корректировать только осевую хроматическую аберрацию красного и синего света, а также корректировать сферическую аберрацию и параксиальную точечную кому.Это обычный объектив с относительно простой конструкцией, который часто используется в средних и низких условиях. уровневые микроскопы.

Апохроматический объектив: структура апохроматического объектива сложна. Линза изготовлена ​​из специального стекла или флюорита и других материалов. На внешней оболочке объектива имеется маркировка «APO». Этот объектив может не только корректировать хроматическую аберрацию. красного, зеленого и синего света . И может устранить остаточную хроматическую аберрацию и исправить сферическую аберрацию красного и синего света. Благодаря чрезвычайно полной коррекции различных аберраций он имеет большую числовую апертуру, чем ахроматический объектив с кратностью отклика, что не только обеспечивает высокое разрешение и превосходное качество изображения, но и более высокое эффективное увеличение. Таким образом, апохроматические объективы обладают высокой производительностью и подходят для передовой исследовательской микроскопии и микрофотографии. При наблюдениях следует использовать компенсационные окуляры, иначе качество изображения снизится.

Полуапохроматический объектив: Полуапохроматический объектив — это тип объектива, также известный как объектив из плавикового шпата. На внешней оболочке объектива имеется маркировка « FL ». С точки зрения конструкции количество линз больше, чем у ахроматического объектива, и меньше, чем у апохроматического объектива. С точки зрения качества изображения оно намного лучше чем ахроматический объектив и близок к апохроматическому объективу.

1.2 Классификация по плоскостности поля изображения

Конструкция план-объектива относительно сложна: для исправления дефекта кривизны поля к линзовой системе объектива добавлена ​​толстая полумесяцная линза. Объективы Plan Field имеют плоское поле зрения, большее поле зрения и большее рабочее расстояние, чем обычные объективы, поэтому они подходят для передовой исследовательской микроскопии и микрофотографии.

План-ахроматический объектив: корпус план-ахроматического объектива отмечен надписью « PLAN ». Он использует сложную структуру из нескольких комбинаций линз для эффективной коррекции астигматизма и кривизны поля и решает проблему неравномерной четкости поля зрения ахроматического объектива. линзы. . Планахроматические объективы все еще имеют остаточную хроматическую аберрацию. Если их хроматическая аберрация по вертикальной оси составляет менее 1% , их можно использовать без окуляров, компенсирующих коррекцию хроматической аберрации; если их хроматическая аберрация по вертикальной оси составляет более 1% и менее 2,5% , они необходимо использовать с компенсационными окулярами.

План-апохроматический объектив: на корпусе план-апохроматического объектива выгравировано « Plan Apo », которое корректирует осевую хроматическую аберрацию, астигматизм и кривизну поля трех спектральных линий: красной, желтой и синей. Это лучшая форма апохроматического объектива. Объектив микроскопа, все поле зрения плоское и четкое.

План-полуапохроматический объектив: на корпусе план-полуапохроматического объектива выгравировано « Plan FL ». Ахроматические характеристики находятся между показателями план-апохроматического объектива и план-апохроматического объектива. Обычно флюорит ( CaF) используется ₂ ) Материал, также известный как объектив из флюорита.

Объективы плана также включают более продвинутые объективы ультраплана (на корпусе выгравирована надпись S Plan ) и апохроматические объективы ультраплана (на корпусе выгравирована надпись S Plan Apo ).

1.3 Классификация по особенностям

Объективы, разработанные и изготовленные для достижения определенных эффектов наблюдения, называются специальными объективами. В основном включают следующие категории:

Объектив без напряжений: на корпусе объектива без напряжений выгравировано « PO » или « POL », что исключает возникновение напряжений во время сборки объектива. Его можно использовать в качестве объектива для обнаружения поляризации пропускания для достижения лучшей поляризации. результаты микроскопического исследования.

Объектив с большим рабочим расстоянием: Объектив с большим рабочим расстоянием разработан и изготовлен для микроскопического исследования тканевых культур, суспензий и других материалов. Объекты, подлежащие наблюдению, такие как тканевая культура и суспензия, помещаются в чашку Петри или культуральную бутылку.Только рабочее расстояние объектива достаточно велико, чтобы удовлетворить требования микроскопического исследования вышеупомянутых наблюдаемых объектов.

2. Основные технические параметры объектива.

