Апохроматический объектив: Чем отличаются ахроматические (Achromatic), полупланарные (Semi-Plan) и планарные (Plan) объективы?

Содержание

Объективы для микроскопов

Компания Thorlabs предлагает широкий выбор иммерсионных и безыммерсионных объективов для микроскопов: планарные ахроматические, планарные флюоритовые (полуапохроматические) и планарные апохроматические объективы.

Кроме объективов собственного производства компания Thorlabs предлагает объективы таких производителей как Olympus, Nikon и Mitutoyo. При выборе объектива следует обращать внимание на шаг и диаметр резьбы, а также фокусное расстояние тубусной линзы вашего микроскопа. Объективы Thorlabs и Nikon (резьба: M25 x 0.75) и объективы Mitutoyo (резьба: M26 x 0.70) спроектированы для работы с тубусными линзами с фокусным расстоянием 200 мм, объективы Olympus (резьба: RMS (0.800″-36)) с линзами с фокусным расстоянем 180 мм. Следует отметить, что значения характеристик объектива, могут отличаться от указанных в спецификации при объединении в одну систему компонентов от разных производителей.

Данные объективы совместимы с классическими и конфокальными микроскопами, подходят для визуализации в отраженном свете, при косом освещении, оптических пинцетов, микроскопии методом светлого поля, многофотонной микросокопии и дифференциальной интерференционно-контрастной микроскопии.

Оптические элементы этих скорректированных на бесконечность объективов обладают широкополосным просветляющим покрытием.

Представленные микроскопы подходят для работы с оптоволоконными системами. С помощью резьбовых адаптеров Thorlabs они легко интегрируются в любую оптическую систему. Чтобы соединить объектив с элементами, обдающими резьбой SM1 (1.035″-40), рекомендуется использовать адаптеры SM1A3 (для объективов Olympus), SM1A12 (для объективов Thorlabs и Nikon) и SM1A27 (для объективов Mitutoyo).

Особенности:

Скорректированные на бесконечность объективы;

— Рабочий диапазон: от УФ до ближнего ИК;

— Усиление: 4X — 100X;

— Иммерсионные и безыммерсионные объективы;

— Планарные ахроматические, апохроматические и флюоритовые объективы.

Апохроматический объектив без использования особых стекол Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 520.2.067

В.Л. Парко, Т.Н. Хацевич

СГГ А, Новосибирск

АПОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСОБЫХ СТЕКОЛ

Рассмотрены примеры создания апохроматических объективов без использования особых стекол. Предложена новая схема такого объектива с улучшенными оптическими характеристиками.

V.L. Parko, T.N. Khatsevich

Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)

10 Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russian Federation

APOCHROMATIC OBJECTIVE WITHOUT USING SPECIAL GLASSES

Examples of apochromatic objectives’ design without using of special glasses are considered. The new design of such objective with the improved optical performances is offered.

В высококачественных оптических системах, работающих в достаточно широком спектральном диапазоне, к которым относятся и объективы астрономических приборов, необходимым условием получения качественного изображения является не только устранение хроматизма положения, но и значительное уменьшение или полное устранение вторичного спектра. Наличие остаточного вторичного спектра достаточно часто является фактором, ограничивающим предельные технические характеристики линзовых объективов, в частности его относительное отверстие. В традиционных апохроматах вторичный спектр корригируется путем использования оптических материалов, обладающих особым ходом дисперсии, к числу которых относятся, например, такие оптические стекла как курцфлинт или кронфлинт, некоторые кристаллы и оптические жидкости. Ограничения по диаметрам заготовок, стоимости материалов, стойкости к внешним воздействиям и технологические трудности заставляют избегать их применения при расчете объективов астрономических приборов, ориентированных на серийное производство.

До середины 20-ого столетия было общепризнанным, что устранение или значительное сокращение вторичного спектра в линзовых оптических системах невозможно без использования материалов, имеющих особый ход дисперсии. В 60-х годах в работах Г.М. Попова [1] показано, что в трехлинзовой тонкой системе может быть существенно уменьшен вторичный спектр при использовании обычных марок стекол как отечественного, так и немецкого производства. В этот же период Винн и Маккарти [2, 3] доказали и рассчитали объективы, состоящие из двух компонентов, разделенных значительным по величине воздушным промежутком, в которых исправление вторичного спектра было осуществлено путем использования обычных стекол. При этом в объективе применено три марки стекла.

Дальнейшее развитие идеи использования воздушной толщины между компонентами для коррекции хроматических аберраций при ограниченном числе обычных марок стекол привело к трехкомпонентной схеме астрономического рефрактора-апохромата, предложенной в 2006 г. украинским оптиком Р. Дупловым [4], в которой использованы две марки стекла. Автором предложены различные комбинации марок стекол, позволяющие обеспечить апохроматическую коррекцию. В примере, показанном на рис. 1, каждый из компонентов схемы выполнен из двух линз, причем второй и третий склеенные, при этом относительное отверстие объектива составляет 1:7, фокусное расстояние 490 мм, угловое поле 0,5°.

Рис. 1. Оптическая схема апохромата Р. Дуплова

В силу того, что первый компонент схемы обладает большой положительной оптической силой, последующие компоненты имеют по сравнению с ним значительно меньшие световые диаметры, что способствует уменьшению массы и снижению стоимости оптики астрономического прибора. Вместе с тем наличие в первом компоненте двух менисков, диаметры которых определяются диаметром входного зрачка объектива, определило и возможные пути совершенствования этой схемы: для уменьшения массы, трудоемкости изготовления и юстировки целесообразно первый компонент попытаться выполнить однолинзовым. Такое решение апохроматического трехкомпонентного объектива, все линзы которого выполнены из двух марок обычного оптического стекла, предложено в 2007 г. Новосибирским приборостроительным заводом (НПЗ) [5], лидером в производстве отечественных серийных астрономических телескопов. Его оптическая схема, представленная на рис. 2, обеспечивает при фокусном расстоянии 980 мм относительное отверстие 1:7,7 и угловое поле 1,5°. Апохромат НПЗ в настоящее время выпускается мелкими сериями.

