Объектив микроскопа: Объектив и окуляр микроскопа – Статьи на сайте Четыре глаза

Содержание

Объектив и окуляр микроскопа – Статьи на сайте Четыре глаза


Полезная информация

Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Объектив и окуляр микроскопа

В одной из наших предыдущих статьей мы рассказывали о механической системе микроскопа. Пришло время поговорить и об оптической. Самые важные и незаменимые ее элементы – объектив и окуляр микроскопа. Иногда этих аксессуаров бывает несколько – все зависит от модели оптического прибора. В детских микроскопах редко встретишь больше одного объектива и одного окуляра. А вот комплектация профессиональной модели может включать, например, шесть объективов и четыре окуляра. Зачем такое разнообразие – давайте разбираться!

Окуляр устанавливается сверху, в него мы смотрим. Вместе с монокулярным микроскопом поставляется как минимум один окуляр, а вот для бинокулярных моделей нужна уже хотя бы пара. Объектив микроскопа – аксессуар, который «смотрит» на образец. Он расположен прямо над предметным столиком. В самые простые детские микроскопы устанавливают один объектив, в микроскопы любительского и профессионального уровня – не менее трех. Если объективов несколько, они фиксируются в револьверном устройстве – механизме, который позволяет их менять прямо во время наблюдений.

У каждого окуляра и объектива есть свое увеличение. А увеличение микроскопа высчитывается по формуле: кратность окуляра умножить на кратность объектива. Поэтому чем больше в комплекте поставки окуляров и объективов, тем больше в микроскопе вариантов увеличений. Рассмотрим на примере. Есть два окуляра кратностью 10х и 12,5х и три объектива с кратностью 10х, 40х и 100х. На какое увеличение микроскопа можно рассчитывать? Ответ в табличке ниже.

  Объектив 10х
Объектив 40х Объектив 100х
Окуляр 10х 100 400 1000
Окуляр 12,5х 125 500 1250

Например, мы видим, что взяв окуляр 10х и объектив 40х микроскопа, мы получили увеличение в 400 крат. Это простое перемножение характеристик выбранных оптических аксессуаров.

В нашем интернет-магазине вы можете найти микроскопы с разной комплектацией и возможностями. Раздел представлен по ссылке.

4glaza.ru
Март 2018

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Рекомендуемые товары


Смотрите также

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеосравнение фильтрованной и нефильтрованной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: жизнь в капле воды с болота (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео радиоактивной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеообзор (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео соленой воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Медицинские микроскопы Levenhuk MED: обзорная статья на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Портативный микроскоп Bresser National Geographic 20–40x и другие детские приборы линейки: видеообзор (канал «Татьяна Михеева», Youtube.com)
  • Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Видео бактерий под микроскопом Levenhuk Rainbow 2L PLUS (канал «Микромир под микроскопом», Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 50L PLUS на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Подробный обзор серии детских микроскопов Levenhuk LabZZ M101 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Обзор набора оптической техники Levenhuk LabZZ MTВ3 (микроскоп, телескоп и бинокль) на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Микроскоп Levenhuk DTX 90: распаковка и видеообзор цифрового микроскопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Видеопрезентация увлекательной и красочной книги для детей «Невидимый мир» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Большой обзор биологического микроскопа Levenhuk 3S NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow и LabZZ (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Микроскоп Levenhuk Rainbow 2L PLUS Lime\Лайм. Изучаем микромир
  • Выбираем лучший детский микроскоп
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D2L: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор биологического микроскопа Levenhuk Rainbow 50L
  • Видео! Видеообзор школьных микроскопов Levenhuk Rainbow 2L и 2L PLUS: лучший подарок ребенку (канал KentChannelTV, Youtube.ru)
  • Видео! Как выбрать микроскоп: видеообзор для любителей микромира (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Галерея фотографий! Наборы готовых микропрепаратов Levenhuk
  • Микроскопия: метод темного поля
  • Видео! «Один день инфузории-туфельки»: видео снято при помощи микроскопа Levenhuk 2L NG и цифровой камеры Levenhuk (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 2L NG Azure на телеканале «Карусель» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Фиксики Файер
  • Совместимость микроскопов Levenhuk с цифровыми камерами Levenhuk
  • Как работает микроскоп
  • Как настроить микроскоп
  • Как ухаживать за микроскопом
  • Типы микроскопов
  • Техника приготовления микропрепаратов
  • Галерея фотографий! Что можно увидеть в микроскопы Levenhuk Rainbow 50L, 50L PLUS, D50L PLUS
  • Сетка или шкала. Микроскоп и возможность проведения точных измерений
  • Обычные предметы под объективом микроскопа
  • Насекомые под микроскопом: фото с названиями
  • Инфузории под микроскопом
  • Изобретение микроскопа
  • Как выбрать микроскоп
  • Как выглядят лейкоциты под микроскопом
  • Что такое лазерный сканирующий микроскоп?
  • Микроскоп люминесцентный: цена высока, но оправданна
  • Микроскоп для пайки микросхем
  • Иммерсионная система микроскопа
  • Измерительный микроскоп
  • Микроскопы от самых больших профессиональных моделей до простых детских
  • Микроскоп профессиональный цифровой
  • Силовой микроскоп: для серьезных исследований и развлечений
  • Лечение зубов под микроскопом
  • Кровь человека под микроскопом
  • Галогенные лампы для микроскопов
  • Французские опыты – микроскопы и развивающие наборы от Bondibon
  • Наборы препаратов для микроскопа
  • Юстировка микроскопа
  • Микроскоп для ремонта электроники
  • Операционный микроскоп: цена, возможности, сферы применения
  • «Шкаловой микроскоп» – какой оптический прибор так называют?
  • Бородавка под микроскопом
  • Вирусы под микроскопом
  • Принцип работы темнопольного микроскопа
  • Покровные стекла для микроскопа – купить или нет?
  • Увеличение оптического микроскопа
  • Оптическая схема микроскопа
  • Схема просвечивающего электронного микроскопа
  • Устройство оптического микроскопа у теодолита
  • Грибок под микроскопом: фото и особенности исследования
  • Зачем нужна цифровая камера для микроскопа?
  • Предметный столик микроскопа – что это и зачем он нужен?
  • Микроскопы проходящего света
  • Органоиды, обнаруженные с помощью электронного микроскопа
  • Паук под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Из чего состоит микроскоп?
  • Как выглядят волосы под микроскопом?
  • Глаз под микроскопом: фото насекомых
  • Микроскоп из веб-камеры своими руками
  • Микроскопы светлого поля
  • Механическая система микроскопа
  • Объектив и окуляр микроскопа
  • USB-микроскоп для компьютера
  • Универсальный микроскоп – существует ли такой?
  • Песок под микроскопом
  • Муравей через микроскоп: изучаем и фотографируем
  • Растительная клетка под световым микроскопом
  • Цифровой промышленный микроскоп
  • ДНК человека под микроскопом
  • Как сделать микроскоп в домашних условиях
  • Первые микроскопы
  • Микроскоп стерео: купить или нет?
  • Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
  • Металлографический микроскоп: купить или не стоит?
  • Флуоресцентный микроскоп: цена и особенности
  • Что такое «ионный микроскоп»?
  • Грязь под микроскопом
  • Как выглядит клещ под микроскопом
  • Как выглядит червяк под микроскопом
  • Как выглядят дрожжи под микроскопом
  • Что можно увидеть в микроскоп?
  • Зачем нужны исследовательские микроскопы?
  • Бактерии под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • На что влияет апертура объектива микроскопа?
  • Аскариды под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Как использовать микропрепараты для микроскопа
  • Изучаем ГОСТ: микроскопы, соответствующие стандартам
  • Микроскоп инструментальный – купить или нет?
  • Где купить отсчетный микроскоп и зачем он нужен?
  • Атом под электронным микроскопом
  • Как кусает комар под микроскопом
  • Как выглядит муха под микроскопом
  • Амеба: фото под микроскопом
  • Подкованная блоха под микроскопом
  • Вша под микроскопом
  • Плесень хлеба под микроскопом
  • Зубы под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • Снежинка под микроскопом
  • Бабочка под микроскопом: фото и особенности наблюдений
  • Самый мощный микроскоп – как выбрать правильно?
  • Рот пиявки под микроскопом
  • Мошка под микроскопом: челюсти и строение тела
  • Микробы на руках под микроскопом – как увидеть?
  • Вода под микроскопом
  • Как выглядит глист под микроскопом
  • Клетка под световым микроскопом
  • Клетка лука под микроскопом
  • Мозги под микроскопом
  • Кожа человека под микроскопом
  • Кристаллы под микроскопом
  • Основное преимущество световой микроскопии перед электронной
  • Конфокальная флуоресцентная микроскопия
  • Зондовый микроскоп
  • Принцип работы сканирующего зондового микроскопа
  • Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
  • Макровинт и микровинт микроскопа – что это такое?
  • Что такое тубус в микроскопе?
  • Главная плоскость поляризатора
  • На что влияет угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора?
  • Назначение поляризатора и анализатора
  • Метод изучения – микроскопия на практике
  • Микроскопия осадка мочи: расшифровка
  • Анализ «Микроскопия мазка»
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Методы световой микроскопии
  • Оптическая микроскопия (световая)
  • Световая, люминесцентная, электронная микроскопия – разные методы исследований
  • Темнопольная микроскопия
  • Фазово-контрастная микроскопия
  • Поляризаторы естественного света
  • Шотландский физик, придумавший поляризатор
  • Механизм фокусировки в микроскопе
  • Что такое полевая диафрагма?
  • Микроскоп Микромед: инструкция по эксплуатации
  • Микроскоп Микмед: инструкция по эксплуатации
  • Где найти инструкцию микроскопа «ЛОМО»?
  • Микроскопы Micros: руководство пользователя
  • Какую функцию выполняют зажимы на микроскопе
  • Рабочее расстояние объектива микроскопа
  • Микропрепарат для микроскопа своими руками
  • Метод висячей капли
  • Метод раздавленной капли
  • Тихоходка под микроскопом
  • Аппарат Гольджи под микроскопом
  • Чем занять детей дома?
  • Чем заняться на карантине дома?
  • Чем заняться школьникам на карантине?
  • Выбираем микроскоп: отзывы имеют значение?
  • Микроскоп для школьника: какой выбрать?
  • Немного об оптовой закупке микроскопов и иной оптической техники
  • Во сколько увеличивает лупа?
  • Где купить лампу-лупу – косметологическую модель с подсветкой?
  • Какую купить лампу-лупу для маникюра?
  • Можно ли купить лампу-лупу для наращивания ресниц в интернет-магазине?
  • Лампа-лупа косметологическая на штативе: купить домой или нет?
  • Лупа бинокулярная с принадлежностями
  • Как выглядит лупа для нумизмата?
  • Лупа-лампа – лупа для рукоделия с подсветкой
  • «Лупа на стойке» – что это за оптический прибор?
  • Лупа – проектор для увеличенного изображения
  • Делаем лупу своими руками
  • Основные функции лупы
  • Где найти лупу?
  • Лупа бинокулярная – цена возможностей
  • Лупа канцелярская: выбираем оптическую технику для офиса
  • Как выглядит коронавирус под микроскопом?
  • Как называется главная часть микроскопа?
  • Где купить блоки питания для микроскопа?
  • Строение объектива микроскопа
  • Как выглядят продукты под микроскопом
  • Что покажет музей микроминиатюр
  • Особенности и применение методов окрашивания клеток

Классификация объективов микроскопа — OpticalMarket

При выборе микроскопа важно обращать внимание на объективы, установленные в его револьверной головке. Объективы микроскопа – один из важнейших элементов оптической системы микроскопа, в итоге определяющие качество изображения (яркость, четкость, цветопередчу и т.п.), а также разрешающую способность микроскопа. В данной статье мы поговорим об объективах биологических микроскопов.

Сразу же скажем несколько слов об объективах детских микроскопов игрушек, линзы которых изготовлены из оптического пластика, и отсеем их из дальнейшего обсуждения. Очевидными недостатками подобных объективов является, во-первых, очень слабая разрешающая способность, т.е. такой объектив не позволит Вам выявить многих микроскопических деталей исследуемого образца, а, во-вторых, наличие ряда оптических искажений, в частности неправильная цветопередача, тусклость и размытость (особенно при высоких увеличениях).

Школьные же микроскопы будут иметь уже стеклянную оптику, т.е. линзы объективов будут изготовлены из оптического стекла. Хотя, конечно же, они все же будут уступать по качеству дорогостоящим объективам для лабораторных микроскопов. Кроме того, следует обратить внимание и на то, что часто объективы школьных микроскопов имеют несъемную конструкцию, т.е. они закреплены в револьверной головке намертво.

Теперь перейдем к подробному изучению параметров объективов лабораторных биологических микроскопов.

Наиболее распространенные в мире стандарты объективов биологических микроскопов

Существует два наиболее распространенных стандарта объективов: DIN и JIS.

  • DIN стандарт — Deutsches Institut für Normung (Немецкий институт по стандартизации)
  • JIS стандарт — Japan Industrial Standards (Японские промышленные стандарты)

Объективы стандарта DIN рассчитаны для работы с микроскопами с длиной тубуса 160мм и имеют парфокальную высоту 45мм. Объективы стандарта JIS рассчитаны для работы с микроскопами с длиной тубуса 170мм и имеют парфокальную высоту 36мм. Таким образом, объективы стандарта DIN обеспечивают большее рабочее расстояние. Объективы этих двух стандартов взаимозаменяемы, однако же будут иметь разницу в увеличении приблизительно на 10%: объектив JIS, установленный в микроскоп DIN, даст на 10% меньшее увеличение, а объектив DIN, установленный в JIS микроскоп, — на 10% большее увеличение. Резьба у объективов этих стандартов идентична – это RMS (Royal Microscopical Society – пер. Королевское Микроскопическое Общество) резьба 0.7965″ (20.23мм) x 36TPI (TPI — число витков резьбы на дюйм). Гораздо реже встречается резьба стандартов M25 (метрическая 25мм резьба объектива) и M32 (метрическая 32мм резьба объектива).

Стандарт Для микроскопов с длиной тубуса Парфокальная высота Резьба объективов
DIN 160мм 45мм RMS
JIS 170мм 36мм RMS

Кроме того, сегодня многие современные микроскопы оснащены объективами, скорректированными на бесконечность – Infinity Corrected. Такие объективы гораздо более дорогостоящие, однако они позволяют устанавливать дополнительные оптические элементы вдоль «параллельного оптического пути», не внося искажений, что будет особенно полезным для флуоресцентных, поляризационных, фазово-контрастных микроскопов и др. Как правило, производители микроскопов используют свои запатентованные разработки и имеют свои уникальные стандарты Infinity Corrected объективов, поэтому мы рекомендуем покупать подобные объективы того же бренда, что и Ваш микроскоп.

*Заметка. Парфокальные объективы – это объективы, не требующие значительной перефокусировки при изменении увеличения.

Конструктивные особенности объективов

Кроме того, объективы различаются на сухие и иммерсионные. Так объективы с числовой апертурой меньшей единицы являются сухими, а объективы с числовой апертурой большей единицы называются масляными и требуют использования иммерсии для работы с ними. Мощные объективы, ка правило, от 40х имеют подпружиненную конструкцию для предотвращения повреждения предметного стекла.

Степень коррекции оптических искажений

Еще одна классификация объективов состоит в их различии по степени исправления оптических искажений. Как правило, Вы можете встретить такие маркировки, нанесенные на корпус объектива

  • ACHRO — ахроматические объективы
  • APO — апохроматические объективые
  • S-Plan, Semi-Plan — полупланахроматические объективы
  • PLAN — планахроматические объективы
  • Plan APO — планапохроматические объективы

Что же означают данные маркировки?

  1. По степени исправления хроматической аберрации различают два типа объективов: ахроматические и апохроматические. Ахроматические объективы встречаются наиболее часто и стоят существенно дешевле апохроматических объективов, так как имеют более простую оптическую схему. Исправляя хроматическую аберрацию для длин волн двух цветов (красный и синий), а также сферическую аберрацию для длины волны одного цвета (зеленого), ахроматические объективы формируют достаточно неплохое качество изображения, хотя хроматизм, проявляющийся в радужной окантовке объектов, остается все еще немного заметен. Что же касается апохроматических объективов, то здесь мы имеем дело с коррекцией хроматизма для длин волн трех цветов (красного, синего и зеленого цветов), а также коррекцию сферической аберрации для длин волн двух-трех цветов. Как правило, апохроматические объективы также имеют большую числовую апертуру (N.A.), и, как следствие, более высокую разрешающую способность. При этом оба типа объективов в значительной мере страдают от кривизны поля и дисторсии, становящиеся еще более заметными с ростом увеличения микроскопа.

Многие производители также предлагают сегодня флюоритовые (Fluo, Fluorite) объективы, в которых подобно ахроматическим объективам хроматизм исправлен для двух длин волн синего и красного цвета, а вот сферическая аберрация – для длин волн двух-трех цветов. Флюоритовые объективы также отличаются более высокой разрешающей способностью и лучшим контрастом в сравнении с ахроматическими объективами.

