Úvod do klasifikácie objektívov mikroskopov
Klasifikácia podľa účelu
Aplikácie optických mikroskopov sú zhruba rozdelené do dvoch kategórií: "biologické použitie" a "priemyselné použitie". Objektívne šošovky môžeme rozdeliť aj na „biologické
"Použiť" šošovku objektívu a "priemyselnú" šošovku objektívu. Pri biologických aplikáciách sa biologické vzorky vo všeobecnosti umiestňujú na podložné sklíčko a zhora sa prikryjú krycím sklom, aby sa zafixovali. Keďže šošovka biologického objektívu potrebuje pozorovať vzorku cez krycie sklo, Optický systém je navrhnutý s ohľadom na hrúbku krycieho skla (všeobecne 0.17 mm). V priemyselných aplikáciách sa pozorovanie zvyčajne vykonáva bez zakrytia vzoriek, ako sú plátky kovových minerálov, polovodičové doštičky a elektronické súčiastky. Preto šošovka priemyselného objektívu využíva optimálny dizajn optického systému v stave, keď medzi predným koncom šošovky objektívu a vzorkou nie je žiadne krycie sklo.
Klasifikácia podľa metódy pozorovania
Boli vyvinuté rôzne pozorovacie metódy podľa použitia optického mikroskopu a boli tiež vyvinuté špecializované objektívy zodpovedajúce týmto pozorovacím metódam. Objektívové šošovky možno rozdeliť podľa spôsobu pozorovania. Napríklad „šošovka objektívu pre reflexné tmavé pole (s kruhovou dráhou osvetlenia okolo vnútornej šošovky)“, „šošovka objektívu pre diferenciálnu interferenciu (znižuje vnútorné skreslenie šošovky a optimalizuje kombináciu optických charakteristík s diferenciálnym interferenčný hranol)“, „šošovka objektívu pre fluorescenciu (zlepšená priepustnosť v oblasti blízkej ultrafialovému žiareniu)“, „šošovka polarizačného objektívu (vnútorné skreslenie šošovky je výrazne znížené)“ a „šošovka objektívu s fázovým rozdielom (zabudovaná fázová platňa)“ , atď.
Klasifikované podľa zväčšenia
Optické mikroskopy majú viacero šošoviek objektívu namontovaných na zariadení nazývanom nosná časť. Takto sa dá malé zväčšenie prepnúť na veľké zväčšenie len otočením otočnej šošovky objektívu a zmena zväčšenia sa dá jednoducho dokončiť. Preto je na konvertor šošovky objektívu spravidla inštalovaná skupina objektívov s rôznym zväčšením. Na tento účel sa zostava objektívov skladá z objektívov s nízkym zväčšením (5×, 10×), so stredným zväčšením (20×, 50×) a s vysokým zväčšením (100×). Medzi nimi, najmä v produktoch s vysokým zväčšením, s cieľom získať zobrazenie s vysokým rozlíšením, sme zaviedli tekuté imerzné objektívy, ktoré sú naplnené špeciálnymi kvapalinami, ako je syntetický olej a voda s vysokým indexom lomu medzi predným koncom šošovky objektívu a exemplár. Okrem toho sú k dispozícii aj objektívy s ultra nízkym zväčšením (1,25×, 2,5×) a ultra vysokým zväčšením (150×) na špeciálne účely.
Korekcia aberácie a klasifikácia objektívov
Podľa klasifikácie (úrovne) korekcie chromatickej aberácie, podľa stupňa korekcie axiálnej chromatickej aberácie (pozdĺžna chromatická aberácia) ju možno rozdeliť na tri úrovne: achromatickú, semiapochromatickú (Fluorit) a apochromatickú. Produktový rad je tiež zoradený od normálnej úrovne po vysokú úroveň s rôznymi cenami.
Pri korekcii axiálnej chromatickej aberácie sa šošovka objektívu, ktorá koriguje dve farby čiary C (červená: 656,3 nm) a čiary F (modrá: 486,1 nm), nazýva achromatická šošovka (Achromat). Svetelné lúče iné ako červená a modrá (vo všeobecnosti fialová g-čiara: 435,8 nm) sú zaostrené na rovinu vzdialenú od ohniskovej roviny a táto g-čiara sa nazýva spektrum druhého rádu. Objektív, ktorého rozsah korekcie chromatickej aberácie dosahuje toto spektrum druhého rádu, sa nazýva apochromatická šošovka (Apochromat). Inými slovami, apochromatická šošovka je šošovka objektívu, ktorá koriguje axiálnu chromatickú aberáciu pre tri farby (C-line, F-line a g-line). Obrázok nižšie ukazuje rozdiel v korekcii chromatickej aberácie medzi achromátom a apochromátom z hľadiska vlnovej aberácie. Ako je možné vidieť z tohto obrázku, apochromát môže korigovať chromatickú aberáciu v širšom rozsahu vlnových dĺžok ako achromát.
Porovnanie korekcie chromatickej aberácie (achromáty a apochromáty)
Na druhej strane, stupeň korekcie chromatickej aberácie spektra druhého rádu (g-line) je nastavený v strede achromatickej šošovky a apochromatickej šošovky, ktorá sa nazýva semi-achromatická šošovka (alebo fluorit).
Pri návrhu optického systému šošovky objektívu mikroskopu vo všeobecnosti platí, že čím väčšia NA alebo čím väčšie zväčšenie, tým ťažšie je korigovať axiálnu chromatickú aberáciu spektra druhého rádu. Nielen to, ale je to zložitejšie, pretože sa musia korigovať rôzne aberácie iné ako axiálna chromatická aberácia a sínusové stavy. Z tohto dôvodu platí, že čím vyššie je zväčšenie apochromatickej šošovky objektívu, tým je potrebných viac šošoviek na korekciu aberácie a niektoré šošovky dokonca používajú viac ako 15 šošoviek. Na presnú korekciu spektra druhého rádu je efektívne použiť "abnormálne disperzné sklo" s menším rozptylom spektra druhého rádu pre silnejšiu konvexnú šošovku v skupine šošoviek. Reprezentantom tohto abnormálneho disperzného skla je fluorit (CaF2). Hoci sa fluorit ťažko spracováva, používa sa na apochromatické šošovky už dlho. Novo vyvinuté optické sklo s anomálnou disperziou veľmi blízkou fluoritu zlepšilo spracovateľnosť a postupne nahradilo fluorit ako hlavný prúd.
Klasifikácia podľa korekcie zakrivenia poľa Pri používaní mikroskopov sa fotografovanie a snímanie televíznych kamier stáva čoraz bežnejšou záležitosťou a čoraz viac sa vyžaduje ostré celopoľné snímky. Preto sa šošovky objektívov, ktoré dokážu presne korigovať zakrivenie poľa, postupne stali hlavným prúdom. Pri korekcii zakrivenia poľa je potrebné navrhnúť Pittsburghské (Petzvalovo) zakrivenie optického systému na 0 a čím väčšie zväčšenie šošovky objektívu, tým ťažšie je korigovať (ťažko koexistovať s iné rôzne korekcie aberácií). V šošovke korigovaného objektívu má predná skupina šošoviek silne konkávny tvar a zloženie zadnej skupiny šošoviek je tiež silne konkávne, čo je charakteristické pre typ šošovky.