Рис. 2. Оптическая схема апохромата НПЗ

Вместе с тем наличие трехлинзовой склейки во втором компоненте снижает технологичность, что критично для серийного производства, а недостаточная для нужд фото- и видеорегистрации степень коррекции остаточного хроматизма в коротковолновой области спектра ограничивает величину относительного отверстия апохромата НПЗ.

Проведенный нами анализ обсуждаемой схемы показал, что конструктивное исполнение компонентов, использованные в ней марки стекол не позволяют уменьшить число линз и повысить относительное отверстие без снижения качества изображения, а расширение спектрального диапазона в синюю область затруднено из-за недостаточных коррекционных возможностей третьего компонента.

Авторы статьи задались целью рассчитать апохроматический объектив, вобравший в себя достоинства описанных выше систем и лишенный указанных недостатков. В результате была получена схема, представленная на рис. 3.

Рис. 3. Оптическая схема апохромата

Выполнение первого компонента в виде одиночного мениска, а третьего компонента — из двух близкорасположенных линз, позволило повысить коррекцию аберраций широких наклонных пучков и увеличить относительное отверстие системы. Более оптимальный подбор марок стекол и выполнение второго компонента отрицательным позволило уменьшить число линз в и повысить относительное отверстие при сохранении апохроматической коррекции системы. Конструктивное исполнение компонентов и линз является, по нашему мнению, технологичным для серийного производства. В качестве примера использования предложенной схемы для объектива астрономического прибора рассчитан объектив со следующими характеристиками:

— Фокусное расстояние — 940 мм;

— Относительное отверстие -1:7;

— Рабочий спектральный диапазон — от 0,42 до 0,7 мкм,

— Основная длина волны — 0,546 мкм,

— Угловое поле в пространстве предметов -1,5°;

— Линейное поле в пространстве изображений — 24,6 мм.

Для подтверждения высокого качества изображения, даваемого разработанной оптической системой, далее приводятся характеристики, наиболее часто используемые для оценки качества изображения в оптических системах аналогичного назначения (рис. 4, 5, 6).

, 7000 1111 1 1 . — —

,6720 —

.6440 — » —

,6160 —

, Б880 — /

, 5600 — 1

,5320 — \

,5040 —

. 4760 —

, 4480 —

, 4200 1111 1 —г 1 1

-200,000

0, 000 Д5′(мкм)

200,000

Рис. 4. График продольной хроматической аберрации

а б

Рис. 5. Графики аберраций

Характер кривой продольной хроматической аберрации (рис. 4) свидетельствует о том, что в указанном спектральном диапазоне величина остаточной хроматической аберрации равна 0,025 мм, что составляет менее 1/3700 от величины фокусного расстояния объектива. Остаточный астигматизм (рис. 5 а) на краю поля зрения не превышает 0,09 мм, а дисторсия (рис. 5 б) менее 0,1%.

N S 0,00 МИ M ‘n 7 . R й ИМ

0,00 1 00 , 0И 200,W0

Пространственная частота, им

Рис. 6. Графики ЧКХ для различных точек поля

Из графиков частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) (рис. 6) следует, что при коэффициенте передачи контраста 0,1 пространственная частота в плоскости изображений для всех точек изображения в пределах поля зрения составляет не менее 120 мм-1, что соответствует 1,8 угловой секунды в пространстве предметов и является приемлемым для серийно выпускаемых телескопов.

В настоящее время рассчитанная оптическая система проходит процедуру патентования. Представляется возможным использование ее не только как самостоятельный объектив, но и в качестве корректора в зеркально-линзовых объективах астрономических приборов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Попов, Г.М. Современная астрономическая оптика [Текст] / Г.М. Попов // Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. — 1988. — С. 55 — 68.

2. U.S. Patent No.2,698,555 Optical system with corrected secondary spectrum [Текст] / EL. McCarthy. — 4.01.1955.

3. Wynne, C.G. Secondary spectrum correction with normal glasses [Текст] / C.G. Wynne // Opt. Commun. — 1977. — № 21. — С. 419 — 424.

4. Duplov, R. Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses [Текст] / R. Duplov // Applied Optics — 2006. — № 6. — С. 18 — 30.

5. Пат. 2331094 Российская федерация, MnK7G02B 9/28. Апохроматический объектив [Текст] / заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственное объединение «Новосибирский приборостроительный завод». — № 2006121862/28; заявл. 08.06.2006; опубл. 10.08.2008, Бюл. № 22. — С. 7.

© В.Л. Парко, Т.Н. Хацевич, 2010

Апохроматический объектив — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Апохроматический объектив

Cтраница 1


Апохроматические объективы — наиболее совершенные системы, у которых исправлены сферическая аберрация, астигматизм и кома.  [2]

Апохроматические объективы в большей степени устраняют хроматическую аберрацию, так как у них сохранена аберрация только для двух монохроматических лучей. Апохроматы имеют собственное увеличение до 200 раз.  [4]

Апохроматические объективы — более сложные системы; хроматическая аберрация в них полностью исправлена и изображение объекта получают бесцветным.  [6]

Апохроматические объективы представляют собой оптические системы, обеспечивающие лучшее исправление сферической аберрации, астигматизма и комы, по сравнению с ахроматами. Кроме того апохроматы отличаются от ахроматов улучшенной хроматической коррекцией, устраняющей вторичный спектр. Однако апохроматы дают более заметную кривизну поля изображения, что приводит к нерезкости последнего по краям. При работе с этими объективами большое значение приобретает центрировка всей оптической системы микроскопа. Изображение поля с помощью апохроматов получается выпуклым, лишенным плоскостности.  [7]

Применяется совместно с апохроматическими объективами. Окуляр построен таким образом, что каждое деление его шкалы соответствует стольким микрометрам, сколько миллиметров имеет фокусное расстояние объектива. Например, в комбинации окуляра с апохроматом, фокусное расстояние которого равно 8 43 мм, ( апохромат 20X0 65), каждое деление шкалы окуляра будет составлять 8 43 мкм.  [9]