Классификация объективов по степени исправления хроматической аберрации Достоинства Недостатки
Ахроматические объективы Оптическая схема ахроматических объективов позволяет исправить хроматическую аберрацию для двух цветов, сферическую аберрацию для одного цвета Неисправленная кривизна поля, дисторсия
Флюоритовые объективы Оптическая схема флюоритовых объективов позволяет исправить хроматическую аберрацию для двух цветов, а также сферическую аберрацию для 2-3 цветов Неисправленная кривизна поля, дисторсия
Апохроматические объективы Оптическая схема апохроматических объективов позволяет исправить хроматическую аберрацию для трех цветов, а также сферическую аберрацию для 2-3 цветов Неисправленная кривизна поля, дисторсия
  1. В зависимости от степени исправления кривизны поля на корпусе объектива может быть нанесена дополнительная маркировка полуплан (Semi-Plan) либо план (Plan). Кривизна поля проявляется в неравномерной резкости изображения по полю зрения. Данное искажение заключается в том, что при наблюдении плоского объекта, перпендикулярного оптической оси, мы получим его изображение, лежащее на вогнутой либо выпуклой поверхности. Таким образом, когда мы добьемся необходимой резкости в центре, по краю поля зрения изображение будет не в фокусе, нечетким и размытым. Так, для ахроматических объективов кривизна поля исправлена приблизительно на 65% поля зрения, для полуплан либо семиплан объективов – на 80%, для план объективов – 90%.

Исправление кривизны поля возможно как для ахроматических, так и апохроматических объективов. Так с этой целью в Plan объективах добавлен специальный линзовый элемент, что, закономерно, приводит к существенному удорожанию объектива. Использование план объективов рекомендуется для микрофотографии, в частности отличным выбором будет планапохроматический объектив, в котором будут практически полностью исправлены как хроматизм, так и кривизна поля.

Классификация объективов по степени исправления кривизны поля Степень коррекции искажения в процентах
Обычные ахроматические (Achro) объективы ≈ для 65% поля зрения
Полуплан (Semi-Plan) объективы ≈ для 80% поля зрения
План (Plan) объективы ≈ для 90% поля зрения

Таким образом, мы получаем следующие возможные варианты объективов:

Спецификация объектива Степень коррекции сферической аберрации Степень коррекции хроматической аберрации Степень коррекции кривизны поля
Ахроматические объективы 1 цвет 2 цвета ≈ 65%
Флюоритовые объективы 2-3 цвета 2-3 цвета ≈ 65%
Апохроматические объективы 2-3 цвета 3 цвета ≈ 65%
Семипланахроматические объективы 1 цвет 2 цвета ≈ 80%
Планахроматические объективы 1 цвет 2 цвета ≈ 90%
План флюоритовые объективы 3-4 цвета 2-4 цвета (темно-синий, голубой, красный, зеленый) ≈ 90%
Планапохроматические объективы 3-4 цвета 4-5 цвета ≈ 90%

Просветляющее покрытие линз объективов

Для достижения лучшей яркости и четкости изображения на линзы объективов должно быть нанесено специальное просветляющее покрытие, уменьшающее количество отраженного света, и, как следствие, повышающее коэффициент светопропускной способности оптической системы, что, в свою очередь, приводит к формированию более яркого и контрастного изображения.

Продолжение следует…

Автор статьи: Галина Цехмистро

Объективы для микроскопов, сканирующие объективы и тубусы

Разновидности объективов

Сухие и иммерсионные (погружные) объективы

Иммерсионные объективы получили свое название из-за среды, в которую погружают прибор. Иммерсионная среда располагается между передней частью объектива и покровным стеклом микроскопа. «Сухими» объективы стали называть из-за наличия воздушного зазора между объективом и образцом.

В опытах масляно — иммерсионной микроскопии в качестве среды используется погружное масло (например, MOIL-30). Это масло необходимо для достижения числовой апертурой значений, превышающих 1,0. Опыты, где в качестве иммерсионной среды выступает вода, лучше подходят для прямого взаимодействия с образцом. Обратите внимание: если иммерсионный объектив или объектив погружения используется без соответствующей среды, качество изображения будет очень низким.

Планахроматические и апохроматические объективы

«Плоскими» объективы стали из-за плоского изображения, создаваемого в поле зрения объектива. Характеристика «ахроматические» появилась вследствие коррекции хроматической аберрации в конструкции объектива. Такие объективы исправляют хроматические аберрации для пары длин волн и сферическую аберрацию для одной длины волны. При работе с этими объективами лучше всего использовать зеленый свет.

Апохроматические объективы корректируют хроматические аберрации на трех-пяти длинах волн, а также сферические аберрации на двух и более длинах волн. С помощью апохроматов получают хорошие изображения в цветной микрофотографии, однако еще более качественные результаты демонстрируют планапохроматические или планфлуоритовые объективы, о которых будет сказано далее.

Планфлуоритовые объективы

Плоские флюоритовые объективы, известные так же как плоские полуахроматы, — это планфлуоресцентные объективы (флуоры), строящие плоское изображение в поле зрения. Плоские флуоритовые объективы исправляют хроматические аберрации на двух-четырех длинах волн, а также сферические аберрации на трех-пяти длинах. Помимо корректировки аберраций для большего количества длин волн, объективы этого вида уменьшают аберрации между расчетными длинами волн, чего нельзя наблюдать при использовании планахроматов. Эти объективы также подходят для цветной микрофотографии.

Суперапохроматические объективы

Суперапохроматические объективы создают осевую коррекцию цвета во всем видимом диапазоне. Они предназначены для обеспечения осевой цветопередачи с ограничением пятна дифракции в широком поле зрения без виньетирования по всему полю. Высокий показатель числовой апертуры и конструкция апохроматического объектива делает его идеально подходящим для получения широкоугольных изображений в освещенной среде.

 

Основные конструкционные особенности

Рисунок 1.  Примечание: даны общие схемы масляно-иммерсионного объектива (слева) и «сухого» объектива (справа). Объективы различных производителей и предназначений могут отличаться и по форм-фактору, и по внутреннему устройству. Mounting Thread – крепежная резьба. Magnification/Numerical Aperture/Immersion. Medium – Увеличение/ Числовая апертура/ Иммерсионная среда. Infinity Correction/Cover Glass Thickness/Field number – Коррекция на бесконечности / Толщина покровного стекла / Номер поля. Color Code – цветовой код. Immersion Objective Identifier – сведения о погружном объективе. Flat Field/Aberration Correction – Плоское поле / Коррекция аберраций. Coverslip Correction/Working distance – Коррекция аберраций от покровного стекла / рабочее расстояние. Correction Ring – корректирующее кольцо

Основные термины

Увеличение

Увеличение объектива определяется отношением фокусного расстояния линзы объектива к фокусному расстоянию линзы окуляра:

M = L / F .

Полное увеличение системы — увеличение объектива, умноженное на увеличение окуляра или камеры. Увеличение объектива микроскопа будет точным при правильном подборе фокусного расстояния линзы объектива.

Числовая апертура (NA)

Числовая апертура – безразмерная величина, рассчитывается из приемного угла объектива, общая формула выглядит так:

NA = ni × sinθa

где θa — максимальный приемный полуугол объектива, а ni — показатель преломления погружной среды. Обычно это воздух, также может быть вода, масло, и др.

Парфокальная длина

Эта характеристика известна как парфокальное расстояние, представляет собой расстояние от посадочной части объектива до нижней части покровного стекла (или до препарата, если микроскоп предназначен для использования без покровного стекла). Парфокальное расстояние объективов от разных производителей отличается, более того, оно может отличаться у продукции одного и того же производителя. Например, Thorlabs изготавливает объективы с парфокальными расстояниями 60 мм и 95 мм, объективы Olympus и Zeiss имеют парфокальную длину 45 мм, а объективы Nikon и Leica — 60 мм. Некоторые производители также предлагают большие объективы с парфокальным расстоянием 75 мм. Для случаев, когда необходимо совмещать объективы с разными парфокальными длинами, доступны удлинители парфокальной длины.

Рабочее расстояние

Рабочее расстояние – это расстояние между передним элементом объектива и ближайшей поверхностью покровного стекла (образца), в зависимости от конструкции объектива. Сведения о толщине покровного стекла выгравированы на объективе.


Рисунок 2. Влияние толщины покровного стекла (мм) на качество изображения при излучении 632,8 нм

Номер поля

Номер поля соответствует размеру поля зрения (в миллиметрах), умноженному на увеличение объектива.

FN = Field of View Diameter × Magnification

Коррекция аберраций покровного стекла и корректирующая муфта (Кольцо)

Обычно покровное стекло имеет толщину 0,17 мм, но из-за различия в производственном процессе фактическая толщина может варьироваться. Корректирующее кольцо, присутствующее на некоторых объективах, используются для компенсации аберраций на покровных стеклах различной толщины путем регулирования относительного положения внутренних оптических элементов. Обратите внимание, что объектив может быть разработан для эксплуатации только со стандартным покровным стеклом толщиной 0,17 мм, в этом случае объективы не имеют коррекционного кольца.

На диаграмме показана зависимость сферической аберрации от толщины используемого покровного стекла для излучения 632,8 нм. Для покровного стекла толщиной 0,17 мм сферическая аберрация покровного стекла не превышает дифракционно-ограниченную аберрацию для объективов с числовой апертурой до 0,40.

 

Расчет увеличения и площади предметной области

Увеличение

Увеличение системы складывается из увеличительной способности каждого оптического элемента – объектива, камеры, окуляров. Подсчет общего увеличения, сделанный с опорой на указанные на приборах значения, оказывается точным только в том случае, если оптические элементы изготовлены одним и тем же производителем. В ином случае увеличение системы тоже можно вычислить, но перед этим необходимо вычислить эффективное увеличение объектива так, как описано ниже.

Чтобы лучше понять приведенные ниже примеры и общие принципы расчета (которые в дальнейшем вы можете применить к собственному микроскопу), воспользуйтесь калькулятором увеличения и расчета поля зрения.

Калькулятор представляет собой электронную таблицу Excel с макросами. Чтобы воспользоваться калькулятором, макросы должны быть включены. Чтобы включить макросы, нажмите кнопку «Включить содержимое» на желтой панели сообщений при открытии файла.

Пример 1: Увеличение камеры

При визуализации образца конечное изображение увеличивается из-за совместного использования объектива и камеры. Например, объектив 20X Nikon и камера Nikon 0,75X увеличит изображение на камере в 15 раз:

20X × 0,75X =15Х.

Пример 2: Тринокулярное увеличение
При визуализации образца через тринокуляры изображение увеличивается объективом и окулярами в тринокулярах. При использовании объектива 20X Nikon и тринокуляров Nikon с окулярами 10X, изображение на окулярах имеет 200-кратное увеличение: 20X × 10X = 200X. Обратите внимание, что изображение на окулярах не проходит через тубус камеры.

Совместное использование приборов от разных производителей

Как было сказано ранее, увеличение не является фундаментальным значением: это производное значение, рассчитанное с учетом конкретного фокусного расстояния объектива. Каждый производитель микроскопа применяет собственное фокусное расстояние для собственного оборудования. Следовательно, при объединении оптических элементов от разных производителей необходимо вычислить эффективное увеличение для объектива, а затем использовать это значение для расчета общего увеличения системы.

Эффективное увеличение объекта задается уравнением 1:

Здесь Конструкционное увеличение – значение, написанное на объективе, fTubeLens in Microscope — фокусное расстояние тубуса объектива вашего микроскопа, а fDesign Tube Lens of Objective  — фокусное расстояние тубуса объектива, который производитель использовал для тестирования конструкционного увеличения.

Обратите внимание, что производители Leica, Mitutoyo, Nikon и Thorlabs используют одинаковое фокусное расстояние тубуса объектива; если сочетать оборудование от этих производителей, конверсия не требуется. После того, как эффективное увеличение объектива вычислено, увеличение системы можно рассчитать традиционным способом, описанным выше.

Пример 3: Тринокулярное увеличение (Разные производители)
При визуализации через тринокуляры изображение увеличивается при прохождении сквозь объектив и окуляры. В этом примере взят 20-кратный объектив Olympus и тринокуляры с 10-кратными окулярами от Nikon.

Используя уравнение 1 и табличные значения, найдем эффективное увеличение системы из объектива Olympus и микроскопа Nikon:

Эффективное увеличение объектива Olympus составляет 22,2X, тринокуляр имеет окуляры с увеличением 10X, поэтому изображение на окулярах будет иметь 22,2X × 10X = 222X, 222-кратное увеличение.

Рисунок 3. Площадь предметной плоскости при различном увеличении камеры

Площадь образца при визуализации через камеру

При визуализации поверхности через камеру, размеры площади образца определяются размерами сенсора камеры и увеличением системы:

В отличие от увеличения системы (пример 1), размеры сенсора в большинстве случаев известны и указаны производителем. Если есть необходимость, увеличение объектива можно рассчитать по формуле из примера 3.

При возрастании увеличения растет и разрешение, однако уменьшается поле зрения. Зависимость поля зрения от увеличения проиллюстрирована на приведенной схеме.

Пример 4: Площадь предметной области

В качестве примера взят сенсор научной камеры Thorlabs 1501М-USB 8.98 мм × 6.71 мм. Если совместить эту камеру с объективом Nikon и тринокулярами (пример 1), размеры конечного изображения составят (мкм х мкм):

Примеры сканируемых поверхностей

Приведенные ниже изображения мышиной почки получены с помощью одного и того же объектива, изображения сняты с одной и той же камеры. Различия изображений появились из-за подключения разных тубусов камеры (с разной увеличительной способностью). По ходу уменьшения увеличительной способности камеры прослеживается увеличение поля зрения, что приводит к менее детальной визуализации поверхности образца.

Рисунок 4. Тубус 1Х

 

Рисунок 5. Тубус 0,75Х

 

Рисунок 6. Тубус 0,5Х

Сканирующие объективы широко используются в лазерных системах визуализации – в конфокальной лазерной микроскопии, оптической когерентной томографии и в многофотонных системах обработки изображений. В этих приложениях лазерный луч, падающий на заднюю апертуру (входной зрачок) объектива, сканируется через диапазон углов. Это переводит положение пятна, образованного в плоскости изображения, через поле зрения объектива. В случае нетелецентрических линз такой подход к сканированию фокального пятна через плоскость изображения приведет к сильным аберрациям, которые значительно ухудшают качество полученного изображения. Телецентрические сканирующие линзы предназначены для создания пятна постоянного размера в плоскости изображения в каждом положении сканирования, что позволяет сформировать высококачественное изображение образца.

Итак, системы лазерной сканирующей микроскопии объединяют сканирующую линзу с объективом для создания оптической системы с коррекцией по бесконечности. Тем не менее, большинство систем оптической когерентной томографии предназначены для включения сканирующей линзы без объектива. Линзы CLS-SL, SL50-CLS2, SL50-2P2 и SL50-3P были оптимизированы для использования в системах конфокального лазерного сканирования и многофотонной микроскопии, а семейство LSM отлично подходит для использования в системах обработки изображений ОКТ. Ниже представлен краткий обзор сканирующих систем без объектива и с его наличием.

Рисунок 7. Схема положения телецентрического объектива (фокусное расстояние 200 мм) и сканирующей линзы SL50-2P2. Диаметр входного зрачка в плоскости сканирования не превышает 4 мм. Scan Plane – плоскость сканирования. Scan Lens – сканирующий объектив. Intermediate Plane – промежуточная плоскость. Tube Lens — объектив. Objective Plane – предметная плоскость

 

Сканирующие объективы в приложениях лазерной сканирующей микроскопии

На схеме показано предпочтительное расстояние между сканирующим объективом и тубусом в приложениях лазерной сканирующей микроскопии. Сканирующее зеркало, расположенное на схеме левее плоскости сканирования, направляет лазерный луч через сканирующую линзу. Угол, при котором лазерный луч падает на сканирующую линзу, определяет положение фокального пятна в промежуточной плоскости изображения, которая расположена между сканирующей линзой и трубчатой ​​линзой ITL200. Тубус объектива расположен таким образом, чтобы свет собирался и коллимировался (фокус находится на бесконечности). Коллимированный свет фокусируется в плоскости образца. Рассеянное излучение, поступающее от образца, собирается объективом и попадает на детектор.

 

Рисунок 8. Совместное использование CLS-SL и ITL200 и применение объектива в ЛСМ. Scan Plane – плоскость сканирования. Principal Planes of Scan Lens – общее положение сканирующих линз. Intermediate Image Plane – промежуточная область визуализации. Objective Pupil Plane – плоскость входного зрачка. Scan Distance – расстояние сканирования. Objective Distance – фокусное расстояние объектива

 

Отличительной и довольно важной особенностью этой оптической системы является коллимированный свет, который создается в результате совмещения сканирующей линзы с объективом. Положение объектива по отношению к плоскости образца можно менять без влияния на качество визуализации, благодаря чему конструкция становится более гибкой.

Если не использовать объектив, сканирующая линза должна будет выполнять обе функции, и тогда промежуточная плоскость изображения стала бы плоскостью образца в том числе, из-за чего исчезла бы возможность свободно перемещать плоскость образца.

