Johdatus mikroskoopin objektiivien luokitteluun
Luokittelu tarkoituksen mukaan
Optisten mikroskooppien sovellukset jaetaan karkeasti kahteen luokkaan: "biologinen käyttö" ja "teollinen käyttö". Objektiiviset linssit voidaan jakaa myös "biologisiin
"Käytä" objektiivilinssiä ja "teollista" objektiivilinssiä. Biologisissa sovelluksissa biologiset näytteet asetetaan yleensä lasilevylle ja peitetään kansilasilla ylhäältä sen kiinnittämiseksi. Koska biologisen objektiivin linssin on tarkkailtava näytettä suojalasin läpi, joten Optinen järjestelmä on suunniteltu ottaen huomioon suojalasin paksuus (yleensä 0,17 mm). Teollisissa sovelluksissa havainnointi suoritetaan yleensä peittämättä näytteitä, kuten metallimineraalien viipaleita, puolijohdekiekkoja ja elektronisia osia. Siksi teollinen objektiivilinssi ottaa käyttöön optimaalisen optisen järjestelmän tilassa, jossa objektiivin etuosan ja näytteen välissä ei ole suojalasia.
Luokittelu havaintomenetelmän mukaan
Optisen mikroskoopin sovelluksen mukaan on kehitetty erilaisia havaintomenetelmiä ja myös näitä havainnointimenetelmiä vastaavia omistettuja tavoitteita. Objektiivit voidaan jakaa havaintomenetelmän mukaan. Esimerkiksi "objektiivilinssi heijastavaa tummaa kenttää varten (renkaan muotoinen valaistusvalopolku sisälinssin ympärillä)", "objektiivilinssi differentiaalista häiriötä varten (vähentää linssin sisäistä vääristymistä ja optimoi optisten ominaisuuksien yhdistelmän differentiaalin kanssa häiriöprisma)", "fluoresenssiobjektiivi (parempi läpäisykyky lähes ultraviolettialueella)", "polarisaatioobjektiivi (linssin sisäinen vääristymä vähenee huomattavasti)" ja "vaihe-eroobjektiivi (sisäänrakennettu vaihelevy)" , jne.
Luokiteltu suurennuksen mukaan
Optisissa mikroskoopeissa on useita objektiivilinssejä, jotka on asennettu laitteeseen, jota kutsutaan nenäkappaleeksi. Näin pieni suurennus voidaan vaihtaa suureen suurennoksi vain kääntämällä objektiivin pyörivää linssiä ja suurennuksen vaihto voidaan suorittaa helposti. Siksi objektiivimuuntimeen asennetaan yleensä joukko objektiivilinssejä eri suurennoksilla. Tätä tarkoitusta varten objektiivilinssien valikoima koostuu matalan suurennoksen (5×, 10×), keskisuuren suurennoksen (20×, 50×) ja suuren suurennuksen (100×) objektiiveista. Niiden joukossa, erityisesti korkean suurennoksen tuotteissa, teräväpiirtokuvan saamiseksi olemme ottaneet käyttöön nesteimmersioobjektiivit, jotka on täytetty erityisillä nesteillä, kuten synteettisellä öljyllä ja vedellä, jolla on korkea taitekerroin objektiivin etuosan ja objektiivin väliin. näyte. Lisäksi saatavilla on myös erittäin pienen suurennoksen (1,25×, 2,5×) ja erittäin suuren suurennoksen (150×) objektiivit erikoistarkoituksiin.
Aberraation korjaus ja objektiivilinssien luokitus
Kromaattisen aberraatiokorjauksen luokituksen (tason) ja aksiaalisen kromaattisen aberraation (pitkittäisen kromaattisen aberraation) korjauksen asteen mukaan se voidaan jakaa kolmeen tasoon: akromaattinen, semiapokromaattinen (fluoriitti) ja apokromaattinen. Tuotevalikoima on myös lajiteltu normaalilta korkealle tasolle eri hinnoin.