Компенсационные окуляры применяют с апохроматическими объективами и они имеют более сложную оптическую систему; одна из линз склеена из двух: плоско-вогнутой и двояковогнутой, вторая — двояковогнутая.  [10]

Компенсационные окуляры используются с апохроматическими объективами и имеют более сложную оптическую систему: одна из линз склеена из плоско вогнутой и двояко вогнутой, вторая — двояко вогнутая.  [11]

В микроскопе применяют как ахроматические, так и апохроматические объективы сухие и иммерсионные. Для ахроматических объективов применяют обычные окуляры с просветленной оптикой ( что увеличивает коэффициент пропускания света и повышает контрастность изображения) и компенсационные для апохроматических объективов. При работе с ахроматическими и апохроматическими объективами применяют светло-желтые светофильтры для получения более четкого изображения при фотографировании и для уменьшения резкости света при зрительном наблюдении.  [13]

Изображение, перенесенное в плоскость выходных торцов волокон, проецировалось другим апохроматическим объективом на плоскость круглой диафрагмы диаметром 1 1 мм, за которой был расположен фотоумножитель.  [14]

Применение фотоокуляров позволяет уменьшить сферическую аберрацию, но остается кривизна изображения, присущая ахроматическим и апохроматическим объективам. Почти совершенно плоское изображение можно получить, применяя вместо окуляра гомали, которые, однако, несколько уменьшают поле зрения.  [15]

Страницы:      1    2

Апохроматический объектив (варианты)

Объектив может быть использован в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования. Объектив состоит из трех компонентов. Первый компонент — одиночная двояковыпуклая линза (1). Второй состоит из двояковыпуклой (2), двояковогнутой (3) линз и положительного мениска (4). Третий — из двояковыпуклой (5) и двояковогнутой (6) линз. Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла. В первом варианте показатели преломления 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, а коэффициенты дисперсии 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50. Во втором варианте показатели преломления и коэффициенты дисперсии удовлетворяют условию: 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2; 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50. Технический результат — повышение качества изображения. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.

Известна система Романа Дуплова, состоящая из трех компонентов [R.Duplov, «Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses». Applied Optics (March 2006), 66926]. Первый компонент представляет собой два мениска, обращенные выпуклостями друг к другу, второй компонент выполнен из мениска, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Однако такой объектив имеет в первом компоненте два габаритных мениска, что ведет к увеличению габаритов объектива, его массы, сложности и трудоемкости изготовления, сборки и юстировки. Кроме того, в конструкции объектива аналога используются три марки стекла.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является апохроматический объектив, содержащий три компонента (Апохроматический объектив. Патент RU 2331094, дата приоритета 08.06.2006). Первый из компонентов — одиночная двояковыпуклая линза, второй состоит из трех линз — двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию: 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75; 50<γ1<60; 30<γ2<40.

Однако такой объектив имеет недостаточное качество изображения вследствие того, что используемые стекла имеют достаточно близкие показатели преломления и коэффициенты дисперсии.

Задачей предлагаемого изобретения является создание апохроматического объектива с более высоким качеством изображения.

Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента, первый из которых — одиночная двояковыпуклая линза, второй состоит из трех линз — двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления которых 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, в отличие от известного, коэффициенты дисперсии удовлетворяют условию 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Второй вариант предлагаемого апохроматического объектива отличается тем, что линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2 и коэффициентами дисперсии 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

фиг.1 — Оптическая схема объектива,

фиг.2 — График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны,

фиг.3 — График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны прототипа,

фиг.4 — График астигматизма,

фиг.5 — График астигматизма прототипа,

фиг.6 — График дисторсии,

фиг.7 — График дисторсии прототипа,

фиг.8 — График частотно-контрастной характеристики,

фиг.9 — График частотно-контрастной характеристики прототипа.

Оптическая схема апохроматического объектива представлена на фиг.1, она содержит два положительных компонента и дополнительную двояковыпуклую линзу 1. Первый положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 2, двояковогнутой линзы 3 и положительного мениска 4. Второй положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6. 7 — фокальная плоскость.

Все линзы выполнены из двух марок оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию: 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75; 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Второй вариант предлагаемого апохроматического объектива отличается тем, что линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2 и коэффициентами дисперсии 60<γ1<95; 20<y2<30 или 40<γ2<50.

Апохроматический объектив работает следующим образом. Параллельный пучок лучей от удаленного предмета проходит последовательно двояковыпуклую линзу и два компонента и строит изображение этого предмета в фокальной плоскости 7. Проходя через двояковыпуклую линзу 1, пучок лучей коллимируется, возникшие при этом аберрации на оси исправляются первым компонентом. Второй компонент исправляет полевые аберрации всего объектива.

При расчете апохроматического объектива авторы исходили из того, что главным силовым оптическим элементом является одиночная двояковыпуклая линза большой апертуры, первый положительный компонент исправляет аберрации на оси, второй положительный компонент исправляет аберрации по полю.

На фиг.2 показана зависимость заднего фокального отрезка объектива от длины волны. По оси абсцисс отложена разница между значением фокального отрезка для длины волны 0,546 мкм и значениями фокальных отрезков для длин волн в интервале 0,43-0,67 мкм ΔS’ (мкм). По оси ординат отложена длина волны λ (мкм).

Наглядно видна характерная для апохроматов S-образная форма кривой.

На фиг.4 показан график астигматизма, а на фиг.6 — график дисторсии предлагаемой оптической системы апохроматического объектива. По осям ординат на обоих графиках отложен размер изображения Y’ (мм). На фиг.4 по оси абсцисс — астигматические отрезки Z’s, Z’m (мм), на фиг.6 — относительная дисторсия в Δy’ в %.

На фиг.8 показаны графики частотно-контрастной характеристики предлагаемого апохроматического объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота N мм-1, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат — коэффициент передачи контраста в относительных единицах.