Приведенное изображение показывает связь между расстоянием сканирования и фокусным расстоянием объектива. В идеальной 4f-системе минимальное расстояние сканирования d1 = 52 мм, а d2 = f2. Конечно, на практике обязательно присутствуют отклонения от этих значений. Например, во многих микроскопах расстояние d2 не совпадает с фокусным расстоянием f2, поэтому может потребоваться регулировка расстояний. На рисунке ниже показано расстояние сканирования при перемещении объектива на небольшое расстояние δ1 и δ2 соответственно. Соотношение между этими значениями составляет δd1 = -δd2*(f1/f2)2.

 

Рисунок 9. Перемещение плоскости образца в лазерных сканирующих микроскопах

Сканирующие объективы в ОКТ

Объективы лазерной сканирующей микроскопии нашли широкое применение в оптической когерентной томографии (ОКТ). Чтобы получать качественные картины, в ОКТ важно сохранять согласование между длиной волны, парфокальным расстоянием, сканирующим расстоянием, входным зрачком и сканирующим углом. Вообще, чем больше диаметр входного пучка, тем меньше размер сфокусированного пятна. Однако, несмотря на виньетирование и/или увеличение аберраций, диапазон углов сканирования уменьшается с увеличением диаметра луча. Лучи, диаметр которых меньше диаметра входного зрачка, создают большие пятна фокусировки; а пятна от луча большего диаметра как бы урезаются.

Для систем обработки изображений с одним гальваническим зеркалом в центре входного зрачка сканирующей линзы совпадает с точкой поворота зеркала. Когда используется одно зеркало, расстояние сканирования измеряется от монтажной поверхности объектива до точки поворота зеркала. Это показано на иллюстрации ниже.

В системах обработки изображений с двумя зеркалами (одно для сканирования в направлении X и одно для сканирования в направлении Y), входной зрачок расположен между двумя зеркалами, как показано на схеме. Расстояние сканирования — это расстояние от поверхности объектива до точки поворота зеркала, ближайшего к объективу (d1), плюс расстояние от точки поворота этого зеркала до входного зрачка (d2). Важно минимизировать расстояние между двумя зеркалами, так как когда входной зрачок и точка поворота не совпадают, качество изображения ухудшается. Это главным образом связано с изменением длины оптического пути, когда луч сканируется по образцу. Ниже приведены схемы систем обработки изображений, содержащих одно и два гальванических зеркала.

Рисунок 10. Система обработки изображений с одним гальваническим зеркалом. 2D Galvo Mirror – гальваническое зеркало. Entrance Pupil – входной зрачок. Scanning Distance – расстояние сканирования. Parfocal Distance – парфокальное расстояние

Рисунок 11. Система обработки изображений с двумя гальваническими зеркалами

 

© Thorlabs Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

 

 

Компоненты микроскопа

Рассмотрим основные компоненты микроскопа. На рис. 1 и 2 приведены основные компоненты биологического микроскопа.

Обсудим функции каждого из этих компонентов и их взаимосвязь.

Окуляры

Первая характеристика окуляров — увеличение, указанное сверху или сбоку окуляра: 10х, 15х и т. п., которое составляет часть общего увеличения микроскопа. Последнее же равно произведению увеличения окуляра и объектива. Таким образом, общее увеличение микроскопа при использовании 10-кратного окуляра равно 10 х 10 = 100х. Вторая характеристика — вынос выходного зрачка, то есть расстояние от последней поверхности окуляра до плоскости изображения, которое появляется в микроскопе. Это расстояние обычно составляет величину от 15 до 24 мм. Последнее расстояние для исследователей, которые вследствие астигматизма постоянно носят очки. Для остальных наблюдателей это расстояние колеблется от 15 до 18 мм. Обычно в окулярах имеется посадочное место для установки в них сеток для измерений или других целей. Это приводит к уменьшению поля зрения. Заметим, что именно окуляр (а не объектив) определяет размер поля зрения микроскопа.

Бинокулярная насадка

Насадка позволяет настроить расстояние между её окулярами до величины межзрачкового расстояния наблюдателя. Бинокуляр обычно включает в себя один подвижной (для настройки) тубус. Некоторые фирмы выпускают бинокулярные насадки с двумя перемещаемыми тубусами.

Настройка расстояния между окулярами осуществляется следующим образом. Глядя в окуляр фиксированной окулярной трубки, при помощи винтов грубой и точной фокусировки сфокусируйтесь на объект при использовании объектива 10х. Затем закройте этот глаз и, глядя другим глазом во второй окуляр, путем перемещения подвижного тубуса настройте фокусировку так, чтобы изображение было видно столь же резко, как и первым глазом. Разведите окуляры на расстояние шире, чем между вашими глазами, а затем постепенно сводите их, пока не появится одно поле зрения. Сначала вы увидите отдельные круги, затем они начнут сливаться; когда они будут полностью совмещены, остановитесь. Если сдвинете окуляры слишком близко, то ваше поле зрения окажется ограниченным. Бинокулярная насадка или другое оптическое устройство, введённое в оптический ход микроскопа, могут вносить дополнительное увеличение. Так, при использовании бинкулярной насадки с собственным увеличением 1,5 х будет увеличение микроскопа в указанном выше примере будет равно 10х10х1,5 = 150х.

Объективы

Объектив микроскопа представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Объектив создает изображение, которое рассматривается через окуляр. Поскольку окуляры могут давать существенное увеличение, то и оптические искажения, вносимые объективом, также будут увеличены окуляром. Это накладывает на качество объектива значительно большие требования чем на окуляр. Объективы биологических микроскопов в значительной степени унифицированы и взаимозаменяемы. На взаимозаменяемость в первую очередь влияют механические (присоединительные) параметры объектива. Объектив микроскопа характеризуется номинальным увеличением (как правило из ряда 2,5; 3,2; 4; 5; 10; 20; 40; 63; 100; 120).

Предметный столик микроскопа

Предметный столик микроскопа представляет собой механическое устройство для закрепления на нем предметных стёкол с препаратом и их перемещения, позволяющее переместить любой участок препарата в плоскость поля зрения микроскопа, снабженное рукоятками (с накаткой) для перемещения их вперед — назад (север- юг) и справа (восток-запад).

Эти рукоятки могут располагаться на одной оси (коаксиально) или раздельно; они могут находиться справа или слева — здесь нет единого стандарта для всех производителей. Однако поскольку микроскоп — прибор, предназначенный для работы двумя руками, и бинокуляр, как правило, поворачивается на 360 градусов, то можно повернуть бинокулярную насадку, чтобы перемещать столик другой рукой.

Очевидно, что при выборе участка препарата предметный столик должен перемещаться строго под углом 90 градусов к оптической оси микроскопа. Тогда при перемещении препарата последний будет оставаться в фокусе.

Конденсор

Как показывает название этого компонента , он предназначен для сбора световых лучей от источника света и направления их на препарат. Конденсор всегда имеет ирисовую, регулируемую по размеру диафрагму, которая раскрывается в соответствии с численной апертурой объектива (подобно тому, как расширяется зрачок глаза при переходе человека отсвета к темноте). Кронштейн, в котором закрепляется конденсор, может перемещаться вверх или вниз, обеспечивая его фокусировку. Под конденсатором обычно расположен держатель светофильтра.

Продемонстрируем правильный метод использования ирисовой диафрагмы конденсора. Поместите хорошо знакомый вам препарат на микроскоп и настройте фокусировку при использовании объектива 10х. Поднимите конденсор до упора и затем опустите его примерно на 0,5 мм. Определите часть препарата, для детального исследования которой требуется более высокий контраст. Понаблюдайте за изменениями изображения препарата, открывая и закрывая апертурную диафрагму. При такой настройке становится темнее, но разрешающая способность изображения изменяться не будет. Если вытащить окуляр и посмотреть в тубус на положение диафрагмы, то она будет открыта на 2/3. Тщательно проверьте фокусировку препарата с использованием объектива 10х.

Светофильтр

Светофильтры изготавливаются в основном из матового, нейтрального и различных цветных стекол. Светофильтры обычно устанавливается в выдвижной держатель под конденсором, или иногда после коллекторной линзы осветителя. Они вводятся в оптический ход лучей только в случае необходимости, так как при их введении уменьшается освещенность препарата. Синие светофильтры используются с вольфрамовыми лампами для получения эффекта дневного света, который приятнее для глаз, чем нескорректированный желтый свет. Галогеновые лампы дают свет ближе к белому, поэтому с ними можно использовать более тонкие синие светофильтры. Для фазового контраста предназначен зеленый светофильтр, однако, согласно недавним исследованиям, могут быть полезны и светофильтры других цветов. Помните от светофильтров должна быть реальная польза. Если же ее нет — устанавливать их не нужно. Любой дополнительный элемент в оптическом ходе лучей поглощает свет, а недостаток освещения всегда создаёт проблемы при работе с микроскопом.

Осветитель

Сейчас сложно найти микроскоп без встроенного осветителя. Осветитель находится, как правило, в основании микроскопа и имеет коллекторную линзу, которая направляет свет на конденсор. Если в осветителе имеется ирисовая диафрагма , то она служит для настройки размера освещённого поля и называется полевой диафрагмой. Лампа имеет низкое напряжение (менее 6 или 12 В, или напряжение в сети от настенной розетки), снабжена трансформатором с возможностью регулировки яркости; лампа 6 или 12 В имеет регулятор яркости или резистор для ограничения освещенности препарата. Распространенная ошибка в конструкции недорогих микроскопов- отсутствие регулятора яркости лампы 6 или 12 В и настройка интенсивности освещения при помощи ирисовой диафрагмы конденсора. Это неправильно! Ирисовая диафрагма регулирует лишь контраст изображения (существенное закрытие этой диафрагмы приводит, кроме того, к ухудшению разрешающей способности микроскопа). Таким образом, оптимальным вариантом изменения освещенности изображения является регулировки яркости источника света. Большинство ламп низкого напряжения — галогеновые лампы. Они имеют вольфрамовую нить, выделяющую пары металла, которые взаимодействуют с парами йода и оседают на нити. Благодаря этому внутренняя поверхность лампы остается чистой, а яркость — постоянной на всем протяжении срока эксплуатации лампы. Однако взаимодействие паров увеличивает давление внутри лампы, поэтому лампа изготовлена из кварцевого стекла. При замене лампы её необходимо очистить перед включением и нагревом. Связано это с тем, что пальцы оставляют следы на кварцевом стекле, тем самым снижая количество света, который проходит через конденсор. Как узнать, достаточно ли освещения для работы с микроскопом? Включите весь свет. Если после этого вам придётся уменьшить яркость, то освещения достаточно. Всем лампам низкого напряжения необходим нагрев в течение двух-трех минут. Обычно, если вы включаете осветитель при самом низком напряжении, свет виден. Затем выберите или подготовьте препарат, поместите его на столик и настройте фокусировку для объекта 10х — за это время лампа достаточно нагреется, чтобы можно было повысить напряжение до необходимого значения.

Не поднимайте напряжение выше необходимого. Это продлит срок службы лампы. Хорошее правило для продления срока эксплуатации осветителя микроскопа: если вы отходите от микроскопа на достаточное время, чтобы лампа могла остыть, выключите осветитель. Если времени для полного охлаждения лампы не хватит, снизьте напряжение до минимального, но не выключайте её.

Механизмы фокусировки

На корпусе микроскопа находятся винты грубой и точной фокусировки. Они могут располагаться отдельно или соосно (коаксиально), при этом винт механизма грубой фокусировки больше по диаметру винта точной фокусировки и расположен ближе к штативу.

Микроскоп — прибор, с которым работают двумя руками: одной рукой настраивают винты фокусировки, второй — перемещают предметный столик с препаратом. Поэтому винты фокусировки расположены с двух сторон.

#обучение

Увеличение и разрешающая способность светового микроскопа

Микроскоп – сложная оптическая система, позволяющая увеличивать изображение исследуемого объекта с десятки и сотни раз. У всех них есть принцип действия, а также характеристики, от которых зависит сфера работы каждого увеличительного прибора.

Увеличение микроскопа

Работа со световым микроскопом проводится для получения изображения под увеличением. Различают несколько его типов: объектив, окуляр, а также диапазон увеличения. Также у современного оборудования есть и цифровое.

Во сколько раз увеличивает световой микроскоп?

В обычном устройстве установлены две линзы, которые являются короткофокусными. Это окуляр и объектив.

Окуляр – это часть увеличительного прибора, устанавливаемая в окулярный узел, куда непосредственно смотрит исследователь. Его кратность в среднем составляет 10-20, величина этого параметра зависит от марки и вида прибора. Эти элементы могут быть съемные, а могут и быть установлены стационарно.

Как определить увеличение светового микроскопа?

Увеличение изображения, обеспечиваемое световым микроскопом, соответствуют произведению усиления окуляра и объектива. То есть изображение, которое мы видим при увеличении объекта, является совместной работой одного и второго элемента.

Объективы же – это элементы, которые также имеют в совеем составе увеличительные линзы. Данная конструкция закреплена на револьверном блоке, на котором может быть несколько объективов.

Например, если окуляр имеет значение кратности 10, а объектив – 20, то общее увеличение составляет 200 крат. Чтобы добиться необходимого размера, стоит поставить лишь подходящие оптические элементы. Однако, есть и ограничения в этом показателе.

Во сколько раз он увеличивает изображение максимально?

Даже самые современнее и мощные микроскопы не смогут увеличить объект свыше 2000 крат, так как изображение будет просто нечетким, и его визуализация будет невозможна.

Цифровое увеличение же зависит от возможности камеры, а также параметров экрана, на который будет выводиться изображение.

Поле зрения микроскопа

Поле зрения является параметром, характеризующий предельно максимальный диаметром области, который может быть визуализирован человеческим глазом при исследовании через окуляр. Зависит поле зрения от:

  • Характеристик окуляра;
  • Особенностей объектива;
  • Диаметра тубуса.

Данную величину можно рассчитать в миллиметрах, если исследовать миллиметровую шкалу линейки через микроскоп, при этом поле зрения не зависит от кратности увеличения окуляра.

Диаметр выходного зрачка микроскопа

Для того, чтобы определить такой показатель, как диаметр выходного зрачка, необходимо применение динаметра Рамсдена. Также для измерения такой величины может использоваться диоптрийная трубка со стеклянной шкалой. В фокальной плоскости анной лупы расположена сетка, цена деления которой составляет 0,1 миллиметр.

Разрешающая способность

Важными параметрами для увеличительного оборудования является и разрешающая способность светового микроскопа.

Смыслом определения разрешающая способность светового микроскопа, является возможность оптической системы четко различать две рядом расположенные точки. Это минимальное расстояние, расположенное между двумя точками, различающимися отдельно друг от друга.

Есть пределы разрешения светового микроскопа.

Максимальная разрешающая способность равна 0,25 мкм, это предел разрешающей способности светового микроскопа.

Если не достигнут предел разрешения светового микроскопа, то ее можно увеличить. Это возможно путем увеличения апертуры объектива или уменьшением длины волны света.

Полезное увеличение

Это показатель, который определяет увеличение, способное увидеть глазом исследователя, равное разрешающей способности прибора.

Это означает, что разрешающая способность человеческого глаза равна такому же показателю увелиивающего устройства. Для того, чтобы определить максимальную разрешающую способность объектива, необходимо подобрать от 500 до 1000 крат.

Минимальное полезное увеличение – это числовая апертура, помноженная на 500. Соответственно, максимальное увеличение – это числовая апертура, умноженная на 1000. Использование значений, менее минимальных, не даст возможности использовать разрешающую способность в полном объеме, а работа на больших параметрах не дать более четкого изображения изучаемого объекта.

Какие органоиды можно увидеть в световой микроскоп?

При помощи него можно довольно детально изучить структуру и строение клетки и ее органелл. В стандартный световой микроскоп можно увидеть рибосомы, комплекс Гольджи, который был открыт именно при помощи данного оборудования Камилло Гольджи, ядро, вакуоли, митохондрии, хлоропласт. Также прекрасно визуализируется клеточная стенка.

При выборе такой аппаратуры очень важно понимать ее сферу применения, так как для школьной лаборатории вполне достаточными параметрами обладает обычный световой микроскоп, а для научно-исследовательской, медицинской лаборатории, его мощности будет недостаточно для достижения всех поставленных целей. Среди такой техники можно выделить оптические, электронные, рентгеновские микроскопы, сканирующие оптические микроскопы ближнего поля и другие.

Объектив для микроскопа 130Х (пробуем на экшн камере и CCTV)

Добрый день (опционально вечер/ночь).

Наконец-то решился я сделать себе достойный микроскоп для пайки, что из этого вышло смотрим под кат.

Предыстория


Ранее я уже ставил разные опыты с объективами для экшн камеры. С ними можно ознакомиться из этих обзоров:

1. Вариофокальный объектив для экшн камеры
2. 4K широкоугольный объектив для экшн и камер видеонаблюдения

А так как я данную камеру (EKEN H9) использую вообще для всего и всюду, то решил попробовать нормально паять с нормальным объективом.

Был прикуплен данный объектив.

Как обычно, предупреждение:

Вся ответственность, а именно самостоятельное проникновение в корпус готового изделия с последующим нарушением его целостности работоспособности, лежит на человеке совершившим это действие.