Эффективное фокусное расстояние: эффективное фокусное расстояние объектива, расстояние от главной плоскости объектива до фокуса, выраженное f .

Числовая апертура: числовая апертура объектива используется для измерения угла приема объектива, выражаемого как NA . Следующая формула представляет собой формулу расчета NA , где n — показатель преломления между линзой объектива и наблюдаемым объектом, а θ — половина максимального угла приема объектива.

NA=n·sin(θ)

Разрешение: Разрешение объектива относится к минимальному расстоянию между двумя точками объекта, которое может различить объектив, и обозначается σ . Формула расчета разрешения объектива следующая, где λ — длина волны используемого света.

σ=0,61λ/NA

Увеличение: Увеличение объектива относится к способности самого объектива увеличивать объект в несколько раз, представленному М. Формула увеличения объектива следующая: где L — длина оптического ствола, а f — фокусное расстояние объектива. Из следующей формулы видно, что увеличение объектива связано с длиной оправы объектива: чем длиннее оправа объектива, тем больше увеличение, но при этом качество изображения ухудшится, поэтому длина Длина оправы объектива не может быть изменена по желанию.Стандартная длина оправы международных микроскопов фиксирована и составляет 160 мм , в Федеральной Германии Левиц раньше была 170 мм , это число обычно выгравировано на корпусе объектива.

М=Л/ж

Рабочее расстояние: Рабочее расстояние относится к расстоянию от передней поверхности объектива до поверхности наблюдаемого образца. Как правило, чем больше увеличение, тем меньше рабочее расстояние.

Парфокальное расстояние: Парфокальное расстояние относится к расстоянию от позиционирующей поверхности корпуса объектива до поверхности объекта, когда фокус выровнен.

Номер поля: обычно относится к окуляру, а не к объективу. Номер поля зрения, указанный на объективах Olympus и других производителей, относится к полю изображения объектива.

3. Базовая конструкция корпуса объектива и значение логотипа.

К основным компонентам корпуса объектива относятся резьба, плечи объектива, площадки для маркировки, кольца идентификации увеличения, а некоторые объективы также имеют корректирующие кольца, встроенные диафрагмы и т. д. Различные цвета кольца идентификации увеличения соответствуют разным увеличениям. Если это объектив с водной или масляной иммерсией, под кольцом идентификации увеличения может быть цветное кольцо. Конкретные значения различных цветов см. в Таблице 1 . Функция корректирующего кольца — компенсировать ошибки визуализации, вызванные покровными стеклами разной толщины. Встроенная диафрагма сохраняет фон темным, что делает ее идеальной для съемки в темном поле. На рисунке ниже представлена ​​принципиальная схема конструкции корпуса планового полуапохроматического объектива OLYMPUS UPLFLN60X .

Таблица 1 Значения различных цветов

Логотипы объективов разных производителей немного различаются.Значения основных идентификационных символов следующие: ахроматические объективы не имеют символа, апохроматические объективы имеют на корпусе выгравированную надпись «Апо» или «Апохроматический», полу- На апохроматических объективах выгравировано « FL» , « Neofluar » или « Fluorite », а на линзах плоского объектива выгравировано « PLAN » ( план апохромат ) , « Plan Apo » (план апохромат), « Plan FL » (план апохромат) . план полуапохромата ) ) , «PL ( широкое поле зрения, плоское поле )» , « Эпиплан ( отраженный свет, специальное плоское поле ) » и другие слова; на сухом объективе нет символа, на водоиммерсионном объективе выгравировано слова « W » или « Water », а на масляно-иммерсионных объективах выгравированы « Oil », « Oel », « HI », « imm » и другие слова, на водо- и масляно-погружаемых объективах выгравированы «Oil», «Oel», «HI», «imm». W+Oil »; на погружных в дийодметан объективах выгравировано « Meth-iodide » или « Mmethyleniodide », на глицериновом погружении выгравировано « Glyz » или « Glyc » и т. д.; B означает объектив светлого поля, BD означает объектив светлого и темного поля, BDP означает светлое и темное поле и поляризацию, PH означает фазовый контраст или объектив Хоффмана; LCD означает красный / ультрафиолетовый объектив с регулировкой диафрагмы и объективом с корректирующей крышкой, DIC означает объектив с дифференциальным интерференционным контрастом , WD означает рабочее расстояние, « 20X/1,0» означает увеличение в 20 раз /NA1.0 , «∞» означает коррекцию на бесконечность.