Из графиков заявляемого апохроматического объектива и прототипа очевидно, что заявляемый апохроматический объектив имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения по полю зрения. Более качественное изображение получено за счет того, что использованы стекла со значительным различием показателей преломления и коэффициентов дисперсии.

В качестве примера изготовлен опытный образец, материалом для 1, 3, 5 элементов оптической схемы которого служит стекло с показателем преломления n2 и коэффициентом дисперсии γ2, а для 2, 4, 6 элементов оптической схемы — с показателем преломления n1 и коэффициентом дисперсии γ1.

Объектив имеет следующие характеристики:

фокусное расстояние — 940 мм

относительное отверстие — 1:7,5

рабочий спектральный диапазон — 0,44:0,7 мкм

основная длина волны — 0,546 мкм

угловое поле зрения в пространстве предметов — 1,5°

линейное поле зрения в пространстве изображений — 24 мм.

1. Апохроматический объектив, содержащий три компонента, первый из которых представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, второй состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий — из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, причем все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, отличающийся тем, что коэффициенты дисперсии используемых стекол удовлетворяют условию:
60<γ1<95;
20<γ2<30 или 40<γ2<50.

2. Апохроматический объектив, содержащий три компонента, первый из которых представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, второй состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий — из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, причем все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, отличающийся тем, что показатели преломления и коэффициенты дисперсии используемых стекол удовлетворяют условию:
1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65;
1,75<n2<2,2;
60<γ1<95;
20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Операционный микроскоп Takagi OM-8 Zoom

Возможность выбора плавной моторизированной или ручной 5-ти ступенчатой смены увеличения

  • Моторизованный Zoom-объектив обеспечивает широкий диапазон увеличения: от 4.28х до 21.4х. Управление увеличением и фокусировкой производится с помощью ножной педали, упрощая работу врача и делая её более комфортной.

  • Ручная смена увеличения позволяет врачу выбрать наиболее подходящее из пяти возможных увеличений (3.6х, 5.4х, 8.9х, 14.3х, 22.3х).


Система X–Y перемещений

  • X-Y-система крепления оптической части микроскопа позволяет перемещать ее в любом направлении в горизонтальной плоскости на расстояние до 25 мм от центра. Кнопка центрирования позволяет одним ее нажатием вернуть оптическую часть в центральное положение.

  • Возможен вариант комплектации микроскопа без X-Y-системы, который может использоваться в ЛОР-хирургии.


Устройство освещения под углом 0°
В отличие от предыдущих моделей ОМ-8 имеет встроенную систему подсветки отраженным красным светом, что позволяет получить большее отражение от глазного дна и сделать изображение, как переднего, так и заднего отрезка более ярким и четким.

Апохроматический объектив
Новый апохроматический объектив имеет существенно меньшие хроматические аберрации, что делает изображение еще более четким и контрастным. Кроме того, новая оптическая схема позволила заметно увеличить глубину резкости.

Конвергентная оптика
Использование конвергентной оптики с углом схождения оптических осей 12° существенно облегчает слияние изображений. При этом глаза хирурга находятся в естественном положении, что значительно снижает нагрузку при длительных операциях. Механизм настройки РЦ с ручкой регулировки позволяет быстро и точно подобрать необходимое межзрачковое расстояние.

Дополнительные принадлежности
Набор возможных дополнительных принадлежностей включает в себя: адаптер видеокамеры, прямой бинокулярный тубус, делитель луча (необходим для установки адаптера видеокамеры), бинокулярный микроскоп ассистента, монтажное кольцо, дополнительные объективы с фокусными расстояниями от 200 до 350 мм.

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

 

 

Микроскоп тринокулярный флуоресцентный OX.3085 | Прямые микроскопы | Микроскопия | Гистология | Оборудование | Продукция

Флуоресцентный микроскоп OX.3085 из серии Oxion оснащен тринокулярной оптической насадкой с широкопольными окулярами. Поставляется с четырьмя план полу-апохроматическими объективами 4х, 10х, S40х, S100х (масляная иммерсия), скорректированными на бесконечность; имеет двухступенчатую фокусировку рукоятками грубой и тонкой настройки. Эпи-флуоресцентный  осветитель – ртутная лампа с модулем на 4 блока флуоресцентных фильтров. Конденсор микроскопа имеет слот для установки слайдеров темного поля и фазового контраста (приобретаются отдельно). Предусмотрена также возможность установки поляризатора и анализатора.

Методы работы: флуоресценция, опционально – светлое поле, темное поле, фазовый контраст, поляризация

Оптическая насадка

Тринокулярная (типа Зидентопф),

Угол наклона тубусов 30°, с поворотом на 360°.

Межзрачковое расстояние 50-75 мм, Независимая диоптрийная настройка на обоих окулярах.

Верхняя и нижняя позиция окулярных тубусов за счет разворота (изменение высоты на  40 мм)

Окуляры

HWF 10x/22 мм — 2 шт.

Револьверная головка

На 5 объективов, обратного типа (обращенный от пользователя)

Объективы

План полу-апохроматические объективы (план-флюориты), скорректированные на бесконечность:

4x/0,10;

10x/0,25;

S40x/0,65, подпружиненный

S100x/1,25 (масляная иммерсия) подпружиненный.

Все оптические элементы имеют антигрибковое покрытие

Фокусировка

Коаксиальные рукоятки грубой и тонкой настройки, продублированы с обеих сторон микроскопа; усилие вращения регулируется. Диапазон перемещения – 30 мм, точность —  2 мкм

Предметный столик

Механический, двухкоординатный с коаксиально расположенными рукоятками и съемным препаратодержателем.

Стандартный 150 x 140 мм с перемещением 76 x 50 мм

Конденсор

Регулируемый по высоте конденсор Аббе N.A. 1,25 с ирисовой диафрагмой и держателем фильтра, со слотом для установки слайдера для темного поля или фазового контраста

Осветитель эпископический

Ртутная лампа 100 Вт; с модулем на 4 блока флуоресцентных фильтров; стандартно поставляется с 2 блоками (синее возбуждение и зеленое возбуждение), питание от внешнего источника через контроллер с таймером.

