Introducere în clasificarea obiectivelor microscopului
Clasificarea după scop
Aplicațiile microscoapelor optice sunt împărțite aproximativ în două categorii: „utilizare biologică” și „utilizare industrială”. Lentilele obiective pot fi, de asemenea, împărțite în „biologice
„Utilizați” obiectiv obiectiv și obiectiv „industrial”. În aplicațiile biologice, specimenele biologice sunt în general plasate pe o lamă de sticlă și acoperite cu o sticlă de acoperire de sus pentru a o fixa. Deoarece obiectivul biologic trebuie să observe proba prin capacul de sticlă, sistemul optic este proiectat ținând cont de grosimea capacului de sticlă (în general 0,17 mm). În aplicațiile industriale, observarea este în general efectuată fără a acoperi specimene, cum ar fi felii de minerale metalice, plachete semiconductoare și părți electronice. Prin urmare, obiectivul industrial adoptă designul optim al sistemului optic în starea în care nu există sticlă de acoperire între capătul frontal al lentilei obiectiv și specimen.
Clasificarea prin metoda de observare
Au fost dezvoltate diverse metode de observare în funcție de aplicarea microscopului optic și au fost dezvoltate și obiective dedicate corespunzătoare acestor metode de observare. Lentilele obiective pot fi împărțite în funcție de metoda de observare. De exemplu, „lentila obiectivă pentru câmp întunecat reflectorizant (cu o cale de iluminare în formă de inel în jurul lentilei interioare)”, „lentila obiectivă pentru interferență diferențială (reduce distorsiunea internă a lentilei și optimizează combinația de caracteristici optice cu un diferenţial). prismă de interferență), „lentilă obiectivă pentru fluorescență (transmitanță îmbunătățită în regiunea aproape ultravioletă)”, „lentila obiectiv de polarizare (distorsiunea internă a lentilei este mult redusă)” și „lentila obiectiv cu diferență de fază (placă de fază încorporată)” , etc.
Clasificat după mărire
Microscoapele optice au lentile obiective multiple montate pe un dispozitiv numit piesa nasului. În acest fel, mărirea scăzută poate fi comutată la mărirea mare doar prin rotirea obiectivului rotativ, iar modificarea măririi poate fi finalizată cu ușurință. Prin urmare, pe convertorul obiectivului sunt instalate în general un grup de lentile obiective cu măriri diferite. În acest scop, gama de obiective constă din obiective cu mărire redusă (5×, 10×), mărire medie (20×, 50×) și obiective cu mărire mare (100×). Printre acestea, în special în produsele de înaltă mărire, pentru a obține imagini de înaltă definiție, am introdus obiective de imersie în lichid care sunt umplute cu lichide speciale precum ulei sintetic și apă cu indice de refracție ridicat între capătul frontal al lentilei obiectivului și specimenul. În plus, sunt disponibile și obiective cu mărire ultra-scăzută (1,25×, 2,5×) și cu mărire ultra-înaltă (150×) pentru scopuri speciale.
Corectarea aberațiilor și clasificarea lentilelor obiective
În funcție de clasificarea (nivelul) de corecție a aberației cromatice, în funcție de gradul de corectare a aberației cromatice axiale (aberația cromatică longitudinală), aceasta poate fi împărțită în trei niveluri: acromatic, semiapocromatic (Fluorit) și apocromatic. Gama de produse este, de asemenea, sortată de la nivel normal la nivel înalt, cu prețuri diferite.
În corecția aberației cromatice axiale, o lentilă obiectiv care corectează două culori ale liniei C (roșu: 656,3 nm) și liniei F (albastru: 486,1 nm) se numește lentilă acromatică (Achromat). Razele de lumină, altele decât roșu și albastru (în general linia g violet: 435,8 nm) sunt focalizate pe planul îndepărtat de planul focal, iar această linie g se numește spectru de ordinul doi. Obiectivul al cărui interval de corecție a aberației cromatice atinge acest spectru de ordinul doi se numește lentilă apocromatică (Apochromat). Cu alte cuvinte, o lentilă apocromatică este o lentilă obiectivă care corectează aberația cromatică axială pentru trei culori (linia C, linia F și linia g). Figura de mai jos arată diferența de corecție a aberației cromatice dintre un acromat și un apocromat în ceea ce privește aberația undelor. După cum se poate observa din această figură, un apocromat poate corecta aberația cromatică pe o gamă mai largă de lungimi de undă decât un acromat.
Comparație între corecția aberației cromatice (acromatice și apocromate)
Pe de altă parte, gradul de corecție a aberației cromatice a spectrului de ordinul doi (linia g) este stabilit în mijlocul lentilei acromate și a lentilei apocromatice, care se numește lentilă semi-acromatică (sau Fluorit).
În proiectarea sistemului optic al lentilei obiectivului microscopului, în general, cu cât NA este mai mare sau cu cât mărirea este mai mare, cu atât este mai dificilă corectarea aberației cromatice axiale a spectrului de ordinul doi. Nu numai atât, dar este mai dificil, deoarece diferite aberații, altele decât aberația cromatică axială și condițiile sinusoidale, trebuie corectate. Din acest motiv, cu cât mărirea obiectivului apocromatic este mai mare, cu atât sunt necesare mai multe lentile de corectare a aberațiilor, iar unele obiective folosesc chiar și mai mult de 15 lentile. Pentru a corecta cu precizie spectrul de ordinul doi, este eficient să folosiți „sticlă de dispersie anormală” cu o dispersie mai mică a spectrului de ordinul doi pentru lentila convexă mai puternică din grupul de lentile. Reprezentantul acestei sticle de dispersie anormală este fluoritul (CaF2). Deși fluoritul este dificil de prelucrat, a fost folosit pentru lentile apocromate de mult timp. Sticla optică nou dezvoltată cu dispersie anormală foarte apropiată de cea a fluoritului a îmbunătățit lucrabilitatea și a înlocuit treptat fluoritul ca curent principal.
Clasificarea după corectarea curburii câmpului În utilizarea microscoapelor, fotografierea și fotografierea cu camera TV devin din ce în ce mai frecvente și există din ce în ce mai multe cerințe pentru imagini clare în câmp complet. Prin urmare, obiectivele de planificare care pot corecta cu acuratețe curbura câmpului au devenit treptat mainstream. La corectarea curburii câmpului, este necesar să se proiecteze curbura Pittsburgh (Petzval) a sistemului optic să fie 0, iar cu cât mărirea lentilei obiectivului este mai mare, cu atât este mai dificil de corectat (dificil de coexistat cu alte diverse corecții de aberație). În obiectivul corectat, grupul de lentile din față are o formă puternic concavă, iar compoziția grupului de lentile din spate este, de asemenea, puternic concavă, ceea ce este o caracteristică a tipului de lentile.
