Ievads mikroskopa objektīvu klasifikācijā
Klasifikācija pēc mērķa
Optisko mikroskopu lietojumi ir aptuveni sadalīti divās kategorijās: "bioloģiska izmantošana" un "rūpnieciska izmantošana". Objektīvās lēcas var iedalīt arī "bioloģiskajās
"Izmantojiet" objektīvu un "rūpniecisko" objektīvu. Bioloģiskajos lietojumos bioloģiskos paraugus parasti novieto uz stikla priekšmetstikliņa un no augšas pārklāj ar vāku, lai to nostiprinātu. Tā kā bioloģiskajam objektīvam ir jānovēro paraugs caur vāka stiklu, tāpēc optiskā sistēma ir veidota, ņemot vērā pārklājuma stikla biezumu (parasti 0,17 mm). Rūpnieciskos lietojumos novērošanu parasti veic, neaizsedzot tādus paraugus kā metāla minerālu šķēles, pusvadītāju plāksnes un elektroniskās daļas. Tāpēc rūpnieciskā objektīva lēca izmanto optimālo optiskās sistēmas dizainu tādā stāvoklī, kad starp objektīva priekšējo galu un paraugu nav pārklājuma stikla.
Klasifikācija pēc novērošanas metodes
Atbilstoši optiskā mikroskopa pielietojumam ir izstrādātas dažādas novērošanas metodes, kā arī ir izstrādāti šīm novērošanas metodēm atbilstoši mērķi. Objektīvās lēcas var iedalīt pēc novērošanas metodes. Piemēram, "objektīva lēca atstarojošam tumšam laukam (ar gredzenveida apgaismojuma gaismas ceļu ap iekšējo objektīvu)", "objektīva lēca diferenciāliem traucējumiem (samazina objektīva iekšējos kropļojumus un optimizē optisko īpašību kombināciju ar diferenciāli). interferences prizma), "objektīva lēca fluorescencei (uzlabota caurlaidība gandrīz ultravioletajā reģionā)", "polarizācijas objektīva lēca (iekšējais objektīva kropļojums ir ievērojami samazināts)" un "fāzu starpības objektīvs (iebūvēta fāzes plāksne)" utt.
Klasificēts pēc palielinājuma
Optiskajiem mikroskopiem ir vairākas objektīvu lēcas, kas uzstādītas uz ierīces, ko sauc par deguna uzgali. Tādā veidā zemo palielinājumu var pārslēgt uz lielu palielinājumu, vienkārši pagriežot objektīva rotējošo objektīvu, un palielinājuma maiņu var viegli pabeigt. Tāpēc objektīva lēcu pārveidotājam parasti tiek uzstādīta objektīvu grupa ar dažādu palielinājumu. Šim nolūkam objektīvu klāsts sastāv no zema palielinājuma (5×, 10×), vidēja palielinājuma (20×, 50×) un liela palielinājuma (100×) objektīviem. Starp tiem, īpaši augsta palielinājuma produktos, lai iegūtu augstas izšķirtspējas attēlveidošanu, mēs esam ieviesuši šķidruma iegremdēšanas objektīvus, kas ir piepildīti ar īpašiem šķidrumiem, piemēram, sintētisko eļļu un ūdeni ar augstu refrakcijas koeficientu starp objektīva priekšpusi un paraugs. Turklāt ir pieejami arī īpaši zema palielinājuma (1,25×, 2,5×) un īpaši augsta palielinājuma (150×) objektīvi īpašiem nolūkiem.
Aberāciju korekcija un objektīvo lēcu klasifikācija
Pēc hromatiskās aberācijas korekcijas klasifikācijas (līmeņa), pēc aksiālās hromatiskās aberācijas (gareniskās hromatiskās aberācijas) korekcijas pakāpes to var iedalīt trīs līmeņos: ahromatiskā, pushromatiskā (fluorīta) un apohromatiskā. Arī produktu klāsts ir sakārtots no parastā līmeņa līdz augstajam līmenim, ar dažādām cenām.
