Introduktion till klassificering av mikroskopobjektiv
Klassificering efter syfte
Tillämpningarna av optiska mikroskop är grovt indelade i två kategorier: "biologisk användning" och "industriell användning". Objektiva linser kan också delas in i "biologiska
"Använd" objektivlins och "industriell" objektiv. I biologiska applikationer placeras biologiska prover vanligtvis på ett objektglas och täcks med ett täckglas ovanifrån för att fixera det. Eftersom den biologiska objektivlinsen måste observera provet genom täckglaset, så är det optiska systemet utformat med hänsyn till täckglasets tjocklek (vanligtvis 0.17 mm). I industriella tillämpningar utförs observation i allmänhet utan att täcka prover som skivor av metallmineraler, halvledarskivor och elektroniska delar. Därför antar den industriella objektivlinsen den optimala optiska systemdesignen i det tillstånd där det inte finns något täckglas mellan den främre änden av objektivlinsen och provet.
Klassificering efter observationsmetod
Olika observationsmetoder har utvecklats i enlighet med tillämpningen av det optiska mikroskopet, och dedikerade mål som motsvarar dessa observationsmetoder har också utvecklats. Objektiva linser kan delas in enligt observationsmetoden. Till exempel, "objektiv lins för reflekterande mörkt fält (med en ringformad belysningsljusbana runt den inre linsen)", "objektiv lins för differentiell interferens (minskar inre distorsion av linsen och optimerar kombinationen av optiska egenskaper med en differential). interferensprisma)", "objektiv lins för fluorescens (förbättrad transmittans i det nära-ultravioletta området)", "polarisationsobjektivlins (intern linsförvrängning reduceras kraftigt)", och "fasskillnadsobjektivlins (inbyggd fasplatta)" , etc.
Klassificerad efter förstoring
Optiska mikroskop har flera objektiv monterade på en enhet som kallas nospiece. På detta sätt kan den låga förstoringen växlas till den höga förstoringen bara genom att vrida objektivets roterande lins, och förstoringsändringen kan enkelt genomföras. Därför installeras vanligtvis en grupp objektivlinser med olika förstoringar på objektivlinsomvandlaren. För detta ändamål består sortimentet av objektivlinser av objektiv med låg förstoring (5×, 10×), medelstor förstoring (20×, 50×) och hög förstoring (100×). Bland dem, särskilt i produkter med hög förstoring, har vi för att erhålla högupplöst bildbehandling introducerat vätskesänkningsobjektiv som är fyllda med speciella vätskor såsom syntetisk olja och vatten med högt brytningsindex mellan den främre änden av objektivlinsen och exemplaret. Dessutom finns objektiv med ultralåg förstoring (1,25×, 2,5×) och ultrahög förstoring (150×) för speciella ändamål.
Aberrationskorrigering och klassificering av objektiva linser
Enligt klassificeringen (nivån) av kromatisk aberrationskorrigering, enligt graden av axiell kromatisk aberration (longitudinell kromatisk aberration) korrigering, kan den delas in i tre nivåer: akromatisk, semiapokromatisk (fluorit) och apokromatisk. Produktsortimentet är också sorterat från normal nivå till hög nivå, med olika priser.
Vid korrigering av axiell kromatisk aberration kallas en objektivlins som korrigerar två färger av C-linjen (röd: 656,3 nm) och F-linjen (blå: 486,1 nm) en akromatlins (Achromat). Andra ljusstrålar än röda och blå (vanligtvis den lila g-linjen: 435,8 nm) fokuseras på planet bort från fokalplanet, och denna g-linje kallas andra ordningens spektrum. Objektivlinsen vars kromatisk aberrationskorrigeringsområde når detta andra ordningens spektrum kallas en apochromatlins (Apochromat). Med andra ord är en apochromatlins en objektivlins som korrigerar axiell kromatisk aberration för tre färger (C-linje, F-linje och g-linje). Figuren nedan visar skillnaden i kromatisk aberrationskorrigering mellan en akromat och en apokromat i termer av vågaberration. Som framgår av denna figur kan en apokromat korrigera kromatisk aberration över ett bredare våglängdsområde än en akromat.
Jämförelse av kromatisk aberrationskorrigering (akromater och apokromater)
Å andra sidan ställs graden av kromatisk aberrationskorrigering av andra ordningens spektrum (g-linje) in i mitten av akromatlinsen och apokromatlinsen, som kallas en semi-akromatlins (eller fluorit).
I utformningen av det optiska systemet för mikroskopobjektivlinsen, generellt sett, ju större NA, eller ju större förstoring, desto svårare är det att korrigera den axiella kromatiska aberrationen i andra ordningens spektrum. Inte bara det, utan det är svårare eftersom olika aberrationer förutom axiell kromatisk aberration och sinusformade förhållanden måste korrigeras. Av denna anledning, ju högre förstoring den apokromatiska objektivlinsen har, desto fler aberrationskorrigeringslinser krävs, och vissa objektiv använder till och med mer än 15 linser. För att korrekt korrigera andra ordningens spektrum är det effektivt att använda det "onormala dispersionsglaset" med mindre spridning av andra ordningens spektrum för den starkare konvexa linsen i linsgruppen. Representanten för detta onormala dispersionsglas är fluorit (CaF2). Även om fluorit är svårt att bearbeta, har det använts för apochromatlinser under lång tid. Det nyutvecklade optiska glaset med avvikande spridning mycket nära den för fluorit har förbättrat bearbetbarheten och har gradvis ersatt fluorit som huvudströmmen.
Klassificering efter fältkurvaturkorrigering Vid användning av mikroskop blir fototagning och TV-kamerafotografering allt vanligare och det ställs allt fler krav på skarpa helfältsbilder. Därför har planobjektivlinser som exakt kan korrigera fältkrökningen gradvis blivit vanliga. Vid korrigering av fältkrökning är det nödvändigt att utforma Pittsburgh (Petzval)-krökningen för det optiska systemet så att den är 0, och ju högre förstoring objektivlinsen har, desto svårare är det att korrigera (svårt att samexistera med andra olika aberrationskorrigeringar). I den korrigerade objektivlinsen har den främre linsgruppen en starkt konkav form, och den bakre linsgruppens sammansättning är också starkt konkav, vilket är ett kännetecken för linstypen.