Осветитель диаскопический

Светодиодный осветитель NeoLED 3 Вт, с регулируемой интенсивностью и настройкой по Келеру. Блок питания —  встроенный. Сетевой кабель – в комплекте

Дополнительно к этому микроскопу можно приобрести план полу-апохроматический объектив (план-флюорит) 20х; окуляры с другими параметрами, дополнительные блоки флуоресцентных фильтров, слайдер с диском темного поля; фазовые объективы и слайдеры с фазовыми кольцами, поляризационные наборы, а также цифровую камеру для наблюдения изображений на экране компьютера, их сохранения и обработки.

Похожие модели (более бюджетные варианты):

модель OX.3075 – микроскоп с теми же характеристиками, отличается только отсутствием объектива S100x;

модель OX.3067 – отличается  типом коррекции объективов – планахроматические 4х, 10х, S40х, S100х (масляная иммерсия), скорректированные на бесконечность.

Объектив

APO: что это такое и как работает?

В этой статье мы рассмотрим объектив APO и расскажем, для чего он нужен и как он работает.

Апохроматические линзы используют группу из трех линз для уменьшения цветовой окантовки (как указано выше). Слева ахроматическое изображение; Апохроматическое изображение справа

APO или апохроматическая линза обычно является анонимной конструктивной особенностью. Вы можете увидеть APO на вашем объективе.

Основная проблема оптики камеры заключается в том, что свет, формирующий изображение на пленке или датчике, имеет диапазон длин волн.Без коррекции, с использованием простой конструкции линзы, эти разные длины волн фокусируются на немного разных расстояниях относительно пленки или плоскости сенсора. Это приводит к мягким изображениям и хроматическим аберрациям, когда детали изображения распадаются на цвета радуги. Это называется цветной окантовкой. Дизайнеры линз много лет боролись за то, чтобы контролировать это свойство света, и линзы APO — одно из наиболее сложных решений.

Более простое решение — объединить две линзы в группу, которая точно фокусирует две основные длины волн, например красную и синюю.Это ахроматический дизайн. Это недорого, просто и приносит ощутимые преимущества, особенно при черно-белой фотографии. Но работа еще не выполнена, так как длина волны третьего основного цвета, например зеленого, останется неисправленной. Здесь линза APO выступает в качестве апохроматической линзы, обычно использующей группу из трех линз, каждая из которых имеет тщательно подобранные свойства низкой оптической дисперсии для точной фокусировки красного, зеленого и синего света.

Ахроматические линзы существуют уже более 100 лет, но апохроматические линзы получили широкое распространение только в последние десятилетия.Маркировка «APO» на объективе теоретически определяет его как апохроматический дизайн, но производители также использовали этот термин в качестве маркетингового инструмента, чтобы определить объектив как высокоэффективный — даже если обзоры иногда противоречат этому утверждению, в то время как другие объективы не претендующий на звание «APO» может получить восторженные отзывы.

Апохроматические конструкции обычно используются в телеобъективах с высокими характеристиками и, что неудивительно, в телескопах.

Что делает APO для вашего опыта в остеклении?

Ахроматическое, апохроматическое, сверхнизкодисперсное и флюоритовое стекло.Что все это значит? Это все одно и то же?

Хотя есть много производителей высокого класса, которые предлагают апохроматические (APO) линзы, очень сложно найти полное объяснение того, что это такое для T.

Позвольте нам удовлетворить ваше любопытство, когда мы узнаем, что такое объектив APO , в чем заключаются преимущества и как они могут улучшить процесс остекления!

Дисперсия — что это?

То, что мы называем «белым светом», как и обычный дневной свет, может показаться нашим видимым глазом бесцветным.Однако на самом деле белый свет содержит все длины волн видимого цветового спектра. Хотя каждая длина волны такая же интенсивная, как и другая, цветовая «резкость» и точность воспроизведения через охотничью оптику могут быть уменьшены из-за стекла. Как?

Когда свет проходит через призменную систему / стеклянные элементы, длины волн искажаются и рассеиваются. Это означает, что каждая длина волны разбита, и каждая из них приземляется на разных расстояниях между фокальной плоскостью оптики. Это приводит к аберрации.Вы заметите это как цветную окантовку и сферическую аберрацию. Что это значит для тебя?

  • Цветовая окантовка: Переходы от светлого к темному на изображении, особенно там, где вы видите светлые участки, искажаются. Края или бахрома будут цветными и мягкими.
  • Сферическая аберрация: Качество изображения снижено. Все изображение может казаться смягченным и нечетким.
Хроматическая аберрация (цветная окантовка)

Изображения Источник: Nikon

Зачем нужны апохроматические линзы

Поскольку мы знаем, в чем проблема, ее решение достигается за счет уменьшения аберрации за счет уменьшения дисперсии.Как это сделать? Что ж, не вдаваясь в особенности качества самого стекла (подробнее об этом позже), давайте сразу же погрузимся в различные типы хроматических линз.

1. Монохроматический

Также известный как составная линза, он использует одну линзу для коррекции одной длины волны. Однако хроматическая аберрация остается неисправленной, поскольку нам еще предстоит исправить более широкий спектр длин волн (цветов).

2. Ахроматический

Также известный как ахроматический дублет, он использует серию из двух линз: одну выпуклую линзу и одну вогнутую линзу.Выпуклая линза будет сделана из своего рода коронного стекла. Он корректирует две длины волны, синюю и красную, сводя их вместе, чтобы приземлиться на одинаковом расстоянии от фокальной плоскости. Это уменьшает хроматическую аберрацию для двух длин волн и одной длины волны для сферической аберрации.

3. Апохроматический

Также известный как апохроматический триплет, он использует серию из трех линз. Он обеспечивает лучшую коррекцию аберраций и значительно снижает дисперсию по сравнению с монохроматическими и ахроматическими линзами.Он корректирует три длины волны: синий, красный и зеленый, чтобы уменьшить хроматическую аберрацию, и корректирует две длины волны, чтобы уменьшить сферическую аберрацию. Он также состоит из некоторых типов фторидных элементов, специальных покрытий для линз и кремневых линз, позволяющих привести длины волн в одну и ту же фокальную плоскость.