Внешний вид


Продавец предлагает на выбор разные модели, я же не хотел переплачивать решил сначала попробовать 130Х, что о ней пишет сам продавец:

Коэффициент масштабирования: 15: 1
Кратность увеличения: 1X ~ 130X
Материал: 2,4 мм-36 мм
Рабочее расстояние: 55-570 мм
Фокусное расстояние: 110 мм
Крепление: 28 мм (C-mount)

Обещает большую площадь наблюдения. У продавца стоит спросить о кольце крепления самого объектива, насколько понял я то они бывают разных диаметров.

Я же решил взять с кольцом в 50мм:

Диаметр объектива составляет 30 мм, без учета накатки:

Пизанская башня установлена так за счет своей кривой крышки объектива.

Внутри тубуса, по ложбинам бегает группа линз, изменяя фокусное расстояние:

У объектива присутствует возможность использования дополнительных, увеличительных колец, в качестве насадки для наращивания:

А еще туда можно в крутить еще один объектив, я пробовал это сделать с объективом от камеры CCTV.

Пример вида на камере без лицевой панели:

Пример вида на камере с лицевой панелью и установленным удлинителем на 10мм (о нем будет ниже):

Скажу честно, я по-разному считал для этого объектива увеличение и получал либо странные цифры, либо результаты близкие к 100 крат, я в итоге не смог полноценно оценить кратность и решил не вводить Вас в заблуждение. Все полученные материалы несут чисто визуальный характер.

Изготавливаем стойку


Стойка будет делаться из старого фотоувеличителя Ленинград, достать такое сейчас можно на всяких барахолках, или если Ваш родственник занимался фотографией:

Установленный пантограф, на проекционный стол:

Обязательно требуется подсветка рабочей зоны, в качестве подсветки можно купить готовый модуль для микроскопов, либо изготовить самому.

Конечно я выбрал второй вариант, он так сказать переходной, буду заказывать хороший свет.

Все было сделано на коленке в считанные минуты из СД ленты:

На удивление света достаточно, но это не панацея.

Для того, чтобы все это дело присоединить к экшн камере я буду использовать вот такой переходник:

Эти кольца переходники, если дешевые, то идут без ИК фильтра, и тут либо заказываем с данным фильтром, либо колхозим, я же колхозил из того что было, а был у меня в закромах один ИК фильтр, не обессудьте, когда его приклеивал дрогнула рука и он ушел криво, но полностью перекрывает глазок:

Стоит учесть, что возможно не все камеры будут совместимы с этим переходником, показанным выше, например на своей, придется снять лицевую панель, для того чтобы использовать с лицевой панелью я докупил удлинительные кольца на М12, вот такие:

Одного такого кольца, будет достаточно, для того чтобы встала на место лицевая панель (с кольцами вышел конфуз, они очень сильно меняют фокусное расстояние, использовать микроскоп можно лишь в случае нижнего положения 200мм, все что выше будет вне фокуса).

Вообще сразу скажу, что существуют специальные видео-модули, позволяющие транслировать изображение прямиком в монитор, ну и само-собой камеры видео-фиксации правонарушений тоже можно применять, оба этих представителя камер используют стандарт C-mount (28мм).

Пример камеры заточеной для подобных наблюдений:

У меня есть подобная камера, вещает в PAL сейчас уже сложно сказать на сколько мегапикселей там сам сенсор, ибо документации уже не найти на нее, но картинку через Video RCA, показывает достойную для своих лет. Ее мы тоже проверим:

Подключаться аналоговая камера будет через DVR систему наблюдения, если что можно и захват производить с него же, но работать все же планирую через EKEN.

Далее требуется установить кольцо — переходник, которое идет в комплекте с объективом микроскопа. Тут мне очень повезло, что крепление объектива на фотоувеличителе имеет такой же диаметр как кольцо переходник, была произведена посадка с натягом, вот что получилось:

Далее вставляем туда объектив и центруем его прижимными винтами:

На следующих снимках можно оценить то, как выглядят установленные камеры:

Очень хорошо вписались, нигде ничего не мешает и не задевает, единственное НО, экшн камера питается через microusb, а подключается через переходник HDMI, проблема в том, когда камера активна, питание на нее подать нельзя по причине довольно громоздкого HDMI переходника. Для решения этой проблемы был заказан угловой кабель для камеры:

Меня пока не особо напрягает потому что есть в наличии 5 батарей на камеру, но для удобства надо.

Я не стал пользоваться комплектным столом, это не удобно, он занимает много места, я использовал простой зажим винтовой для крепления стойки пантографа к рабочему столу, это сэкономит пространство и повысит удобство, всегда можно будет отодвинуть в сторону саму стойку с микроскопом. На фотографиях ниже представлено максимальное и минимальное расстояние пантографа, пока все тестировал подключал напрямую к телевизору для оценки:

Для камеры CCTV:

Максимальное расстояние:

Минимальное расстояние:

В общем я от нее не ожидал многого, и сразу отказался, очень мелкие вещи сливаются, несмотря на увеличение, сенсор очень слаб для таких вещей.

Для камеры EKEN:

Максимальное расстояние:

Минимальное расстояние:

Минимальное расстояние составляет 200мм для обоих камер, при этом уже можно вполне работать, если оно слишком велико, то достаточно будет настроить пантограф на среднее расстояние и работать будет уже легче в разы.

Примеры работы с камерой EKEN H9


Примеры записывал со старого ноутбука, у него очень низкое разрешение матрицы, поэтому не обессудьте. В любом случае я остался доволен результатом, да и работать буду, подключив к FHD монитору.

Максимальное увеличение:

Минимальное увеличение:

Вывод


Увеличение этого микроскопа меня полностью устроило, работать на максимальной высоте пантографа я все-равно не буду, даже с удлинительным кольцом, высоты в 200мм мне достаточно, для комфортной работы.

Недостатков у набора я не заметил, все изготовлено на очень профессиональном уровне. Остается лишь свет докупить человеческий.

О том, есть ли там реальные 130 крат, не думаю, что это так.

Микроскоп объективы — Справочник химика 21

    Скорость всплывания пузырьков и их размер определяли также фотографическим методом. При фотографировании применялась боковая импульсная подсветка, дающая вспышку света через определенные промежутки времени. Пленки расшифровывались при помощи микроскопа МИР-12, соединенного с микрометрической насадкой. Цена деления шкалы наса. ки определялась объект-микрометром, Истинный диаметр пузырька определялся при помощи калибровочного графика, полученного путем фотографирования стальных шариков известного диаметра при том же способе подсветки, что п при фотографировании пузырьков. [c.20]
    Влияние свойств пористого слоя на скорость фильтрования нередко выражают посредством параметров, определяющих его структуру, в частности эквивалентного размера пор, пористости слоя, удельной поверхности и щероховатости частиц. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя, например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией, ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам, причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду, в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр, называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя, различна для разных типов укладки [39]. [c.24]     Меняя напряжение, оказывается возможным менять длину волны и, соответственно, разрешающую способность микроскопов. Если применяются достаточно большие напряжения, необходимо учитывать релятивистские поправки. Таким образом, длины волн лежат в пределах 0,001Различные модификации электронных микроскопов позволяют разрешать детали объектов до 0,1 нм. Прн изучении размеров частиц в дисперсионных средах такое высокое разрешение не требуется, поэтому используются обычно небольшие напряжения. Исследование малых частиц позволяет получить информацию об их внешней форме и структуре. Изображение фотографируется и по нему определяется угол рассеяния электронов 0, связанный с размером чистицы г простым соотношением д = к г. [c.102]
    Оборудование и реактивы микроскоп объектив-микрометр окуляр-микрометр пипетка вместимостью 1 мл цилиндр вместимостью 100 мл мешалка Кремнева для приготовления эмульсии бюретка вместимостью 25 мл стакан вместимостью 50 мл стеклянная трубка-отборник диаметром 5 мм раствор олеата натрия концентрации 10 мае. долей, % раствор желатины концентрацни 5 мае. долей, %, [c.215]

    Принципиальная схема действия микроскопа показана на фиг. 16. Микроскоп состоит из двух основных частей — объектива и окуляра. Расстояние Д между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра называется оптическим интервалом (или оптической длиной тубуса) микроскопа. Объект А В располагается обычно перед объективом на расстоянии не ближе фокусного расстояния последнего и не более чем двойная величина его. Объектив дает действительное увеличенное перевернутое промежуточное изображение А В на расстоянии оптического интервала А от своего заднего фокуса. Это изображение находится вблизи переднего фокуса окуляра и рассматривается глазом наблюдателя через окуляр, как через лупу. [c.59]

    Несмотря на некоторую общность оптической схемы, условия формирования изображения в световом и электронном микроскопах принципиально различны. В световом микроскопе изображение получается, главным образом, вследствие различной поглощающей способности световых лучей отдельными элементами объекта. Многие препараты, особенно биологические, во всех своих частях одинаково прозрачны для видимого света, поэтому их наблюдение в микроскопе затруднено. Если предварительно избирательно окрасить объект, то он начинает поглощать больше света по сравнению с окружающим бесцветным фоном и становится ясно видимым. В электронном микроскопе объект не должен заметно поглощать электроны. Взаимодействие электронов с объектом должно носить характер упругих столкновений, т. е. энергия электронов при прохождении через объект не должна существенно изменяться. Формирование контраста изображения связано с разной степенью рассеивания электронов различными участками объекта. [c.171]

    Измерив объект с помощью линейки окулярного микрометра, умножают число делений на значение этой величины в микрометрах при данном увеличении. Яйца гельминтов измеряют при большом увеличении микроскопа (объектив 40х). Перед исследо- [c.376]

    Другие способы получения углеродных реплик. Ранее уже отмечалось, что при облучении в электронном микроскопе объекты покрываются углеродной пленкой. Поэтому, если после просмотра в микроскопе препарат растворить прямо на подложке, и затем снова поместить сетку Б микроскоп, то в ряде случаев можно наблюдать углеродную реплику с только что изученного препарата. В разделе Реплики с извлечением на стр. 115 приведен пример такого исследования. Недостатками этого способа являются необходимость сравнительно длительного облучения и возможность разрушения препарата электронным пучком. Поэтому были предприняты попытки наносить на объект углеродсодержащие соединения перед облучением в микроскопе. С этой целью на объекте проводили адсорбцию органических веществ, например, метиленовой голубой [100], а также было предложено смачивать образец тонким слоем лака [105] или водного раствора декстрина [106]. Хотя авторами были получены удовлетвори- [c.103]

    Лампочка через конденсор освещает шкалу 3 с тремя двойными штрихами, нанесенными по вертикали. Изображения этих штрихов зеркалом 4 направляются в объектив 2 главного микроскопа. Объектив проектирует эти штрихи в плоскость штриховой сетки 1 окулярной головки. Зеркало 4, соединенное с рычагом, может качаться вокруг горизонтальной оси. Рычаг имеет на конце измерительный наконечник 5 с шариком 7, контактирующим с измеряемым объектом 6. Пружина 8, создающая измерительное усилие, обеспечивает постоянный прижим шарика к поверхности измеря емого объекта. При смещении шарика поворачивается зеркало и смещаются изображения двойных штрихов в поле зрения. [c.258]

    При определении видов и для оценки физиологического состояния организмов необходимо знать размеры организмов. Измерять их надо окуляром-микрометром. Предварительно надо установить, чему соответствует одно деление окуляра-микрометра при данном увеличении. Для этого сначала помещают под микроскопом объект-микрометр и, достигая резкой установки шкалы (сильно затемняют), отсчитывают число делений объекта-микрометра, приходящихся на известное число делений окуляра-микрометра таким образом вычисляют абсолютное значение одного деления окуляра-микрометра (рис. 25). Затем объект-микрометр снимают со столика микроскопа, заменяют исследуемым препаратом и измеряют размеры организмов [c.203]

    Оптическая схема этого прибора показана на рис. 141, а его общий вид на рис. 142. Свет от лампы накаливания 1 с толстой нитью (12 в, 30 вт) падает на две осветительные конденсорные системы 2 и 11. Конденсором 2 один пучок света направляется на призму полного внутреннего отражения 3. Последняя поворачивает пучок кверху в объектив 4 микроскопа. Объектив фокусирует пучок на фотографической пластинке 5. На пластинке получается яркое изображение конденсора 2, уменьшенное до диаметра 3 мм. Над фотопластинкой помещен второй проекционный объектив 6, который дает увеличенное в 20 раз изображение освещенной [c.220]


    При определении видов и для оценки процесса очистки необходимо знать размеры организмов. Измерять их надо с помощью окуляр-микрометра. Предварительно надо установить, чему соответствует одно деление окуляр-микрометра при данном увеличении. Для этого сначала помещают под микроскопом объект-мик- [c.158]

    Принципиальная схема светового микроскопа представлена на рис. V. 1 а. Обычный микроскоп представляет собой двухступенчатый оптический увеличитель. В нем имеется система линз, называемая объективом 4, которая проектирует увеличенное изображение объекта S. Это промежуточное изображение 5 увеличивается другой системой линз — окуляром 6, через который ведет наблюдение исследователь. Объектив и окуляр помещены в тубусе микроскопа на одной оптической осн. Для устранения нежелательных дифракционных эффектов и обеспечения должной разрешающей способности предназначена система линз конденсора 2, благодаря которому пучок света от лампы / концентрируется в плоскости исследуемого объекта. Конечное изображение 7 регистрируется на фотопластинку 8. [c.248]

    Для того чтобы с помощью микротома получить очень тонкий срез, необходимо, чтобы материал бьш залит в соответствующую опорную среду. При приготовлении препаратов для световой микроскопии объекты заливают в пара- [c.213]

    Метод Мари п Тона. Метод изгиба катода использовался также Мари и Тоном [18], причем отклонение нижнего конца катода наблюдалось при помощи микроскопа, объектив которого был направлен на свободный конец электрода. [c.94]

    I объектов, к которым принадлежат предметы, видимые в оптиче- — ский микроскоп или невооруженным глазом, [c.16]

    Частицы мыла в алюминиевых смазках при рассматривании их в электронный микроскоп кажутся очень мелкими и не имеют определенной формы (рис. 12, 1, е). Они, по-видимому, образуют непрочные полимерные цепи, распадающиеся при изготовлении объектов для исследования в электронном микроскопе. [c.656]

    Электронная микроскопия по сравнению с другими методами, применяемыми для исследования структуры высокодисперсных и пористых тел, отличается тем, что позволяет видеть изучаемый объект. Если данные других методов необходимо так или иначе интерпретировать для получения упрощенных схематизированных представлений о структуре тел, то электронная микроскопия в известной области размеров свободна от этого ограничения [78—97]. [c.308]

    Электронная микроскопия позволяет получать информацию о распределении частиц по размерам при минимально определяемом на практике диаметре частиц до 1 нм. Метод трудоемок в части подготовки объекта для съемки и обработки его результатов. Для получения надежных данных обычно на электронной микрофотографии определяют размеры приблизительно тысячи случайно выбранных частиц. [c.376]

    Электронно-микроскопический анализ. Этот метод дает представление о строении кристаллических областей в асфальтенах и дает наглядную картину об их надмолекулярной организации. Исследования выполняются в просвечивающих и сканирующих (растровых)- электронных микроскопах [329, 330]. Просвечивающие электронные микроскопы позволяют одновременно получать как электронно-микроскопический снимок, так и электронограмму в области больших и малых углов. Разрешающая способность их составляет 15—2 нм, а для сканирующих микроскопов 3—5 нм. Пучок электронов вызывает значительный разогрев и даже плавление образцов, поэтому просвечивающая электронная микроскопия применяется для объектов, имеющих незначительную толщину,— несколько десятков нанометров. Для этого образцы специальным образом готовят получают либо тонкие пленки, либо с помощью ультрамикротомов готовят срезы толщиной 10—20 нм. Из косвенных методов для исследования структуры асфальтенов получил распространение метод реплик. Для исследования используют мелкодисперсные порошки асфальтенов [325] или растворы в бензоле [319]. В первом случае асфальтены помещают на угольную (аморфную) подложку на медной сетке. С целью определения фоновых микропримесей проводят контрольные съемки пустой подложки. Во втором случае бензольные 0,1 % растворы асфальтенов диспергируют на поверхность полированного стекла с частотой излучателя 35 кГц. Далее стекло.с пленкой асфальтенов помещают в вакуумный пост и растворитель откачивают в течение 20 мин. Для контроля сходимости результатов с поверхности пленки асфальтенов получают реплику двумя способами. Одноступенчатая реплика образовывается напылением угольной пленки, а двухступенчатая — чистого алюминия толщиной не менее 0,2 мм. Затем асфальтеновую пленку растворяют в бензоле и отдельную угольную реплику оттеняют платиной. Во втором случае на обратную сторону отдельной алюминиевой фольги напыляют платиноугольную реплику толщиной 20—30 нм, а алюминиевую фольгу затем растворяют в азотной кислоте [331]. [c.158]

    С появлением электронной микроскопии неоднократно предпринимались попытки обнаружения коллоидных частиц в нефтях. Однако при исследовании под микроскопом сырой нефти никакие частицы обнаружить не удавалось. Если в процессе приготовления препаратов к нефти добавлялся в качестве растворителя петролейный эфир или бензол, то уже можно было наблюдать частицы размером 100 А это явление принималось за осаждение. В то время на вооружении были электронные микроскопы, которые позволяли фиксировать частицы размером 32 А [35,36]. Когда в качестве объектов исследований были выбраны асфальтовые вещества и были применены специальные методики приготовления препаратов для наблюдения под микроскопом, появилась возможность наблюдать частицы размером от 50 до 100 А. Размеры наблюдаемых агрегатов, в зависимости от природы исходных асфальтенов, изменялись в пределах 50—150 А, причем в асфальтенах, выделенных из окисленных остатков, можно было обнаружить образование и рост коллоидных частиц [37, 38]. [c.201]

