物鏡
物鏡是決定光學(xué)顯微鏡基本性能及功能的重要的光學(xué)單元。因此,為了滿(mǎn)足各種需求和應(yīng)用,我們研制出了有著佳光學(xué)性能和功能(這對(duì)光學(xué)顯微鏡而言也是重要的性能和功能)的物鏡,推出了能滿(mǎn)足不同使用目的多種物鏡產(chǎn)品。
基本上物鏡是按照用途、觀察方法、倍率、性能(像差校正)等進(jìn)行分類(lèi)。其中,按照像差校正來(lái)分類(lèi)的是顯微鏡物鏡*的分類(lèi)方法。
基本上物鏡是按照用途、觀察方法、倍率、性能(像差校正)等進(jìn)行分類(lèi)。其中,按照像差校正來(lái)分類(lèi)的是顯微鏡物鏡*的分類(lèi)方法。
1按照用途分類(lèi)
光學(xué)顯微鏡的用途大致分為“生物用”和“工業(yè)用”兩大類(lèi)。物鏡也可以按照這兩種用途,劃分為“生物用”物鏡和“工業(yè)用”物鏡。在生物用途中,一般是將生物標(biāo)本放置在載玻片上,并從上面用蓋玻片遮蓋固定。由于生物用物鏡需要透過(guò)蓋玻片觀察樣本,所以采用了考慮到蓋玻片的厚度(一般為0.17 mm)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而在工業(yè)用途中,一般是在屬礦物切片、半導(dǎo)體晶圓和電子零部件等標(biāo)本沒(méi)有被遮蓋的狀態(tài)下進(jìn)行觀察的。所以,工業(yè)用物鏡采用了物鏡前端和標(biāo)本之間沒(méi)有蓋玻片狀態(tài)的佳光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2按照觀察方法分類(lèi)
根據(jù)光學(xué)顯微鏡的用途開(kāi)發(fā)出了各種觀察方法,也開(kāi)發(fā)出了對(duì)應(yīng)這些觀察方法的物鏡??梢园凑沼^察方法劃分物鏡。例如,“反射暗視場(chǎng)用物鏡(內(nèi)部透鏡的周?chē)协h(huán)狀照明光路)”、“微分干涉用物鏡(減少透鏡內(nèi)部失真,優(yōu)化了與微分干涉棱鏡的光學(xué)特性組合)”、“熒光用物鏡(改善了近紫外線域的透射率)”、“偏振光用物鏡(程度減少了透鏡的內(nèi)部失真)”和“相位差用物鏡(內(nèi)置相位板)”等。
3按照倍率分類(lèi)
光學(xué)顯微鏡是在稱(chēng)為物鏡轉(zhuǎn)換器的裝置上安裝了多個(gè)物鏡。這樣,只要轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換器就可以把低倍率切換到高倍率,輕松完成倍率變換。所以一般是在物鏡轉(zhuǎn)換器上安裝一組不同倍率的物鏡。為此,物鏡的產(chǎn)品陣容由低倍率(5×、10×)、中倍率(20×、50×)和高倍率(100×)物鏡構(gòu)成。其中,特別是在高倍率產(chǎn)品中,為了得到高清晰成像,我們推出了在物鏡的前端與標(biāo)本之間填充合成油、水等折射率高的液體的液浸物鏡。另外,還推出了用于特殊用途的超低倍率(1.25×、2.5×)和超高倍率(150×)物鏡等。
4像差校正和物鏡的分類(lèi)
按照色差校正分類(lèi)(等級(jí))
根據(jù)軸色差(縱向色差)校正的程度,可以分為消色差、半消色差(Fluorite)、復(fù)消色差3個(gè)等級(jí)。產(chǎn)品陣容也按照普通到別排序,價(jià)格不同。
在軸色差校正中,校正了C線(紅:656.3 nm)和F線(藍(lán):486.1 nm)2種顏色的物鏡稱(chēng)為消色差透鏡(Achromat)。紅藍(lán)2色以外的光線(一般以紫色的g線為對(duì)象:435.8 nm)在離開(kāi)焦平面的面上聚焦,這個(gè)g線稱(chēng)為2級(jí)光譜。色差校正范圍達(dá)到這個(gè)2級(jí)光譜的物鏡稱(chēng)為復(fù)消色差透鏡(Apochromat)。也就是說(shuō),復(fù)消色差透鏡是對(duì)3色(C線、F線、g線)進(jìn)行軸色差校正的物鏡。下圖以波像差表示了消色差透鏡和復(fù)消色差透鏡在色差校正上的不同。由此圖可以看出,與消色差透鏡相比,復(fù)消色差透鏡可以在更廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)校正色差。
色差校正的比較(消色差透鏡和復(fù)消色差透鏡)
另一方面,該2級(jí)光譜(g線)的色差校正程度,被設(shè)定在消色差透鏡和復(fù)消色差透鏡的中間的物鏡,稱(chēng)為半消色差透鏡(或稱(chēng)Fluorite)。
顯微鏡物鏡的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,一般來(lái)說(shuō)N.A.越大,或者倍率越大,2級(jí)光譜的軸色差校正就越難。不僅如此,由于軸色差以外的各種像差以及正弦條件都必須校正,所以難度更大。為此,越是高倍率的復(fù)消色差物鏡,就需要越多的像差校正透鏡,甚有使用了超過(guò)15枚透鏡的物鏡。為了的校正2級(jí)光譜,有效的做法是將2級(jí)光譜色散較少的“異常色散玻璃”用于透鏡組中效果較強(qiáng)的凸透鏡。該異常色散玻璃的代表是螢石(CaF2),雖然螢石的加工比較困難,但是長(zhǎng)久以來(lái)一直被用于復(fù)消色差透鏡。近開(kāi)發(fā)出了異常色散性與螢石非常接近的光學(xué)玻璃,加工性也得到了改善,逐漸取代螢石成為主流。
按照?qǐng)?/b>曲校正分類(lèi)
在顯微鏡的使用中,照片拍攝和電視攝像機(jī)的拍攝越來(lái)越普通,對(duì)鮮明的全視場(chǎng)影像的要求也越來(lái)越多。因此,能校正場(chǎng)曲的平面(Plan)物鏡逐漸成為主流。在校正場(chǎng)曲時(shí),需要將光學(xué)系統(tǒng)的匹茲堡(Petzval)曲率設(shè)計(jì)為0,而倍率越高的物鏡其校正越難(難以與其他各種像差校正并存)。被校正過(guò)的物鏡上,前端的鏡片組為較強(qiáng)凹下形狀,而后端的鏡片組的構(gòu)成也為強(qiáng)凹下形狀,這是透鏡類(lèi)型上的特征。
相關(guān)產(chǎn)品
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