Источник изображений: Zeiss

4. Суперахромат

Еще не встречался в охотничьей оптике. Обычно он используется для обеспечения безупречного качества изображения за счет коррекции дисперсии для четырех длин волн.Хотя кажется заманчивым модернизировать охотничью оптику до суперхроматических линз, в этом нет необходимости. Это также может вызвать новые проблемы, такие как чувствительность к различным факторам, влияющим на качество изображения и фокусировку.

Как видите, линзы APO лучше, чем ахроматические линзы, а ахроматические линзы лучше, чем монохроматические линзы. Стекло высшего качества может полностью устранить аберрации и обеспечить отличное и комфортное остекление. Зрительная труба Leica APO-Televid 82 — одна из лучших оптических систем в индустрии охотничьей оптики.С таким брендом, как Leica, вы гарантированно получите непревзойденное качество изображения, когда они обещают вам оптику с линзами APO.

Преимущества линз APO
  • Три правильно выровненных длины волны
  • Пониженная хроматическая аберрация
  • Пониженная сферическая аберрация
  • Улучшенный цветовой контраст
  • Повышенная резкость изображения
  • Пониженная нагрузка на глаза
  • Удобное остекление на более длительное время
Недостатки линз APO
  • Сложнее сделать
  • Дорогие материалы
  • Дорогая покупка
  • Состоит из большего количества стекла
  • Состоит из большего количества стеклянных элементов
  • Увеличивает общий вес оптики

Хотя недостатки могут означают больший вес и более высокую закупочную цену, качество изображения практически безупречное.Если вы серьезный охотник с глубокими карманами, вы оцените высокое качество изготовления такой прекрасной оптики. Одной из таких прекрасных оптических систем является бинокль Vortex 12X50 Razor HD, который объединяет гораздо больше, чем просто линзы APO. Он также имеет покрытия для фазовой коррекции, элементы HD, стекло ED и линзы XRPlus с многослойным покрытием для обеспечения наилучшего качества изображения.

Чем не является APO

Слишком легко запутаться с этим и этим термином, если сузить круг характеристик охотничьей оптики.Но, поскольку мы рассмотрели, что такое коррекция APO, давайте определим ее немного подробнее, определив ее часто близкие аналоги, которые могут немного замутить воду, когда все, что вам нужно, — это ясность.

Что такое ED Glass?

Нельзя говорить об линзах APO, не упомянув стекло со сверхнизкой дисперсией (ED). Хотя их легко ошибочно принять за одно и то же, поскольку они, по сути, обеспечивают те же преимущества без аберраций, на самом деле это не так.

Когда у вас есть ахроматическая коррекция или коррекция APO и линзы, у вас почти всегда есть стекло ED.В то время как APO относится к фактическому количеству и типам стеклянных компонентов, составляющих стеклянную систему в призме, ED относится к фактическим стеклянным материалам, из которых может быть изготовлена ​​стеклянная система.

Стекло ED содержит элементы, которые могут корректировать аберрации. Это также может помочь сохранить точную цветопередачу к тому моменту, когда свет достигнет вашего глаза. Изображение в целом будет ярким, правдивым и резким. В сочетании с коррекцией APO качество изображения не имеет себе равных. Просто посмотрите, как выглядит комбинация стекла ED и APO через зрительную трубу NightForce TS-82 20-70X! Это стоит каждой секунды вашего лекционного времени.

Что такое флюоритовое стекло?

А что насчет флюоритового стекла? Кристаллы флюорита почти всегда используются в самом лучшем доступном стекле. Почему? Флюорит имеет очень низкую скорость рассеивания, что означает, что он не будет рассеивать световые волны при попадании на стекло в такой степени, как обычное или стандартное стекло. Он помогает линзам APO уменьшить хроматическую аберрацию.

Кроме того, если у вас есть какое-либо флюоритовое коронное стекло, у вас почти всегда качество стекла ED или HD.Но даже если у вас качество ED / HD, это не обязательно означает, что у вас есть флюоритовое стекло. Стекло ED может быть изготовлено без флюорита, поэтому всегда лучше провести как можно больше исследований о том, как получить качественное стекло, которое у вас есть. Вы можете сделать это, указав конкретный бренд. Такие бренды, как Vortex, Zeiss, Leica, Nikon и многие другие, предлагают качественное стекло с лучшими компонентами в стекольной промышленности.

Имеет ли значение качество стекла?

На этом этапе вы уже должны знать ответ на этот вопрос.В настоящее время не существует универсального стандарта для равной оценки объективов APO. Каждый производитель может разработать свои собственные стандарты, чтобы квалифицировать его как оптику APO. Вот несколько советов, как узнать, окупаются ли вы своими деньгами.

  • Укажите специфику бренда.
  • Посмотрите на качество стекла. Бывший. Стекло ED / HD, стекло BaK4.
  • Ищите специальные покрытия для стекла. Бывший. фазовая коррекция, диэлектрик, полное многослойное покрытие и т. д.
  • Изучите призменную систему оптики.
  • Сравнить цены и вес.
  • Попытайтесь получить практический опыт перед покупкой.

Если вы хотите узнать, как стекла BK7 и BaK4 противостоят друг другу, когда дело доходит до дисперсии, коэффициентов преломления и всего прочего, связанного с превосходным качеством изображения, см. Нашу статью Binocular Glass 101.

Стекло с лучшим, увидеть лучшее!

Приобретение оптики с коррекцией APO и линз, безусловно, означает, что вы получите наилучшие впечатления от остекления. Это будет стоить вам, но что за несколько лишних сотен долларов, когда качество изображения соответствует уровню высоты птичьего полета?

Все дело в том, как оптика и ее стекло взаимодействуют со светом и максимизируют его.Это может означать разницу между запечатлением уникального момента, убийством с первого выстрела или полным игнорированием стада вокруг вас, потому что вы не видите ни черта. Когда вы стекло с лучшим, вы видите лучшее!