    La toba terium a idophilum образует мелкие колонии в глубине среды, которые следует просматривать под микроскопом (объектив 8Х). Они имеют вид рыхлых тонковолокнистых скоплений неправильной формы, напоминающих кусочки ваты или мха. Иногда их называют паучками. Из характерных колоний, расположенных изолированно от других, готовят фиксированный препарат и петлей делают посев в стерильный обрат. [c.209]

    При посеве суспензии из сметаны на агаровые среды Выявляется преимущественно Str. la tis. который образует поверхностные и глубинные колонии. Первый — мелкие, точкообразные, диаметррм 1 мм, выпуклые, голубоватые, прозрачные. Глубинные колонии имеют форму чечевицы. Колонии Str. la tis просматривают под микроскопом (объектив 8х). Характерные колонии отмечают на чашке Петри восковым карандашом. Из них готовят препарат для микроскопирования, а затем петлей делают пересев в стерильный обрат в в пробирках, которые ставят в термостат при 30°С. [c.210]

    Световая микроскопия. Световой микроскоп имеет сухой и иммерсионный объективы. Сухой объектив с относительно большим фокусным расстоянием и слабым увеличением обычно применяют для изучения относительно крупных биологических и гистологических объектов. При изучении микроорганизмов используют главным образом иммерсионный ( погружной ) объектив с небольшим фокусным расстоянием и более высокой разрешающей способностью (увеличение бОх—ЮОх). При иммерсионной микроскопии объектив погружают в масло (кедровое, персиковое, иммерсиол и др.), показатель преломления которого близок к показателю преломления стекла. В этом случае лучи света, пройдя через предметное стекло, не меняют своего направления и не рассеиваются, а попадают в объектив (рис. 1.1, й). Разрешающая способность иммерсионного объектива около 0,2 мкм. Максимальное увеличение современных оптических микроскопов достигает 2000х-3000х. [c.8]

    Тонкость отсева может быть непосредственно определена микроскопическим анализом и, косвенно — седи-ментациоиным анализом фильтрата. Несмотря на достоинства пер1В0Г0 метода, как прямого способа измерения, он применяется ограниченно, вследствие своей трудоемкости, которая усугубляется при малой концентрации частиц в фильтрате. Для анализа пригоден наиболее распространенный тип учебного, биологического микроскопа с 600-кратным и меньшим увеличением. Капля исследуемой суспензии наносится на предметное стекло и закрывается покровным стеклом. В качестве предметного стекла удобно использовать камеру Горяева или Бюркера, которые применяются в практике медицинских исследований, и обеспечивают толщину рассматриваемого слоя суспензии 0,1 мм. Крестообразный столик СТ-5, в держателях которого закрепляется предметное стекло, и вместе с которыми оно может перемещаться в двух направлениях, позволяет просматривать в проходящем свете последовательно отдельные участки слоя суспензии. В окуляр микроскопа предварительно помещается окулярная сетка — стекло с нанесенной на него сеткой. Цена деления окулярной сетки при выбран-НО.М увеличении микроскопа определяется по объект-микрометру, помещаемому на предметный столик микроскопа. Цена деления на стекле объект-микрометра 0,01 мм. [c.43]

    При тепловом контроле интефальных микросхем, перемещение осуществляется с помощью двухкоординатного микрометрического столика, визуальный конфоль — с помощью всфоенного микроскопа. Объектив обеспечивает увеличение от х 10 до х 40, при этом достигается линейное разрешение 60. .. 20 мкм, температурное разрешение 0,2. .. 1 °С. В усилительном усфойстве обеспечена линейная зависимость выходного напряжения от измеряемой температуры, что позволяет измерять температуру изделий. [c.538]

    В результате этих и других работ было твердо установлено, что при облучении в микроскопе объектов в обычных условиях они покрываются слоем углерода. Толщина углеродной пленки в зависимости от условий увзличивается на 1—10 А в 1 мин. благодаря крекингу под действием электронного пучка паров углеводородов, которые всегда в небольших количествах имеются в колонне микроскопа (пары смазки и диффундирующие из объема металла углеводороды, захваченные во время технологического процесса). Если работают с микроскопом, имеющим разрешающую способность 30—50 А, это явление не представляет особой опасности оно в одних случаях равноценно постепенному утолщению подложки и не будет сказываться на потере разрешения при не слишком больших экспозициях, а в других случаях будет приводить к постепенному увеличению размеров частиц (если изучают объекты, оттененные тяжелым металлом, то положение будет наиболее благоприятным в связи со слабой рассеивающей способностью углерода по сравнению с металлом). Но для микроскопов с разрешением в несколько ангстрем, появление которых следует ожидать в недалеком будущем, загрязнение объектов углеродом угрожало бы превратиться в лимитирующий фактор и задержать прогресс в этой области. [c.26]

    Для некоторых специальных исследований (например, для изучения деталей строения бактериальной клетки) применяют электронный микроскоп, позволяющий получить изображение с увеличением до ЮООООХ- В электронном микроскопе объект освещается пучком электронов, линзами служат электромагниты. Электронная микроскопия требует специально приготовленных препаратов работа с ним сложна. [c.57]

    Микроструктуру материалов изучают при помощи микроскопов. Современные микроскопы могут давать увеличение в несколько тысяч раз, но в обычной практике товароведных исследований достаточно бывает увеличение в пределах 30—300 раз. При помощи специальных приспособлений к микроскопу (объект-микрохметров и окулярмикрометров) можно определять размеры изучаемых структурных элементов, зарисовывать и фотографировать их. При помощи микрохимических методов можно, наблюдая в микроскоп, изучать химический состав и взаимодействие с различными реагентами исследуемых объектов. [c.16]

    Микроскоп МБС-2 снабжен собственным встроенным осветителем 1 (для бинокулярной лупы МШ можно использовать любой осветитель). На поверхность исследуемого образца бетона карандашом наносят сетку из квадратов 10×10 мм. Все квадраты нумеруют и тщательно просматривают под микроскопом. Сетка позволяет быстро отыскать нужное место. Исследуемый образец 2 помещают на столик микроскопа 3. Образцы большого размера следует ставить непосредственно на рабочий стол под объектив микроскопа. Объектив можно поднять по штативу 4, [c.18]

    Интерфаза. На обычных постоянных препаратах интерфазное состояние ядра характеризуется нежной структурой. хроматина. Хромосомы в это время сильно деспирализованы и не выявляются. Ядра имеют округлую форму и гомогенную зернистую структуру. Из других компонентов ядра хорошо видны ядрышки. При использовании некоторых ядерных фиксаторов, например Бродского, и окрашивании препаратов гематоксилином можно увидеть с иммерсией под микроскопом (объектив 90Х) в ядре растительной клетки хроматиновую сеть и крупные зерна хроматина, образующие хромоцентры. [c.140]

    Принцип инвертированности (перевернутости) заключается в том, что в подобных микроскопах объект наблюдения освещается сверху, наблюдается через объективы, расположенные под объектом. Это конструктивное новшество дало возможность наблюдения живых клеток в культуре, т. е. непосредственно в сосудах, где происходит процесс их роста. Микроскоп обычной оптической схемы исключал возможность тюмещения таких сосудов между столом и объективом из-за недостаточных размеров этого расстояния. [c.26]

    Эффективным средством идентификации параметров и автоматизированного построения моделей пористых сред являются вычислительные комплексы, оснащенные средствами автоматического анализа изображения (ААИ). Принципиальная схема одного из таких вычислительных комплексов показана на рис. 3.3. При помощи передающего телевизионного сканирующего устройства изображение объекта может быть введено в цветном или чернобелом варианте непосредственно с плоскости наблюдения во всех ее видах, т. е., например, с фокальной плоскости окуляра оптического микроскопа, с экрана электронного микроскопа, с экрана телевизора, а также фотографических репродукций и др. Соответственно в схему ААИ может быть включен оптический микроскоп, электронный микроскоп (просвечивающий, эмиссионный или растровый), приемное телевизионное устройство, эпидиаскоп и т. п. Скорость работы современных ААИ более чем на 5 порядков превышает скорость работы человеческого глаза при значительно более высокой чувствительности (свыше 200 точек на [c.125]

    Можно получать как одноступенчатые, так и двухступенчатые реплики. В первом случае реплику получают путем отложения материала непосредственно на образец, во втором — на, поверхность образца наносят пластический материал для предварительного отпечатка, воспроизводящего рельеф затем реплику сниыаюг с поверхности этого отпечатка и исследуют в микроскопе. Повышения контрастности реплики добиваются оттенением (отложение на объективе слоя материала с высокой рассеивающей способностью для электронов). Оттеняющий слой наносят под небольшим углом испарением материала в вакууме. Высокой контрастности достигаюг при использовании урана, вольфра(11а, золота, платины и других веществ. Иногда для оттенения применяют углерод. На рис. 136 дана схема двух основных способов получения углеродных реплик. На рис., 137 показана последовательность операций и возникновение изображения на экране при получении реплик с объектов, образованных контактирующими сферическими частицами. Это часто имеет место при исследовании кага лизаторов и носителей глобулярного строения [78]. [c.309]

    Дальнейшее развитие средств ААИ идет по пути совершенствования эксиериментальных методов визуализации объектов исследования — применения адсорбционных индикаторов для выделения определенных элементов структуры, применения различных люминесцентных индикаторов для визуализации потоков, применения рентгеновских ионных анализаторов в качестве приставок к электронным микроскопам, позволяющих проводить высокоспецифичный анализ распределения химических элементов в структуре [17] и многих других. Одновременно быстро развиваются методы [18] и средства для оптимизации и машинной обработки изображения. Увеличение объема памяти и быстродействия вычислительных машин, примененпе систем искусственного интел.лекта способствует развитию систем распознавания динамических образов и соответственно расширению возможностей анализа быстроиротекающих процессов и построению динамических моделей объектов со сложной пространственной структурой. [c.126]

    Рентгеновские лучи (а также и другие богатые энергией лучи) могут, воздействуя на соответствующие вещества, вызывать выделение видимого света (явление рентгенолюминесцснции). Так, просвечивание рентгеновскими лучами в наше время широко применяется в медицине, в технике при контроле качества металлических изделий и т. д. Поскольку сами рентгеновские лучи не видимы глазом, то, чтобы сделать изображение видимым, на пути рентгеновских лучей устанавливаются особые экраны, покрытые с поверхности химическими препаратами (фосфорами), состоящими большей частью из сульфидов цинка и кадмия с различными активирующими добавками. Эти препараты способны под действием рентгеновских лучей выделять видимый свет, и благодаря этому проекция просвечиваемого объекта на экране становится видимой глазом. В кинескопах различного рода телевизионных установок, в электронном микроскопе и др. подобное же возбуждение происходит под действием направленного электронного луча. [c.557]

    Анализ мацералов. Анализ мацералов служит для выявления различий петрографических компонентов. В нем используют тот же микроскоп, который нужен для построения рефлектограммы, но без фотоумножителя. Подвижная пластина заменена интегратором, который для каждой точки смещает точку наводки на постоянную длину. Наблюдатель определяет петрографический компонент, на который наведен объектив, и фиксирует наблюдение. Простая статистическая обработка данных по нескольким сотням точек позволяет установить долевое участие каждого петрографического компонента в рассматриваемом образце угля. [c.242]


Линза объектива микроскопа — объективы

MLWD-10X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 10x, 0,28 NA, 20 мм, FL € 848

MLWD-10X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 10x, 0.28 NA, 20 мм FL

MLWD-2X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 2x, 0,05 NA, 100 мм FL

В наличии

€ 895

MLWD-2X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 2x, 0.05 NA, 100 мм FL

MLWD-50X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 50x, 0,55 NA, 4 мм, FL € 2 562

MLWD-50X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 50x, 0.55 NA, 4 мм FL

MLWD-5X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 5x, 0,14 NA, 40 мм, FL

В наличии

€ 677

MLWD-5X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 5x, 0.14 NA, 40 мм FL

MLWD-7.5X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 7,5x, 0,21 NA, 27 мм, FL 1 308 €

MLWD-7.5X Объектив микроскопа, большое рабочее расстояние, 7,5x, 0,21 NA, 27 мм FL

Линзы объектива микроскопа | Olympus

Линза объектива — самый сложный и самый важный компонент микроскопа. Многоэлементная конструкция этих линз создает реальное изображение, которое затем видно через линзу окуляра. Линзы объективов для микроскопов Olympus обеспечивают превосходные оптические характеристики в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного диапазона.Типы линз объектива микроскопа, которые у нас есть, различаются по конструкции в зависимости от требований к проверке. MPLFLN-BD был разработан для наблюдения в темном поле и исследования царапин на полированных поверхностях, тогда как SLMPLN идеально подходит для проверки электронных сборок. У нас есть целый ассортимент, специально разработанный для выполнения различных инспекционных задач в различных отраслях промышленности. Независимо от ваших требований, улучшенные объективы для микроскопов Olympus подойдут для вас.

Объективы для микроскопов Olympus

Наша серия объективов MPLAPON Plan Apochromat обеспечивает высочайший уровень хроматической коррекции и разрешения, доступный от Olympus. Гарантированная коррекция аберрации волнового фронта на высоком уровне.

Просмотреть продукт

Наш масляный иммерсионный объектив MPLAPON-Oil Plan Apochromat обеспечивает высочайший уровень хроматической коррекции и разрешающей способности, доступный от Olympus.Превосходная числовая апертура 1,45 обеспечивает беспрецедентное разрешение.

Посмотреть продукт

Наша серия линз MPLN Plan Achromat предназначена для наблюдения в светлых полях и обеспечивает отличный контраст и оптимальную плоскостность по всему полю зрения.

Посмотреть товар

Наша серия линз MPLN Plan Achromat разработана для наблюдения как в светлом, так и в темном поле и обеспечивает превосходный контраст и оптимальную плоскостность по всему полю зрения.

Посмотреть продукт

Объектив MPLFLN имеет хорошо сбалансированные характеристики с полуапохроматической цветокоррекцией, достаточным рабочим расстоянием и высокой числовой апертурой и подходит для самого широкого спектра применений.

Просмотреть продукт

Объектив MPLFLN-BD имеет полуапохроматическую цветокоррекцию и подходит для самого широкого спектра применений. Он специально разработан для наблюдения в темном поле и исследования царапин и потертостей на полированных поверхностях.

Посмотреть продукт

Объектив MPLFLN-BDP от Olympus — один из наших полуапохроматических объективов MPLFLN-BD. Эта универсальная серия обеспечивает высочайшие оптимальные характеристики при наблюдении в поляризованном свете и дифференциальном контрасте.

Посмотреть продукт

Наша линза LMPLFLN является частью нашей серии полуапохроматических изображений Plan, обеспечивая более длинные рабочие расстояния для дополнительной безопасности образцов и наблюдения с повышенным контрастом.

Посмотреть продукт

Наши линзы светлого / темного поля LMPLFLN-BD являются частью нашей серии полуапохроматических изображений Plan, обеспечивающих большие рабочие расстояния для дополнительной безопасности образцов и наблюдения с повышенным контрастом.

Посмотреть продукт

Объектив SLMPLN Plan Achromat обеспечивает высочайшие характеристики с исключительно большим рабочим расстоянием и четкостью изображения, которые вы ожидаете от оптической системы Olympus UIS 2.Идеально подходит для проверки электронных сборок или других подобных приложений.

Посмотреть товар

Линзы Olympus LCPLFLN-LCD оптимальны для наблюдения за образцами через стеклянные подложки, такие как ЖК-панели. Использование оптических корректирующих колец позволяет корректировать аберрацию в зависимости от толщины стекла.

Посмотреть продукт

Наши линзы Plan Achromat с большим рабочим расстоянием LMPLN-IR и LCPLN-IR специально разработаны для оптимального пропускания в ближнем инфракрасном диапазоне (длины волн 700–1300 нм).

Посмотреть продукт

Этот объектив разработан для интерферометров белого света Mirau и поддерживает высокий уровень температурной устойчивости. Оптимизированная числовая апертура 0,8 обеспечивает улучшенный сбор света с рабочим расстоянием 0,7 мм.

Просмотреть продукт

Часто задаваемые вопросы о линзах для объективов микроскопов

В чем разница между окулярными линзами и линзами объектива?

Окулярная линза расположена в верхней части тубуса окуляра, и именно там вы располагаете глаз во время осмотра.Окулярная линза имеет небольшое увеличение, но работает в сочетании с линзой объектива для достижения большего увеличения. Он увеличивает увеличенное изображение, уже полученное линзой объектива, расположенной в нижней части микроскопа. В то время как линза окуляра фокусируется исключительно на увеличении, линза объектива выполняет другие функции, такие как управление разрешением и мощностью микроскопа.

Сколько линз объективов у микроскопа?

