Introduktion til klassificering af mikroskopobjektiver
Klassificering efter formål
Anvendelsen af optiske mikroskoper er groft opdelt i to kategorier: "biologisk brug" og "industriel anvendelse". Objektive linser kan også opdeles i "biologiske
"Brug" objektivlinse og "industriel" objektivlinse. I biologiske applikationer placeres biologiske prøver generelt på et objektglas og dækkes med et dækglas ovenfra for at fiksere det. Da den biologiske objektivlinse skal observere prøven gennem dækglasset, så er det optiske system designet under hensyntagen til tykkelsen af dækglasset (generelt 0.17 mm). I industrielle applikationer udføres observation generelt uden at dække prøver, såsom skiver af metalmineraler, halvlederwafere og elektroniske dele. Derfor anvender den industrielle objektivlinse det optimale optiske systemdesign i den tilstand, hvor der ikke er dækglas mellem den forreste ende af objektivlinsen og prøven.
Klassificering efter observationsmetode
Forskellige observationsmetoder er blevet udviklet i henhold til anvendelsen af det optiske mikroskop, og dedikerede mål svarende til disse observationsmetoder er også blevet udviklet. Objektive linser kan opdeles efter observationsmetoden. For eksempel "objektiv linse til reflekterende mørkt felt (med en ringformet belysningslysbane rundt om den indre linse)", "objektiv linse til differentiel interferens (reducerer intern forvrængning af linsen og optimerer kombinationen af optiske egenskaber med en differential). interferensprisme)", "objektiv linse til fluorescens (forbedret transmittans i det nær-ultraviolette område)", "polarisationsobjektivlinse (intern linseforvrængning er stærkt reduceret)", og "faseforskel objektivlinse (indbygget faseplade)" , etc.
Klassificeret efter forstørrelse
Optiske mikroskoper har flere objektivlinser monteret på en enhed kaldet et næsestykke. På denne måde kan den lave forstørrelse skiftes til den høje forstørrelse blot ved at dreje objektivets roterende linse, og forstørrelsesændringen kan nemt gennemføres. Derfor er en gruppe objektivlinser med forskellige forstørrelser generelt installeret på objektivlinsekonverteren. Til dette formål består rækken af objektiver af objektiver med lav forstørrelse (5×, 10×), medium forstørrelse (20×, 50×) og høj forstørrelse (100×). Blandt dem, især i produkter med høj forstørrelse, har vi for at opnå high-definition billeddannelse introduceret væskenedsænkningsobjektiver, der er fyldt med specielle væsker såsom syntetisk olie og vand med højt brydningsindeks mellem den forreste ende af objektivlinsen og eksemplet. Derudover er objektivlinser med ultralav forstørrelse (1,25×, 2,5×) og ultrahøj forstørrelse (150×) til specielle formål også tilgængelige.
Aberrationskorrektion og klassificering af objektive linser
Ifølge klassificeringen (niveauet) af kromatisk aberrationskorrektion, i henhold til graden af aksial kromatisk aberration (langsgående kromatisk aberration) korrektion, kan den opdeles i tre niveauer: akromatisk, semiapochromatisk (fluorit) og apokromatisk. Produktsortimentet er også sorteret fra normalt niveau til højt niveau, med forskellige priser.
I aksial kromatisk aberrationskorrektion kaldes en objektivlinse, der korrigerer to farver af C-linjen (rød: 656,3 nm) og F-linjen (blå: 486,1 nm), en achromatlinse (Achromat). Andre lysstråler end rød og blå (generelt den lilla g-linje: 435,8 nm) er fokuseret på planet væk fra brændplanet, og denne g-linje kaldes andenordens spektret. Objektivlinsen, hvis kromatisk aberrationskorrektionsområde når dette andenordens spektrum, kaldes en apochromatlinse (Apochromat). Med andre ord er en apochromatlinse en objektivlinse, der korrigerer aksial kromatisk aberration for tre farver (C-line, F-line og g-line). Figuren nedenfor viser forskellen i kromatisk aberrationskorrektion mellem en achromat og en apochromat med hensyn til bølgeaberration. Som det kan ses af denne figur, kan en apochromat korrigere kromatisk aberration over et bredere bølgelængdeområde end en achromat.
Sammenligning af kromatisk aberrationskorrektion (akromater og apokromater)
På den anden side er graden af kromatisk aberrationskorrektion af andenordensspektret (g-linje) sat i midten af achromatlinsen og apochromatlinsen, som kaldes en semi-achromat linse (eller Fluorit).
I udformningen af det optiske system af mikroskopobjektivlinsen er det generelt set, at jo større NA eller jo større forstørrelse, desto sværere er det at korrigere den aksiale kromatiske aberration af andenordensspektret. Ikke kun det, men det er vanskeligere, da forskellige aberrationer ud over aksial kromatisk aberration og sinusformede forhold skal korrigeres. Af denne grund, jo højere forstørrelsen af den apokromatiske objektivlinse er, jo flere aberrationskorrektionslinser kræves der, og nogle objektivlinser bruger endda mere end 15 linser. For nøjagtigt at korrigere andenordens spektret er det effektivt at bruge det "unormale spredningsglas" med mindre spredning af andenordens spektret til den stærkere konvekse linse i linsegruppen. Repræsentanten for dette unormale dispersionsglas er fluorit (CaF2). Selvom fluorit er svært at behandle, har det været brugt til apochromat-linser i lang tid. Det nyudviklede optiske glas med unormal spredning meget tæt på fluorit har forbedret bearbejdelighed og har gradvist erstattet fluorit som mainstream.
Klassificering efter feltkrumningskorrektion Ved brug af mikroskoper bliver fotooptagelser og tv-kameraoptagelser mere og mere almindelige, og der stilles flere og flere krav til skarpe fuldfeltsbilleder. Derfor er planobjektiver, der nøjagtigt kan korrigere feltkrumning, efterhånden blevet mainstream. Ved korrektion af feltkrumning er det nødvendigt at designe Pittsburgh (Petzval)-krumningen af det optiske system til at være 0, og jo højere forstørrelsen af objektivlinsen er, desto sværere er den at korrigere (svært at sameksistere med andre forskellige aberrationskorrektioner). I den korrigerede objektivlinse har den forreste linsegruppe en stærkt konkav form, og sammensætningen af den bagerste linsegruppe er også stærkt konkav, hvilket er karakteristisk for linsetypen.