Дополнительная литература

Саймон — заядлый любитель активного отдыха и владелец Target Tamers. Он страстно желает предоставить вам самую свежую, точную и понятную информацию о спортивной оптике всех видов и для всех областей применения.Когда вы не наблюдаете за местной дикой природой, вы можете найти его в саду с его немецкой овчаркой.

Апохромат — обзор | ScienceDirect Topics

5.6 ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ ТРЕХЛЕНЗОВОГО АПОХРОМАТА

Поскольку существует много практических возражений против использования флюорита в качестве средства уменьшения вторичного спектра, часто предпочитают объединить три длины волны в общем фокусе с помощью использования три разных типа стекла.

Для тонкой системы с очень удаленным объектом, который ахроматизирован, а также исправлен на вторичный спектр, мы имеем три соотношения:

∑ (VcΔn) = Φ (мощность) ∑ (cΔn) = 0 (ахроматизм) ∑ (PcΔn ) = 0 (вторичный спектр)

Для тонкого трехлинзового апохромата эти уравнения можно расширить до

Va (ca, Δna) + Vb (cbΔnb) + Vc (ccΔnc) = Φ (caΔna) + (cbΔnb) + (ccΔnc) = 0Pa (caΔna) + Pb (cbΔnb) + Pc (ccΔnc) = 0

Они могут быть решены для трех кривизны следующим образом:

ca = 1F′E (Va − Vc) Pb − PcΔnacb = 1F ′ E (Va − Vc) Pc − PaΔnbcc = 1F′E (Va − Vc) Pa − PbΔnc

Обратите внимание на циклический порядок членов и на то, что коэффициент перед круглыми скобками в каждом случае одинаков.

Значение E выглядит следующим образом: если мы нанесем три выбранных стекла на график P V , показанный на рисунке 5.10, а затем соединим три точки, чтобы образовать треугольник, E будет вертикальным. расстояние среднего стекла от линии, соединяющей два внешних стекла, E считается отрицательным, если среднее стекло опускается ниже линии. Алгебраически E вычисляется по

Рисунок 5.10. P V График очков, используемых в трехлинзовом апохромате.

E = Va (Pb − Pc) + Vb (Pc − Pa) + Vc (Pa − Pb) Va − Vc = (Pc − Pa) Vb − VcVa − Vc− (Pc − Pb)

Начиная с E появляется в знаменателе всех трех выражений c , ясно, что линзы станут бесконечно прочными, если все три стекла упадут на прямую линию, и, наоборот, все элементы станут настолько слабыми, насколько это возможно, если мы выберем типы стекла, имеющие большое значение E . Самый обычный выбор — это какая-то корона для линз a , очень плотная кремень для линз c и короткая кремневая или лантановая коронка для промежуточной линзы b .После того, как три кривизны будут рассчитаны, фактические линзы могут быть собраны в любом порядке.

В качестве примера использования этих формул мы выберем три стекла, образующие широкий треугольник на графике рисунка 5.10, а именно: N-PK51, N-KZFS4 и N-SF15 Шотта. Поскольку вычисленные значения кривизны зависят от разницы между числами P , необходимо знать их с точностью до многих десятичных знаков, что требует знания индивидуальных показателей преломления с точностью до семи десятичных знаков, что выходит за рамки возможностей любой процедуры измерения.Поэтому мы используем формулу интерполяции, приведенную в текущем каталоге Schott, для расчета показателей преломления с необходимой точностью. Несоблюдение этого правила приведет к такому разбросу точек, что невозможно построить плавную кривую фокусировки хроматического спектра для завершенного дизайна.

Чтобы объединить линии C , e и g в общем фокусе, мы воспользуемся таблицей 5.4. В этом случае VgC = ne − 1ng − nC, аналогично обычно используемой формуле числа Аббе для линий C , d и F , и Pge = ng − nene − nC.Используя эти несколько искусственно точные числа, мы вычисляем значение E как -0,009744 и предполагаем, что фокусное расстояние составляет F ′ = 10 мм, что дает c a = 0,5461855, c b = -0,3830219 и c c = 0,0661602. Как показано на рисунке 5.10, отрицательное значение E означает, что стекло с промежуточной дисперсией находится ниже линии, соединяющей два других стекла.

Таблица 5.4. Депрессия и частичная депрессия для очков, используемых в апохроматике с тремя линзами

Линза Стекло n e Δ n = n g n C C n g — n e P ge V gC
a N-PK51 1.5301922 0068488 0,6473933 50,117231
b N-KZFS4 1,6166360 0,0214990 0,0140786 0,654301 0,0371291 0,0249650 0,6723844 18,971081

Используя другие показатели преломления, также рассчитанные по формуле интерполяции, мы можем построить кривую фокусировки хроматического спектра, которая должным образом проходит через точки для C, e и г по мере необходимости (рисунок 5.11). Можно видеть, что существует очень небольшой остаток третичного спектра, фокусы для линий d и F расположены немного назад и вперед, соответственно, в то время как два конца кривой быстро перемещаются внутрь к линзе. В этой конкретной конфигурации происходит четвертое пересечение на 0,39 мкм. Пик остаточной третичной хроматической аберрации для этого апохромата составляет

Рис. 5.11. Третичный спектр тонкого трехлинзового апохромата с фокусным расстоянием 10 мм с объединенными линиями C, e и g .Фокусное смещение относительно параксиального фокуса линии e .

0,0001510 × 100% = 0,0015%

, что несущественно. Для сравнения, пик остаточной третичной хроматической аберрации для обычного дублета, такого как показано на рисунке 5.8, примерно на 0,2% или более чем в 100 раз больше, чем для этого апохромата.

В зависимости от выбора очков кривая хроматической аберрации апохромата может принимать другие формы, такие как показано на рисунке 5.11. В этом случае оба фокуса для линий d и h немного отодвинуты от фокуса линии e .Обратите внимание, что если плоскость изображения немного смещена от линзы, снова получается общий фокус для четырех длин волн, а остаточная хроматическая аберрация уменьшается.