Обычно в микроскопе вы найдете три или четыре линзы объектива, которые обычно имеют 4-кратное, 10-кратное, 40-кратное или 100-кратное увеличение.

Что делает линза объектива микроскопа?

Линзы объектива отвечают за формирование первичного изображения, определение качества получаемого изображения и управление общим увеличением и общим разрешением. Они могут сильно различаться по дизайну и качеству.

Как чистить линзу объектива микроскопа?

Чтобы очистить линзу объектива микроскопа, выполните следующие действия: Снимите линзу объектива и поместите ее на плоскую поверхность передней линзой вверх.Сложите кусок ткани хрусталика в узкую треугольную форму. Смочите заостренный конец салфетки очистителем и поместите его на линзу, затем поверните линзу чистящим движением штопором. Сверните ткань для линз и надорвите их, чтобы получился конец, похожий на кисть. Никогда не производите чистку круговыми движениями, вместо этого почистите линзу, а затем используйте другой кусок ткани для удаления влаги. Старайтесь избегать использования абразивной или ворсистой одежды и никогда не протирайте линзы сухим способом. Это может привести к появлению царапин.

Введение в микроскопы и объективы

Знакомство с микроскопами

Микроскоп — это специальное оптическое устройство, предназначенное для увеличения изображения объекта.В зависимости от типа микроскопа он может проецировать изображение либо на человеческий глаз, либо на записывающее или видеоустройство. В качестве примера рассмотрим фотографии клеток, которые можно найти в учебнике естествознания. Все эти фотографии были сделаны с помощью специального микроскопа и могут называться микрофотографиями.

В то время как простейший из микроскопов — это просто увеличительное стекло с одной линзой, сложные микроскопы, используемые сегодня, представляют собой очень сложные устройства с тщательно продуманной серией линз, фильтров, поляризаторов, светоделителей, датчиков и, возможно, даже источников освещения.Точная комбинация используемых оптических компонентов будет зависеть от области применения микроскопа; длина волны света, с которой он предназначен для использования, а также разрешение и увеличение, требуемые для окончательного изображения.

Компоненты микроскопа для простых соединений

Простая лупа (увеличительное стекло) работает, когда исследуемый объект находится в пределах фокусного расстояния линзы лупы, что позволяет создавать более крупное виртуальное изображение. Лупа этого типа очень ограничена как по разрешению, так и по увеличению.С другой стороны, составной микроскоп использует систему ретрансляционных линз вместо одиночной линзы, и, поскольку каждый компонент линзы может вносить увеличивающую силу, в результате значительно увеличиваются возможности.

Два основных компонента линзы — линза объектива и линза окуляра или окуляр — работают вместе для проецирования изображения образца на датчик. Это может быть человеческий глаз или цифровой датчик, в зависимости от настройки микроскопа.

Поскольку объектив находится ближе всего к исследуемому образцу, он передает реальное изображение на линзу окуляра.При этом он обеспечивает базовое увеличение от 4x (для линз сканирующего объектива, обычно используемого для обзора образца) до 100x (для масляных иммерсионных объективов).

Окулярная линза, расположенная в верхней части стандартного микроскопа и рядом с датчиком (принимающим глазом), принимает реальное изображение от окулярной линзы, увеличивает полученное изображение и передает виртуальное изображение на датчик. В то время как большинство окуляров увеличивают в 10 раз, некоторые из них не обеспечивают увеличения, а другие увеличивают до 30 раз.Степень увеличения микроскопа можно рассчитать, умножив силу увеличения окуляра или окулярной линзы на силу увеличения линзы объектива. Например, линза объектива с 10-кратным увеличением, используемая в сочетании со стандартным окуляром (10-кратное увеличение), проецирует изображение образца с увеличением в 100 раз.

Основные сведения об освещении микроскопа

Поскольку непрямая подсветка обычно более эффективна, чем прямая подсветка, большинство микроскопов не имеют внутреннего источника света.Вместо этого они полагаются на дневной свет или на фоновое освещение, такое как лампочка. При освещении светлым полем, также известном как освещение Келера, две выпуклые линзы насыщают образец внешним светом, попадающим сзади. Эти две линзы, коллекторная линза и конденсорная линза, работают вместе, обеспечивая яркий, равномерный и постоянный свет по всей системе: как на плоскости изображения, так и на плоскости объекта. Эта система освещения используется во многих составных микроскопах, включая студенческие микроскопы и микроскопы, которые используются во многих исследовательских лабораториях.

Объектив Объективы микроскопа

или линзы объективов во многих отношениях являются сердцем микроскопа и обычно устанавливаются на вращающейся револьверной головке или револьверной головке для облегчения выбора. Многие микроскопы будут оснащены сканирующим объективом (4x), объективом с малым увеличением (10x), объективом с большим увеличением (40x) и, возможно, даже линзой объектива с масляной иммерсией.

Каждый объектив микроскопа представляет собой сложную сборку линз, и помимо увеличения, именно линза объектива определяет разрешающую способность микроскопа.Линза объектива также может обеспечивать коррекцию оптических аберраций. Отражающий объектив, например, включает в себя два зеркала внутри сборки. Эти зеркала могут фокусировать лазерный свет, а также обеспечивать хроматическую коррекцию.

Линза окуляра или окуляр

Окулярная линза или окуляр также представляет собой оптическую сборку, а не одиночную линзу, но обычно она более проста, чем объектив. Часто он состоит из двух линз: полевой линзы и линзы глаза. Конструкция окулярной линзы определяет поле зрения микроскопа, а также способствует общему увеличению системы.

Подробнее об объективах микроскопов или линзах объективов

Объектив микроскопа — важный компонент микроскопии или системы визуализации для ряда научных исследований, биологических, промышленных и общих лабораторных приложений. Линза объектива определяет базовые характеристики оптического микроскопа или систем визуализации и предназначена для различных потребности в производительности и приложениях. Он расположен ближе всего к объекту и является важным компонентом при отображении объекта на человеческий глаз или датчик изображения.

Линзы объектива можно классифицировать в зависимости от конструкции объектива, области применения, метода микроскопии, характеристик (коррекция оптических аберраций) и увеличения. Многие производители объективов микроскопов предлагают широкий выбор конструкций объективов, которые обеспечивают различную степень коррекции оптических аберраций для удовлетворения различных потребностей. Зеркала или отражающие элементы используются в линзах объектива для приложений, требующих хроматической аберрации за пределами спектральных диапазонов.В большинстве традиционных систем микроскопии используются преломляющие объективы, такие как ахроматические объективы (более дешевые объективы) для лабораторных микроскопов, и планируемые апохроматы (дорогие объективы) для биологических и исследовательских микроскопов.

Характеристики линз объектива

Важные технические характеристики нанесены на корпус объектива, поэтому студенты или исследователи могут легко определить свойства объектива и определить оптические характеристики и рабочие условия для правильного использования.На рисунке 1 изображена схема линзы объектива. Подробное описание возражений приводится ниже.


  • Увеличение
  • Увеличение — один из важных параметров. Увеличение обычно обозначается знаком X рядом с числовым значением. Объективы доступны в диапазоне увеличения от 2X до 200X.

  • Числовая апертура (NA)
  • NA — критическое значение, которое указывает угол приема света.Обычно обозначается как

    .

    NA = n × sinθ

    , где θ — максимальный угол 1/2 приемного луча объектива, а n — показатель преломления иммерсионной среды. На рис. 2 показан угол луча θ объектива с поправкой на бесконечность.


    Рис2. Угол объективного луча Ɵ

    Значение NA определяет светосилу и разрешающую способность цели.

  • Поле зрения
  • Поле зрения — это область объекта, которая может быть отображена системой микроскопии. Размер поля зрения определяется увеличением объектива или фокусным расстоянием линзы трубки для объектива с бесконечной коррекцией. В системе камеры поле зрения объектива связано с размером сенсора.

  • Коррекция оптической аберрации
  • Коррекция оптической аберрации определяет оптические характеристики линзы объектива и играет центральную роль в качестве изображения и точности измерений систем визуализации или микроскопии.По степени коррекции аберраций линзы объектива обычно делятся на пять основных типов: ахромат, планахромат, план флюорит (план полуапохромат), план апохромат и суперапохромат.

  • Рабочее расстояние
  • Рабочее расстояние — это свободное расстояние между линзой объектива и целью.

  • Толщина покровного стекла
  • Многие объективы предназначены для использования с покровным стеклом. Использование неправильной толщины покровного стекла может значительно снизить оптические характеристики микроскопической системы.

  • Парфокальное расстояние
  • Парфокальное расстояние — это расстояние между плоскостью крепления объектива и образцом / объектом. Это еще одна спецификация, которая может варьироваться в зависимости от производителя.

  • Монтажная резьба
  • Для удержания объектива в нужном положении почти на всех объективах есть крепежная резьба. Обычно используемые монтажные резьбы включают RMS, M25 x 0,75, M26X 0,706, M32 x 0,75.

  • Среда для погружения
  • Большинство объективов предназначены для получения изображений образцов с воздухом в качестве среды между объективом и покровным стеклом.Однако для достижения более высоких рабочих числовых апертур некоторые объективы предназначены для получения изображения образца через другую среду, например специальное масло с показателем преломления 1,51.

    Решения для линз

    Объективы представляют собой сложные многоэлементные линзы. Для любого конкретного применения необходимо тщательное рассмотрение оптических параметров и спецификаций. Во многих случаях специально разработанные объективные сборки обеспечивают наилучшее решение для удовлетворения всех требований специализированного приложения.Пользовательские параметры могут включать в себя просветляющие покрытия, хроматический сдвиг фокуса, рабочее расстояние, качество изображения (MTF и размер пятна), крепление объектива, толщину стеклянного окна и поле зрения, среди прочего.

    В Shanghai Optics мы разрабатываем и производим индивидуальные объективы и системы визуализации для удовлетворения потребностей наших клиентов во многих отраслях, включая медицину, биомедицину, машинную версию, научные исследования, метрологию и т. Д. Принимая во внимание бюджет клиента и требования к точности, Наша опытная команда инженеров гарантирует, что каждая конструкция может быть изготовлена ​​по разумной цене, а оптические характеристики будут соблюдены на основе анализа допусков на изготовление, сборку и центровку.

    Запросите бесплатное ценовое предложение у S.O. онлайн или свяжитесь с представителем, чтобы узнать больше о наших возможностях.

    Введение в объективы микроскопов | Nikon’s MicroscopyU

    Объективы микроскопа

    , возможно, являются наиболее важными компонентами оптического микроскопа, потому что они отвечают за формирование первичного изображения и играют центральную роль в определении качества изображений, которые микроскоп может создавать.Объективы также играют важную роль в определении увеличения конкретного образца и разрешения, при котором мелкие детали образца можно наблюдать в микроскоп.

    Рисунок 1 — Объектив для апохромата с масляной иммерсией, скорректированный на бесконечность

    Объектив — это наиболее сложный в проектировании и сборке компонент оптического микроскопа, и это первый элемент, с которым сталкивается свет при переходе от образца к плоскости изображения.Объективы получили свое название от того факта, что по близости они являются ближайшим компонентом к изображаемому объекту (образец).

    Основные производители микроскопов предлагают широкий выбор объективов с превосходными оптическими характеристиками в широком спектре условий освещения и различной степени коррекции первичных оптических аберраций. Объектив, проиллюстрированный на Рис. 1 представляет собой апохромат с иммерсией в масле с 60-кратным увеличением, который содержит 15 оптических элементов, склеенных вместе в три группы дублетов линз, группу тройки линз и три отдельных внутренних одноэлементных линзы.Объектив также имеет полусферическую переднюю линзу и мениск-вторую линзу, которые работают синхронно, помогая улавливать световые лучи при высокой числовой апертуре с минимальной сферической аберрацией. Как и в случае с большинством масляных иммерсионных объективов, апохромат, показанный на рис. 1 , оснащен подпружиненным выдвижным узлом носовой части, который защищает передние элементы линзы и образец от повреждений при столкновении. Внутренние элементы линзы тщательно ориентированы и плотно упакованы в трубчатый латунный корпус, который заключен в оправу объектива.Конкретные параметры объектива, такие как числовая апертура, увеличение, длина оптической трубки, степень коррекции аберрации и другие важные характеристики отпечатаны или выгравированы на внешней части ствола. Хотя объектив , рис. 1 , предназначен для работы с использованием масла в качестве среды формирования изображения между передней линзой объектива и образцом, другие объективы имеют передние линзовые элементы, которые позволяют использовать их либо в воздухе, либо в воде, глицерине или другие специализированные масла на углеводородной основе.

    Современные объективы, состоящие из множества стеклянных элементов, достигли высокого уровня качества и производительности, со степенью коррекции аберраций и плоскостности поля, определяющих полезность и стоимость объектива. Конструкционные технологии и материалы, используемые для изготовления объективов, значительно улучшились за последние 100 лет. Сегодня объективы проектируются с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) с использованием передовых составов стекла с редкими элементами однородного состава и качества с высокоспецифическими показателями преломления.Улучшенные характеристики, демонстрируемые с помощью этих передовых технологий, позволили производителям изготавливать объективы с очень низкой дисперсией и коррекцией большинства распространенных оптических артефактов, таких как кома, астигматизм, геометрические искажения, кривизна поля, сферическая и хроматическая аберрация. Теперь не только объективы микроскопов исправлены на большее количество аберраций в более широких полях, но и значительно уменьшены блики на изображении за счет значительного увеличения светопропускания, в результате чего изображения становятся удивительно яркими, резкими и четкими.

    Самыми дешевыми (и наиболее распространенными) объективами, используемыми в большинстве лабораторных микроскопов, являются ахроматические объективы. Эти объективы исправлены на осевую хроматическую аберрацию на двух длинах волн (синяя и красная; около 486 и 656 нанометров соответственно), которые сведены в одну общую точку фокусировки. Кроме того, ахроматические объективы исправлены на сферическую аберрацию зеленого цвета (546 нанометров; см. , таблица 1, ). Ограниченная коррекция ахроматических объективов может привести к существенным артефактам, когда образцы исследуются и отображаются с помощью цветной микроскопии и микрофотографии.Если фокус выбран в зеленой области спектра, изображения будут иметь красновато-пурпурный ореол (часто называемый остаточным цветом , ). Ахроматические объективы дают наилучшие результаты при прохождении света через зеленый фильтр (часто интерференционный фильтр) и использовании черно-белой пленки, когда эти объективы используются для микрофотографии. Отсутствие поправки на плоскостность поля еще больше затрудняет ахроматные объективы. В последние несколько лет большинство производителей начали предоставлять коррекции плоского поля для ахроматных объективов и дали этим скорректированным объективам название планахроматов .

    Рисунок 2 — Коэффициенты оптической коррекции общего объектива

    Следующий более высокий уровень коррекции и стоимости обнаружен в объективах, называемых флюоритами или полуапохроматами (проиллюстрировано центральным объективом на рис. 2) , названным в честь минерала флюорита, который первоначально использовался в их конструкции. На фиг. 2 показаны три основных класса объективов: ахроматы с наименьшей коррекцией, как обсуждалось выше; флюориты (или полуапохроматы) с дополнительными сферическими исправлениями; и апохроматы, которые представляют собой объективы с наиболее высокой степенью коррекции.Объектив, расположенный в крайнем левом углу , рис. 2 — это ахромат с 10-кратным увеличением, который содержит два внутренних дублета линз и переднюю линзу. Изображенный в центре Рисунок 2 — это флюоритовый объектив с 10-кратным увеличением, имеющий несколько групп линз, включая два дублета и триплет, в дополнение к полусферической передней линзе и вторичной менисковой линзе. Справа на Рис. 2 — это апохроматный объектив с 10-кратным увеличением, который также содержит несколько групп линз и отдельные элементы.Хотя линзы схожи по конструкции с флюоритовыми объективами, они имеют разную толщину и кривизну, а их конфигурация является уникальной для апохроматных объективов.

    Таблица 1 — Объективная коррекция оптической аберрации
    Тип объекта Сферический
    Аберрация
    Хроматический
    Аберрация
    Поле
    Кривизна
    Ахромат 1 цвет 2 цвета
    Plan Achromat 1 цвет 2 цвета Есть
    Флюорит 2-3 цвета 2-3 цвета
    Флюорит Plan 3-4 цвета 2-4 цвета Есть
    Plan Apochromat 3-4 цвета 4-5 цветов Есть

    Флюоритовые объективы производятся из современных составов стекла, содержащих такие материалы, как плавиковый шпат или новые синтетические заменители.Эти новые составы позволяют значительно улучшить коррекцию оптической аберрации. Подобно ахроматам, флюоритовые объективы также хроматически корректируются на красный и синий свет. Кроме того, флюориты также корректируются сферически на два или три цвета вместо одного цвета, как и ахроматы. Превосходная коррекция флюоритовых объективов по сравнению с ахроматами позволяет использовать эти объективы с более высокой числовой апертурой, что приводит к более ярким изображениям. Флюоритовые объективы также имеют лучшую разрешающую способность, чем ахроматы, и обеспечивают более высокую степень контраста, что делает их лучше, чем ахроматы, для цветной микрофотографии в белом свете.