Aksiālās hromatiskās aberācijas korekcijā objektīvu, kas koriģē divas C līnijas (sarkanā: 656,3 nm) un F līnijas (zilā: 486,1 nm) krāsas, sauc par ahromāta lēcu (Achromat). Gaismas stari, kas nav sarkani un zili (parasti purpursarkanā g-līnija: 435,8 nm), ir fokusēti uz plakni, kas atrodas prom no fokusa plaknes, un šo g līniju sauc par otrās kārtas spektru. Objektīvu, kura hromatiskās aberācijas korekcijas diapazons sasniedz šo otrās kārtas spektru, sauc par apohromāta lēcu (Apochromat). Citiem vārdiem sakot, apohromāta objektīvs ir objektīvs, kas koriģē aksiālo hromatisko aberāciju trīs krāsām (C-line, F-line un g-line). Zemāk esošajā attēlā ir parādīta atšķirība hromatiskās aberācijas korekcijā starp ahromātu un apohromātu viļņu aberācijas izteiksmē. Kā redzams no šī attēla, apohromāts var labot hromatisko aberāciju plašākā viļņu garuma diapazonā nekā ahromāts.
Hromatisko aberāciju korekcijas salīdzinājums (ahromāti un apohromāti)
No otras puses, otrās kārtas spektra (g-līnijas) hromatiskās aberācijas korekcijas pakāpe ir iestatīta ahromāta lēcas un apohromāta lēcas vidū, ko sauc par daļēji ahromātu (vai fluorītu).
Mikroskopa objektīva optiskās sistēmas projektēšanā, vispārīgi runājot, jo lielāks ir NA vai lielāks palielinājums, jo grūtāk ir koriģēt otrās kārtas spektra aksiālo hromatisko aberāciju. Ne tikai tas, bet arī grūtāk, jo ir jālabo dažādas aberācijas, izņemot aksiālās hromatiskās aberācijas un sinusoidālos apstākļus. Šī iemesla dēļ, jo lielāks ir apohromatiskā objektīva palielinājums, jo vairāk ir nepieciešamas aberācijas korekcijas lēcas, un daži objektīvi izmanto pat vairāk nekā 15 objektīvus. Lai precīzi koriģētu otrās kārtas spektru, spēcīgākai izliektajai lēcai lēcu grupā ir efektīvi izmantot "nenormālās dispersijas stiklu" ar mazāku otrās kārtas spektra izkliedi. Šī neparastā dispersijas stikla pārstāvis ir fluorīts (CaF2). Lai gan fluorītu ir grūti apstrādāt, tas jau ilgu laiku ir izmantots apohromāta lēcām. Jaunizstrādātais optiskais stikls ar anomālu dispersiju, kas ir ļoti tuvu fluorīta izkliedei, ir uzlabojis apstrādājamību un pakāpeniski ir aizstājis fluorītu kā galveno virzienu.
Klasifikācija pēc lauka izliekuma korekcijas Mikroskopu lietošanā arvien izplatītāka kļūst foto uzņemšana un uzņemšana ar TV kameru, un arvien vairāk tiek izvirzītas prasības asiem pilna lauka attēliem. Tāpēc plāna objektīva lēcas, kas var precīzi koriģēt lauka izliekumu, pakāpeniski ir kļuvušas par plaši izplatītām. Koriģējot lauka izliekumu, ir jāprojektē optiskās sistēmas Pitsburgas (Petzval) izliekums 0, un jo lielāks ir objektīva palielinājums, jo grūtāk to koriģēt (grūti pastāvēt kopā ar citas dažādas aberāciju korekcijas). Koriģētajā objektīvā priekšējai lēcu grupai ir izteikti ieliekta forma, un arī aizmugurējās lēcu grupas sastāvs ir stipri ieliekts, kas ir objektīva tipam raksturīgs.