Aksiaalisen kromaattisen aberraation korjauksessa objektiivilinssiä, joka korjaa kahta väriä C-viivasta (punainen: 656,3 nm) ja F-viivasta (sininen: 486,1 nm), kutsutaan akromaattilinssiksi (Achromat). Muut kuin punaiset ja siniset valonsäteet (yleensä violetti g-viiva: 435,8 nm) fokusoituvat polttotasosta poispäin olevalle tasolle, ja tätä g-linjaa kutsutaan toisen asteen spektriksi. Objektiivia, jonka kromaattisen aberraation korjausalue saavuttaa tämän toisen asteen spektrin, kutsutaan apokromaattilinssiksi (Apochromat). Toisin sanoen apokromaattilinssi on objektiivi, joka korjaa aksiaalisen kromaattisen poikkeaman kolmelle värille (C-line, F-line ja g-line). Alla oleva kuva näyttää eron kromaattisen aberraation korjauksessa akromaatin ja apokromaatin välillä aaltopoikkeaman suhteen. Kuten tästä kuvasta voidaan nähdä, apokromaatti voi korjata kromaattista poikkeamaa laajemmalla aallonpituusalueella kuin akromaatti.
Kromaattisten poikkeamien korjauksen vertailu (akromaatit ja apokromaatit)
Toisaalta toisen asteen spektrin (g-viiva) kromaattisen aberraation korjauksen aste asetetaan akromaattilinssin ja apokromaattilinssin keskelle, jota kutsutaan puoliakromaattiseksi linssiksi (tai fluoriitiksi).
Mikroskoopin objektiivilinssin optisen järjestelmän suunnittelussa yleisesti ottaen mitä suurempi NA tai mitä suurempi suurennus, sitä vaikeampaa on korjata toisen kertaluvun spektrin aksiaalista kromaattista aberraatiota. Ei vain sitä, vaan se on vaikeampaa, koska useita muita poikkeamia kuin aksiaalinen kromaattinen poikkeama ja sinimuotoiset olosuhteet on korjattava. Tästä syystä mitä suurempi apokromaattisen objektiivilinssin suurennus on, sitä enemmän tarvitaan poikkeamankorjauslinssejä, ja joissakin objektiiveissa käytetään jopa yli 15 linssiä. Toisen asteen spektrin korjaamiseksi tarkasti on tehokasta käyttää "epänormaalia dispersiolasia", jossa toisen kertaluvun spektrin hajonta on pienempi linssiryhmän vahvemmalle kuperalle linssille. Tämän epänormaalin dispersiolasin edustaja on fluoriitti (CaF2). Vaikka fluoriittia on vaikea käsitellä, sitä on käytetty apokromaattilinsseissä pitkään. Äskettäin kehitetty optinen lasi, jonka epänormaali dispersio on hyvin lähellä fluoriittia, on parantanut työstettävyyttä ja on vähitellen korvannut fluoriitin valtavirtana.
Luokittelu kentän kaarevuuden korjauksen mukaan Mikroskooppien käytössä valokuvaaminen ja tv-kamerakuvaus ovat yleistymässä ja vaatimuksia terävälle täyskentän kuvalle on yhä enemmän. Siksi kentän kaarevuuden tarkasti korjaavat suunnitelmaobjektiivit ovat vähitellen yleistyneet. Kentän kaarevuutta korjattaessa on tarpeen suunnitella optisen järjestelmän Pittsburgh (Petzval) kaarevuus muotoon 0, ja mitä suurempi objektiivilinssin suurennus on, sitä vaikeampi on korjata (vaikeaa rinnakkain olemassaolon kanssa). muut erilaiset aberraatiokorjaukset). Korjatussa objektiivilinssissä etulinssiryhmä on muodoltaan vahvasti kovera, ja myös takalinssiryhmän koostumus on linssityypille tyypillistä voimakkaasti kovera.