    Самый высокий уровень коррекции (и затрат) обнаружен у апохроматических объективов , проиллюстрированных на рисунках 2 и 3 . Апохроматы представляют собой линзы микроскопов с наиболее высокой степенью коррекции, доступные в настоящее время, а их высокая цена отражает сложный дизайн и тщательную сборку, необходимые при их производстве. На рис. 3 мы сравниваем элементы линз в серии апохроматических объективов с увеличением от 10 до 100 крат.Апохроматные объективы с меньшим увеличением (10x и 20x) имеют большее рабочее расстояние, а общая длина объектива меньше, чем у апохроматных объективов с более высоким увеличением (40x и 100x). Апохроматы корректируются хроматически по трем цветам (красный, зеленый и синий), почти устраняя хроматические аберрации, и корректируются сферически по двум или трем длинам волн (см. , таблица 1, ). Апохроматические объективы — лучший выбор для цветной микрофотографии в белом свете. Из-за высокого уровня коррекции апохроматные объективы обычно имеют при заданном увеличении более высокую числовую апертуру, чем ахроматы или флюориты.Многие из новых высокопроизводительных флюоритовых и апохроматных объективов имеют хроматическую коррекцию для четырех (темно-синий, синий, зеленый и красный) или более цветов и четырех цветов сферически.

    Рисунок 3 — Апохроматные объективы

    Все три типа объективов страдают от ярко выраженной кривизны поля и проецируют изображения скорее изогнутые, чем плоские, артефакт, который усиливается с увеличением увеличения. Чтобы преодолеть это неотъемлемое условие, возникающее из-за изогнутых поверхностей линз, конструкторы оптики создали объективы с коррекцией плоского поля, которые позволяют получать изображения, находящиеся в общем фокусе во всем поле обзора.Объективы с коррекцией плоского поля и низким искажением называются планахроматами , планапохроматами или планапохроматами , в зависимости от степени их остаточной аберрации. Такая коррекция, хотя и дорогостоящая, весьма полезна при цифровой визуализации и обычной микрофотографии.

    Интерактивное учебное пособие —
    Кривизна поля

    Обычная аберрация, вызванная сферической поверхностью линз.

    Некорректированная кривизна поля — это наиболее серьезная оптическая аберрация, которая возникает во флюоритовых (полуапохроматических) и апохроматных объективах, и многие годы ее воспринимали как неизбежный артефакт.Во время повседневного использования поле обзора необходимо постоянно перефокусировать между центром и краями, чтобы уловить все детали образца. Внедрение коррекции плоского поля (плана) в объективы улучшило их использование для микрофотографии и видеомикроскопии, и сегодня эти коррекции являются стандартными как для общего использования, так и для высокопроизводительных объективов. Поправка на кривизну поля добавляет к объективу значительное количество линзовых элементов, как показано на рис. 4 с простым ахроматом.Нескорректированный ахромат слева на рис. 4 содержит два дублета линз в дополнение к простому переднему элементу с тонкой линзой. Напротив, скорректированный планахромат справа на рис. 4 содержит три дублета линз, группу триплетов центральной линзы и менисковую линзу, расположенную за полусферической передней линзой. В этом случае коррекция плана привела к добавлению шести линз, объединенных в более сложные группы линз, что значительно увеличивает оптическую сложность объектива.Значительное увеличение количества линзовых элементов для коррекции плана также происходит с флюоритовыми и апохроматными объективами, что часто приводит к чрезвычайно плотной посадке линз (см. , рис. 1, ) во внутренней гильзе объектива. Как правило, планочные объективы с поправкой на кривизну поля приносят в жертву значительное свободное рабочее расстояние, а многие версии с большим увеличением имеют вогнутую переднюю линзу, которую очень трудно чистить и обслуживать.

    Рисунок 4 — Объективная поправка на кривизну поля

    Старые объективы обычно имеют меньшую числовую апертуру и подвержены аберрации, называемой хроматической разностью увеличения, которая требует коррекции с помощью специально разработанных компенсирующих окуляров или окуляров.Этот тип коррекции был распространен во времена правления микроскопов с фиксированной длиной трубки, но в современных объективах и микроскопах с коррекцией на бесконечность в нем нет необходимости. В последние годы в объективах современных микроскопов коррекция хроматической разницы в увеличении либо встроена в сами объективы ( Olympus и Nikon ), либо корректируется в тубусе ( Leica и Zeiss ).

    Промежуточное изображение в системе с коррекцией на бесконечность появляется на опорном фокусном расстоянии (ранее — длина оптической трубки) за линзой трубки на оптическом пути.Эта длина варьируется от 160 до 250 миллиметров, в зависимости от конструктивных ограничений, налагаемых производителем. Увеличение объектива с коррекцией на бесконечность рассчитывается путем деления эталонного фокусного расстояния на фокусное расстояние линзы объектива.

    В большинстве биологических и петрографических применений при установке образца используется покровное стекло, как для защиты целостности образца, так и для обеспечения прозрачного окна для наблюдения. Покровное стекло сближает световые конусы, исходящие из каждой точки образца, но также вносит хроматические и сферические аберрации (и, как следствие, потерю контраста), которые должны быть скорректированы объективом.Степень схождения световых лучей определяется показателем преломления, дисперсией и толщиной покровного стекла. Хотя показатель преломления в партии покровных стекол должен быть относительно постоянным, толщина может варьироваться от 0,13 до 0,22 миллиметра. Другой проблемой является водный растворитель или избыток монтажной среды, который находится между образцом и покровным стеклом во влажных или толстых препаратах. Например, в физиологическом растворе, показатель преломления которого значительно отличается от показателя преломления покровного стекла, объектив должен фокусироваться через слой воды толщиной всего несколько микрон, что приводит к значительным аберрациям и отклонению функции рассеяния точки, которая больше не является симметричной. выше и ниже фокальной плоскости.Эти факторы добавляют к эффективным изменениям показателя преломления и толщины покровного стекла, и микроскописту очень трудно их контролировать.

    Среда изображения между передней линзой объектива и покровным стеклом образца также очень важна для коррекции сферической аберрации и комы при проектировании линз для объективов. Объективы с меньшим увеличением имеют относительно низкую числовую апертуру и предназначены для использования dry только с воздухом в качестве среды формирования изображения между передней линзой объектива и покровным стеклом.Максимальная теоретическая числовая апертура, получаемая с воздухом, составляет 1,0, однако на практике практически невозможно изготовить сухой объектив с числовой апертурой выше 0,95. Влияние изменения толщины покровного стекла незначительно для сухих объективов с числовой апертурой менее 0,4, но такое отклонение становится значительным при числовой апертуре, превышающей 0,65, где колебания величиной всего 0,01 мм могут вызвать сферическую аберрацию. Это создает проблемы с мощными апохроматами, которые должны использовать очень короткие рабочие расстояния в воздухе и содержать чувствительные поправки на сферическую аберрацию, которые, как правило, затрудняют получение резких изображений.

    Интерактивное учебное пособие —
    Кольца для коррекции покровного стекла

    Изучите, как внутренние элементы линзы в сухом объективе с высокой числовой апертурой могут быть отрегулированы для корректировки колебаний толщины покровного стекла.

    Чтобы исправить это, многие высокоэффективные апохроматные сухие объективы оснащены корректирующими манжетами, которые позволяют корректировать сферическую аберрацию путем корректировки изменений толщины покровного стекла (см. , рис. 5, ).Оптическая коррекция сферической аберрации производится вращением манжеты, в результате чего две группы линзовых элементов в объективе перемещаются либо ближе друг к другу, либо дальше друг от друга. Объектив слева в Рис. 5 У корректирующая втулка была отрегулирована для толщины покровного стекла 0,20 мм путем очень близкого сближения регулируемых элементов объектива. Напротив, объектив справа на рисунке , рис. 5, имеет регулируемые элементы объектива, разделенные довольно большим расстоянием, чтобы компенсировать очень тонкие покровные стекла (0.13 мм). Большинство объективов с корректирующим кольцом, разработанных для прямой микроскопии в проходящем свете, имеют диапазон регулировки толщины покровного стекла от 0,10 до 0,23 миллиметра. Многие из специализированных фазово-контрастных объективов, разработанных для наблюдения за образцами культур тканей с помощью инвертированного микроскопа, имеют еще более широкий диапазон компенсации от 0 до 2 миллиметров. Это позволяет рассматривать образцы через дно большинства сосудов для культивирования, толщина которых часто сильно колеблется в этом диапазоне размеров.Непокрытые образцы, такие как мазки крови, также можно наблюдать с помощью корректирующих воротниковых объективов, когда регулировка установлена ​​на 0, чтобы учесть отсутствие покровного стекла.

    Сухие объективы с высокой числовой апертурой без корректирующей манжеты часто дают изображения хуже, чем у объективов с меньшей числовой апертурой, где толщина покровного стекла менее важна. По этой причине часто разумно выбирать объектив с меньшим увеличением (и числовой апертурой), чтобы получить превосходный контраст без сопутствующих артефактов, возникающих из-за колебаний покровного стекла.Например, объектив с 40-кратным увеличением и числовой апертурой 0,65 может давать более качественные изображения с более резким контрастом и четкостью, чем объектив с числовой апертурой 60x-0,85, даже несмотря на то, что разрешающая способность объектива с большим увеличением теоретически больше.

    Рисунок 5 — Корректирующее кольцо для сферической аберрации

    Стандартная толщина покровных стекол составляет 0,17 миллиметра, что обозначается числом покровное стекло.К сожалению, не все покровные стекла размером 1½ изготавливаются с таким жестким допуском (они варьируются от 0,16 до 0,19 миллиметра), и у многих образцов есть среда между ними и покровным стеклом. Компенсация толщины покровного стекла может быть достигнута путем регулировки механической длины трубки микроскопа или (как обсуждалось ранее) путем использования специализированных корректирующих хомутов , которые изменяют расстояние между критическими элементами внутри тубуса объектива. Корректирующий воротник используется для корректировки этих незначительных различий для обеспечения оптимальных объективных характеристик.Правильное использование линз объектива с корректирующими манжетами требует от микроскописта достаточного опыта и бдительности, чтобы переустановить ошейник с использованием соответствующих критериев изображения. В большинстве случаев фокус может сместиться, и изображение может сместиться во время настройки корректирующей манжеты. Используйте шаги, перечисленные ниже, чтобы внести небольшие пошаговые настройки в корректирующую манжету объектива, наблюдая за изменениями на изображении образца.

    • Расположите корректирующую втулку так, чтобы метка индикатора на тубусе объектива совпадала с отметкой 0.На корпусе воротника выгравирована шкала размером 17 миллиметров.
    • Поместите образец на столик и сфокусируйте микроскоп на небольшом элементе образца.
    • Слегка поверните кольцо коррекции и повторно сфокусируйте объектив, чтобы определить, улучшилось или ухудшилось изображение. В связи с тем, что при приготовлении большинства образцов возникают слишком толстые сэндвичи из покровного стекла / среды, начните эксперимент с вращением, сначала попробовав более высокие значения компенсации (0,18–0,23).
    • Повторите предыдущий шаг, чтобы определить, улучшается или ухудшается изображение, когда приспособление для коррекции поворачивается в одном направлении.
    • Если изображение ухудшилось, выполните те же действия и поверните кольцо коррекции в противоположном направлении (в сторону меньших значений), чтобы найти положение, обеспечивающее оптимальное разрешение и контраст.

    Числовая апертура объектива может быть значительно увеличена, если спроектировать объектив для использования с иммерсионной средой, такой как масло, глицерин или вода. При использовании иммерсионной среды с показателем преломления, аналогичным показателю преломления покровного стекла, ухудшение изображения из-за изменений толщины покровного стекла практически устраняется, благодаря чему лучи с большим углом наклона больше не преломляются и легче захватываются объективом.Типичные иммерсионные масла имеют показатель преломления 1,51 и дисперсию, аналогичную дисперсии покровных стекол. Световые лучи, проходящие через образец, попадают в однородную среду между покровным стеклом и иммерсионным маслом и преломляются не при входе в линзу, а только при выходе из ее верхней поверхности. Отсюда следует, что если образец поместить в апланатической точке первой линзы объектива, изображение с помощью этой части системы линз полностью избавится от сферической аберрации.

    Рисунок 6 — Объектив масляного иммерсионного микроскопа

    Общая конструкция практичного масляного иммерсионного объектива включает в себя полусферическую переднюю линзу, за которой следуют линза с положительным мениском и группа дуплетных линз.Представлено в Рис. 6 — это апланатические рефракции, которые возникают на первых двух элементах линзы в типичном апохроматическом масляном иммерсионном объективе. Образец зажат между предметным стеклом микроскопа и покровным стеклом в точке P , апланатической точке полусферической линзы. Световые лучи, преломленные задней частью полусферической линзы, по-видимому, исходят из точки P (1) , которая также является центром кривизны первой поверхности менисковой линзы.Преломленные световые лучи попадают в мениск линзы по радиусу ее первой поверхности и не испытывают преломления на этой поверхности. На задней поверхности мениска линзы световые лучи преломляются апланатически, поэтому кажется, что они расходятся от точки P (2) . Преломление световых лучей на поверхностях последующих групп линз в объективе завершает схождение световых лучей, исходящих из точки P , таким образом формируя промежуточное изображение.

    Правильно сконструированные масляные иммерсионные линзы объектива также корректируют хроматические дефекты, вносимые первыми двумя элементами линзы, при этом вносят минимальную сферическую аберрацию.Тот факт, что световой конус частично сужается перед входом в первый элемент линзы, помогает контролировать сферическую аберрацию. Следует отметить, что использование иммерсионного объектива без масла для нанесения между покровным стеклом и первым элементом линзы приводит к дефектным изображениям. Это происходит из-за рефракции, возникающей на поверхности передней линзы, которая приводит к сферической аберрации, которую нельзя исправить последующими компонентами линзы внутри объектива.

    Преимущества масляных иммерсионных объективов серьезно ухудшаются, если используется неправильная иммерсионная жидкость.Производители микроскопов производят объективы с жесткими допусками по показателю преломления и дисперсии, что требует согласования значений в жидкости, помещенной между покровным стеклом и передней линзой объектива. Рекомендуется использовать только масло, предназначенное объективным производителем, и не смешивать иммерсионные масла между производителями, чтобы избежать неприятных артефактов, таких как кристаллизация или разделение фаз.

    Объективы, в которых в качестве среды визуализации используется вода и / или глицерин, также доступны для приложений с живыми клетками в культуре или срезами ткани, погруженными в физиологический раствор.Водно-иммерсионные линзы Plan apochromat оснащены корректирующими манжетами и числовой апертурой до 1,2, что немного меньше, чем их масляные иммерсионные аналоги. Эти объективы позволяют микроскопистам фокусироваться через водную среду размером до 200 микрон и при этом сохранять отличную оптическую коррекцию. Обратной стороной является то, что иммерсионные линзы с высокой числовой апертурой часто стоят многие тысячи долларов, и изображение все равно может ухудшиться, когда объектив сфокусирован глубоко через преломляющую ткань или части клеток.Для получения дополнительных сведений об объектах для иммерсии в воде, глицерине и масле посетите праймер Molecular Expressions Microscopy Primer .

    Составные и стереомикроскопы — Микроскопы 4 школы

    Составные микроскопы

    Составной микроскоп — это микроскоп, в котором используется несколько линз для увеличения изображения образца. Обычно для просмотра образцов при используется составной микроскоп с большим увеличением (40 — 1000x), что достигается за счет комбинированного эффекта двух наборов линз: окулярной линзы (в окуляре) и линзы объектива (близко к образцу).

    Общее увеличение рассчитывается путем умножения увеличения линзы окуляра на увеличение линзы объектива.

    Свет проходит через образец (называется освещением в проходящем свете , ). Чтобы это происходило эффективно, необходимо нарезать более крупные объекты.

    Составные микроскопы обычно включают сменные линзы объектива с разным увеличением (например, 4x, 10x, 40x и 60x), установленные на револьверной головке для регулировки увеличения.Эти микроскопы также включают в себя конденсорную линзу и диафрагму с диафрагмой , которые важны для регулирования того, как свет попадает на образец.

    Подавляющее большинство микроскопов имеют одинаковые «структурные» компоненты:

    1. Линза окуляра
    2. Турель для объектива или револьвер (для удержания нескольких линз объектива)
    3. Цель
    4. Колесо фокусировки для перемещения сцены
    5. Рама
    6. Источник света, светильник или зеркало
    7. Диафрагма или линза конденсора
    8. Столик (для выдержки образца)
    9. База
    10. Фототрубка (для крепления фотоаппарата)

    Стереомикроскопы

    Стерео- или рассекающий микроскоп представляет собой вариант оптического микроскопа, предназначенный для наблюдения с малым увеличением (2 — 100x) с использованием освещения падающим светом (свет, отраженный от поверхности образца, наблюдается пользователем), хотя он может также может сочетаться с проходящим светом в некоторых инструментах.Он использует два отдельных оптических тракта с двумя объективами и двумя окулярами, чтобы обеспечить несколько разные углы обзора для левого и правого глаза. Таким образом, он позволяет трехмерную визуализацию образца.

    Глубина резкости — это расстояние между ближайшей и самой дальней точками в образце, которые выглядят резкими на просматриваемом изображении.

    Большое рабочее расстояние и глубина резкости являются важными качествами для этого типа микроскопа, позволяя одновременно рассматривать больших образца , таких как маленькие животные, растения и органы, с большей частью в фокусе.В дополнение к окуляру и линзе объектива стереомикроскопы обычно содержат:

    • 1. Колесо фокусировки
    • 2. Источник света
    • 3. База
    • 4. Линзы окуляра

    Многие стереомикроскопы также имеют регулируемое увеличение.

    Стереомикроскоп не следует путать с бинокулярным составным микроскопом, у которого есть двойные окуляры. Изображение в таком бинокулярном составном микроскопе не отличается от изображения, полученного с помощью одиночного монокулярного окуляра.

    Узнайте об исследовательских микроскопах, которые используют ученые.

    Объективы микроскопов, пояснения в энциклопедии RP Photonics; увеличение, фокусное расстояние, числовая апертура, разрешение изображения

    Энциклопедия> буква M> объективы микроскопа

    можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

    Найдите более подробную информацию о поставщиках в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на наш

    Вас еще нет в списке? Получите свою запись!

    Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

    Определение: оптический компонент микроскопа, который находится рядом с наблюдаемым объектом

    Более общие термины: цели

    Немецкий язык: Mikroskopobjektive

    Категории: зрение, дисплеи и изображения, оптическая метрология

    Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

    Автор: Д-р Рюдигер Пашотта

    URL: https://www.rp-photonics.com/microscope_objectives.html

    Объектив микроскопа — ключевой компонент для достижения высоких характеристик микроскопа.Это та часть, которая располагается рядом с наблюдаемым объектом, обычно на довольно небольшом расстоянии в несколько миллиметров. Обычно объектив микроскопа создает промежуточное изображение в микроскопе, которое затем дополнительно увеличивается с помощью окуляра (окулярной линзы). В частности, в случаях с большим увеличением большая часть увеличения обеспечивается объективом.

    Большинство объективов микроскопов основаны на преломляющей оптике, содержащей несколько линз. Например, простой объектив с низкой числовой апертурой может содержать менисковую линзу и ахромат.Объектив с высокой числовой апертурой обычно содержит более сложную комбинацию линз различных типов: полусферических, менисковых, ахроматических дуплетов и триплетов.

    Есть также отражающие объективы, содержащие изогнутые зеркала и без линз. Они естественно ахроматические и могут быть полезны для работы в областях с экстремальными длинами волн. Кроме того, они могут иметь меньшие потери оптической мощности.

    Увеличение

    Микроскопы

    часто содержат несколько объективов на вращающейся револьверной головке, например сканирующую линзу только с 4-кратным увеличением, промежуточную линзу (маленькая линза) с 10-кратным увеличением и большой объектив высокого разрешения с 40-кратным или 100-кратным увеличением.Например, окуляр может вносить еще один фактор увеличения в 5 или 10 раз.

    Обратите внимание, что большое увеличение само по себе бесполезно, если оно только увеличивает изображение без увеличения уровня детализации; см. ниже раздел о числовой апертуре.

    Также часто встречаются кольца с цветовой кодировкой, указывающие на разные значения увеличения, например черный для 1 ×, желтый для 4 ×, зеленый для 10 × и т. д.

    Фокусное расстояние

    Фокусное расстояние объектива микроскопа обычно составляет от 2 мм до 40 мм.Однако этот параметр часто считается менее важным, поскольку увеличения и числовой апертуры достаточно для количественной оценки основных характеристик микроскопа.

    Числовая апертура

    Чем выше увеличение, тем выше также требуется числовая апертура, потому что это фактор, который в конечном итоге ограничивает достижимое разрешение изображения. Существуют разные способы расчета разрешения изображения и немного разные обстоятельства, но они приводят к аналогичным значениям разрешения, которые составляют примерно λ / (2 NA), где λ — длина оптической волны (примерно от 400 до 700 нм), а NA — это длина волны. числовая апертура.Например, числовая апертура 1 позволяет получить разрешение изображения примерно 250 нм для зеленого света. Для небольшого увеличения числовая апертура 0,1 может быть вполне достаточной.

    Наибольшая числовая апертура, достижимая с сухими объективами, работающими с воздухом между объективом и объектом, составляет приблизительно 0,95. Значительно более высокие значения, например, 1,5 или даже больше может быть достигнуто с помощью иммерсионных объективов , где зазор между объектом и объективом заполнен жидкостью — водой или иммерсионным маслом с более высоким показателем преломления, часто несколько выше 1.5. Оптимизированные иммерсионные масла обладают не только высоким показателем преломления, но также подходящей вязкостью и низкой склонностью к образованию пятен на поверхностях. Их можно оставить на цели более длительное время, не повредив ее.

    Обратите внимание, что погружение в масло может работать неправильно, например, при наблюдении за биологическим образцом в водном растворе масло находится только между покровным стеклом и объективом. Для таких случаев, возможно, придется использовать специальные водно-иммерсионные объективы.

    Для оптимального освещения может также потребоваться погружение в масло с этой стороны.

    Коррекция изображения

    В частности, для объективов с большой числовой апертурой высокое качество изображения может быть достигнуто только при значительных усилиях по коррекции различных видов оптических аберраций, таких как сферические, астигматизм, кома, кривизна поля, искажение изображения и хроматические аберрации. Например, планапохроматические объективы, имеющие особенно сложную конструкцию, обеспечивают оптимальную коррекцию плоского поля в сочетании с хорошими ахроматическими свойствами.

    Хроматические аберрации в основном возникают из-за зависимости фокусного расстояния от длины волны.Они приводят к искажению цветного изображения. Для обычной микроскопии они могут быть весьма актуальными, в отличие от других типов оптической микроскопии, например некоторые виды лазерной микроскопии. Наилучшее подавление хроматических аберраций достигается с помощью апохроматических объективов.

    Не забывайте о влиянии покровного стекла!

    По крайней мере, при большом увеличении влияние покровного стекла с точки зрения хроматических и сферических аберраций может быть весьма значительным. Поэтому объективы для использования в таких областях, как биология, где часто требуются покровные стекла, разработаны с интегрированной коррекцией покровных стекол.Корректировка часто выполняется для стандартной толщины скольжения 170 мкм. Отклонение всего в 10 мкм уже может быть довольно проблематичным для объектива с высокой числовой апертурой, например, 0,95. Некоторые объективы позволяют регулировать откорректированную толщину покровного стекла.

    Обратите внимание, что некоторые конструкции микроскопов рассчитаны на коррекцию некоторых остаточных аберраций объектива линзой окуляра.

    К сожалению, идеальных решений нет; поэтому приходится идти на определенные компромиссы, которые приводят к различным оптимизированным решениям для разных приложений.Например, для измерительных микроскопов наиболее важны оптимальные свойства плоского поля; тогда можно допустить несколько более крупные хроматические аберрации.

    Объективы микроскопов с конечной коррекцией и бесконечной коррекцией

    Для более старых микроскопов обычно требуется объективов с конечной коррекцией . Здесь предполагается, что объект расположен немного ниже передней фокальной плоскости объектива, а промежуточное изображение появляется на конечном расстоянии, например 160 мм от объектива.Такой объектив предназначен для минимальных искажений изображения в данной конфигурации.

    Объективы с конечной коррекцией всегда рассчитаны на определенную длину трубы, например по стандарту DIN или JIS (длина трубок различается на 10 мм). Использование объектива неправильного стандарта может значительно ухудшить качество получаемого изображения.

    Современные микроскопы в основном требуют объективов с коррекцией на бесконечность , где только промежуточное изображение объектива находится на бесконечном расстоянии.Здесь требуется дополнительная линза трубки в микроскопе для создания промежуточного изображения на диафрагме окуляра.

    В статье о микроскопах объясняются преимущества конструкции микроскопов на основе объективов с коррекцией на бесконечность.

    Диапазон длин волн

    Оптические микроскопы

    обычно работают на основе визуализации в видимом свете, то есть в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм. Поэтому большинство объективов микроскопов оптимизированы для этого диапазона длин волн, с наибольшим упором на область от 480 до 640 нм.Однако есть цели с расширенным диапазоном, например: От 400 до 950 нм и другие, которые работают дальше в инфракрасном диапазоне. Например, это требуется для лазерных микроскопов, где необходимо передавать инфракрасные лазерные лучи.

    Обратите внимание, что важно не только иметь хороший коэффициент пропускания во всем диапазоне длин волн, но и иметь ахроматические характеристики. В обычных световых микроскопах это необходимо, чтобы избежать искажения цветного изображения. В конфокальных многофотонных флуоресцентных микроскопах важно иметь те же положения фокусировки для инфракрасного лазерного света и для флуоресцентного света.

    Наклейки на объективы

    Ключевые параметры часто легко найти на этикетках с лазерной гравировкой на внешнем корпусе объектива. Некоторые примеры:

    • Метка «50 × / 0,8» указывает на увеличение 50 × и числовую апертуру 0,8, вероятно, для сухого объектива.
    • «Масло 100 × / 1,30» означает 100-кратное увеличение и числовую апертуру 1,30, достигаемую с иммерсионным маслом.
    • «∞ / 0,17» указывает на объектив с коррекцией на бесконечность и компенсацией сферических аберраций для толщины покровного стекла 0.17 мм, а «160 / 0,17» означает объектив с конечной коррекцией для микроскопов с длиной трубки 160 мм и такой же толщиной покровного стекла.
    • «WD 0,21» означает рабочее расстояние 0,21 мм.
    • «DIC» обозначает конструкцию для визуализации с дифференциальным индексом контраста.
    • «плоский флюор» указывает на планапохроматический объектив, то есть с коррекцией плоского поля и свойствами апохромата.
    • «DIN» означает, что объектив изготовлен в соответствии со стандартом для микроскопов DIN (Deutsche Industrie Norm) относительно длины трубки, в то время как «JIS» указывает на японский стандарт с несколько более длинной трубкой.
    Рисунок 1: Объективы микроскопов. Источник: Excelitas Technologies. Например, тот, что спереди, представляет собой планапохроматический объектив с 5-кратным увеличением, числовой апертурой 0,14, коррекцией на бесконечность без покровного стекла и фокусным расстоянием 200 мм.

    Резьба для объективов микроскопов

    В большинстве случаев объектив микроскопа крепится к револьверной головке микроскопа с помощью резьбы. К сожалению, разные производители и для разных целей используют резьбы разных размеров.В некоторых случаях можно использовать специальные переходники для наложения объектива на микроскоп с разной резьбой.

    Объективы для темнопольного освещения ориентировочно больше, что дает дополнительное пространство для осветительного света; поэтому они обычно используются с большей резьбой.

    Объективы микроскопов прочие качества

    Другим практически важным фактором является рабочее расстояние , то есть расстояние между объективом и объектом. Небольшие рабочие расстояния обычно требуются для объективов с высокой числовой апертурой, но также могут быть в некоторой степени оптимизированы в качестве цели проекта (возможно, несколько снижая числовую апертуру или поправку).Для объективов с масляной иммерсией относительно небольшое рабочее расстояние действительно хорошо, поскольку в противном случае потребовалось бы больше иммерсионной жидкости, и ее было бы труднее удерживать на месте.

    Некоторые микроскопы позволяют подавать свет через объектив на образец. В этом случае важно, чтобы в объективе не происходило значительного рассеяния света.

    Конструкция объективов микроскопов

    Хотя объектив микроскопа иногда называют объективом , он обычно содержит несколько линз.Чем выше числовая апертура и чем выше требуемое качество изображения, тем более сложные конструкции необходимы. Объективы микроскопов высокого класса могут также включать асферические линзы.

    Создание высококачественного объектива микроскопа — довольно сложная задача, для которой требуются значительный опыт в области оптики и мощное программное обеспечение для проектирования оптики. Такие конструкции предполагают сложные компромиссы, которые следует должным образом решать в зависимости от важности различных аспектов для конкретного приложения.

    Фокусировка луча и оптоволоконная связь с объективами микроскопа

    Объективы для микроскопов

    иногда используются вне микроскопии. Например, их можно использовать для точной фокусировки лазерных лучей с размером пятна несколько микрометров или даже менее 1 мкм. Если входной луч является коллимированным лучом, лучше всего подойдет объектив с коррекцией на бесконечность. Объектив должен иметь числовую апертуру, которая хорошо соответствует расходимости луча, связанной с требуемым размером пятна. Радиус входного луча также должен быть выбран соответствующим образом, т.е.е., рассчитывается исходя из необходимого размера пятна и фокусного расстояния. Трудность может заключаться в определении фокусного расстояния, поскольку тубус объектива часто показывает только увеличение, а преобразование в фокусное расстояние зависит от конструкции микроскопа.

    Другое применение — запуск света в одномодовое волокно или коллимация света из такого волокна. Опять же, объектив должен иметь соответствующую числовую апертуру порядка световода. Подробнее читайте в статье о системах запуска волокна.

    Для таких применений хроматические аберрации часто не проблема, поэтому хроматическая коррекция объектива не используется. Кроме того, не потребуется широкое поле зрения. С другой стороны, объектив микроскопа для видимого света может не иметь идеальных свойств, например для излучения ближнего инфракрасного света в оптоволокно, и его возможности управления мощностью ограничены (но обычно не указываются). Поэтому объектив микроскопа не может быть идеальным решением для такого применения.Однако его, возможно, придется использовать, например если нет других линз для достижения требуемого маленького размера пятна.

    Поставщики

    Справочник покупателя RP Photonics содержит информацию о 31 поставщиках объективов для микроскопов. Среди них:

    Edmund Optics

    Edmund Optics предлагает широкий спектр компонентов микроскопии, включая объективы микроскопов, инвертированные и стереомикроскопы, а также оптические фильтры, которые идеально подходят для использования в установках микроскопии. Объективы микроскопов доступны с различным увеличением и включают объективы с коррекцией на бесконечность, конечные сопряженные и отражающие объективы ведущих мировых брендов, таких как Mitutoyo или Olympus.Объективы микроскопов идеально подходят для различных исследовательских, промышленных, медико-биологических или общих лабораторных применений. Фильтры для микроскопии идеальны для выделения определенных длин волн в приложениях флуоресцентной визуализации.

    Shanghai Optics

    Специализированные объективы для микроскопов Shanghai Optics разработаны с помощью программ CAD, Solidworks и Zemax с использованием высококачественного стекла с высокими показателями преломления. Это позволяет нам изготавливать объективы микроскопов с очень низкой дисперсией и корректировкой большинства распространенных оптических артефактов, таких как кома, астигматизм, геометрические искажения, кривизна поля, сферическая и хроматическая аберрация.

    Вопросы и комментарии пользователей

    Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

    Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также наше заявление о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, свяжитесь с ним e.грамм. по электронной почте.

    Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

    См. Также: микроскопы, объективы, числовая апертура
    и другие статьи в категориях зрение, дисплеи и визуализация, оптическая метрология

    Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.грамм. в соцсетях:

    Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

    Код для ссылок на других сайтах

    Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

    HTML-ссылка на эту статью:

       
    Статья об объективах микроскопов

    в
    Энциклопедия фотоники RP

    С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку выше):

       
    alt = "article">

    Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

      * [https://www.rp-photonics.com/microscope_objectives.html 
    статья «Объективы микроскопов» в энциклопедии RP Photonics]

    Изготовление линзы микроскопа Ван Левенгука

    Около 50 лет назад как подающий надежды самолет производитель инструментов, как я узнал, довольно профессионально, ремесло изготовления оптические элементы, линзы, призмы и зеркала, все в свободное время.У меня был возможность делать это по вечерам каждый неделя в течение двенадцати лет. В конце этого время, искусство шлифования линз было только несколько секретов для меня. За это время я всегда делали большие оптические элементы, Телескопы Newton, объективы телекамер, лупы, кровельные призмы и т. д., то, что Я очень хотел получить, но не мог купить. я никогда не делал таких крошечных вещей, как этот фургон Линзы Левенгука; У меня не было цели для этого вещи.

    В прошлом году после 50 лет интенсивных и не всегда осторожное использование, мои два Steinheil лупы (ахроматические тройки) тоже были сильно поцарапан, чтобы пользоваться с удовольствием.Наконец, было только одно решение для проблема: пришлось их переполировать. Но теперь у меня не было инструментов для правки, без полировки инструменты и никаких оптических измерительных инструментов. Однако я знал, что нужно.

    Я вынул тройку из держателя, зачистил по окружности и приклеил с теплым бальзамом в латунный рукав, одна поцарапанная выпуклая поверхность, выглядывающая наружу достаточно, чтобы работать, принимая меры предосторожности для предотвращения утечки абразивов в.На моем токарном станке сделал обгонку истинный инструмент, точный радиус был тщательно сделано скребком. Исправление линз поверхность была обработана абразивом № 400 и воды и через 25 минут все царапины исчезли, а поверхность приобрела прекрасная матовая отделка. Я проверил ямы с помощью 10-кратной лупы, резкого света и черный фон.Это для предотвращения слишком долгая полировка. Я не мог найти Старая добрая черная полировальная смола, поэтому я использовал тонкая кожа наклеена на алюминиевый фитинг держатель в качестве инструмента для полировки. Полировка с кожа (или войлок) дает апельсиновую корку поверхность на стекле, видимая только под 10-кратная лупа.Не самое лучшее поверхность, но в этом случае достаточно хорошо для меня.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.