Эту систему следует называть «суперхромат», поскольку три стекла удовлетворяют условию Герцбергера 10 для объединения четырех длин волн в общем фокусе. Несоблюдение этого условия обычно приводит к появлению трех объединенных длин волн в видимом спектре, причем четвертая длина волны падает далеко в инфракрасный.В разделе 7.4 дизайн апохромата будет завершен после вставки подходящей толщины и выбора такой формы, при которой сферическая аберрация также будет исправлена.

ПРИМЕЧАНИЕ РАЗРАБОТЧИКА

Как уже объяснялось, продольная или осевая хроматическая аберрация является аберрацией первого порядка. При использовании компьютерной программы для помощи в конструировании линзы разработчик может эффективно использовать операнд осевого цвета для определения параметра дефекта оптимизации, который представляет собой осевое расстояние изображения между двумя выбранными длинами волн.Для ахромата дизайнер может выбрать линии C и F , чтобы объединить их фокусы. В случае апохромата могут быть сформированы дефектные члены, которые измеряют осевое расстояние изображения между, скажем, g и e , g и C и e и C для объединения фокусов. для линий g , e и C . Всегда помните о большой важности правильного выбора очков, поскольку изгиб линз практически не влияет на хроматическую аберрацию первого порядка.

Преимущества изображения апохроматических линз

1. Введение апохроматической линзы

Апохроматическая линза — это линза, состоящая из двух оптических компонентов: положительного низкого показателя преломления (Корона) и отрицательного высокого показателя преломления (Флинт).

апохроматические линзы имеют различные типы конфигураций, среди которых наиболее распространенными являются положительные апохроматические линзы, отрицательные апохроматические линзы, тройные апохроматические линзы и асферические апохроматические линзы.Следует отметить, что апохроматическая линза может быть двойной (двухэлементная) или тройной (трехэлементная), и количество элементов не имеет ничего общего с количеством света, корректируемого линзой. Другими словами, апохроматическая линза с двойной или тройной конфигурацией может корректировать красный и синий свет в диапазоне видимого света.

2. Преимущества апохроматических линз

апохроматические линзы намного превосходят простые многоцветные линзы с «источником белого света». Два элемента, составляющие апохроматическую линзу (буквально означающую «неокрашенную линзу»), объединяются для коррекции хроматической аберрации, присущей стеклу.Апохроматические линзы, благодаря своей способности устранять трудно решаемые хроматические аберрации, чрезвычайно рентабельны при многоцветном освещении и формировании изображений.

Степень свободы для коррекции сферической аберрации и комы на оси позволяет объективу достичь лучших характеристик на оси с большей диафрагмой.

По сравнению с простым объективом апохроматический объектив может обеспечить меньший размер пятна и превосходное качество изображения без уменьшения светосилы.

Апохроматическая линза обеспечивает более четкое изображение и превосходную пропускную способность. Поскольку осевые характеристики апохроматической линзы не будут снижены при использовании большей светосилы, нет необходимости «сжимать» объем оптической системы. «Уменьшение» апертуры относится к уменьшению апертуры линзы, например, через точечное отверстие или диафрагму, для улучшения общих характеристик линзы. Полностью используя всю прозрачную диафрагму, апохроматические линзы и апохроматические системы линз позволят достичь более высокой светосилы, более высоких характеристик и более мощных функций, чем эквивалентная система, использующая один объектив.

Апохроматический и ахроматический для астрофотографии

Итак, вы покупаете телескоп для астрофотографии и подумываете о приобретении рефрактора.

Хороший выбор: они популярны, практически не требуют обслуживания, довольно компактны и универсальны.

Но у этого типа телескопов есть два (три, если вы придирчивы к определениям) вкусов, так какой из них выбрать для астрофотографии? Лучше использовать ахроматический или апохроматический рефрактор?

Телескоп ожидает полного обзора галактики Млечный Путь.

Что такое рефракторный телескоп и что он делает с моими изображениями?

В рефракторном телескопе свет проходит через одну или несколько линз для фокусировки и увеличения. Фотографические линзы в этом смысле являются рефракторами.

Оптические схемы для рефрактора (вверху. Изображение предоставлено: Ричард Погге / Университет Огайо, ) и отражателя (внизу. Изображение предоставлено: Krishnavedala на Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0 ).

Рефрактор работает иначе, чем рефлектор (ньютоновский телескоп), в котором свет отражается от зеркал для фокусировки, а не проходит через оптический элемент (линзу).

Хотя рефракторные линзы и телескопы хороши во многих отношениях, у них есть ахиллесова пята в виде хроматической аберрации .

Это просто неизбежный результат прохождения света через стекло.

Звездный свет, как и солнечный свет, не монохроматичен.Вместо этого он состоит из множества цветов.

Когда свет проходит через стекло, его различные компоненты, то есть разные цвета, изгибаются по-разному, и вы можете видеть их по отдельности.

Призма, используемая для разложения белого света на его различные компоненты (цвета). (Изображение предоставлено: D-Kuru через Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 AT )

Это не отличается от прохождения солнечного света через призму для наблюдения за цветами радуги, и это явление называется . дисперсия .

Наличие разных цветов, фокусирующихся на другой точке или другой плоскости, — это то, что мы обычно называем хроматической аберрацией или для краткости CA .

В этой статье мы подробно обсудили хроматические аберрации, поэтому позвольте мне просто проиллюстрировать два типа хроматических аберраций и рассмотреть, что происходит с тремя основными цветами (красным, зеленым и синим).

Продольная хроматическая аберрация (LoCA).

Продольная хроматическая аберрация (LoCA) — это когда объектив не может сфокусировать три цвета в одной плоскости.

С LoCA у вас будет бахрома вокруг сильно контрастирующих краев, которая меняется с фокусом : если ваш фокус слишком короткий, вы увидите бахрому, скажем, синего цвета. Переместите фокус в другую сторону, и вы получите бахрому другого цвета, например, красного.

Пример LoCa и его изменение с фокусировкой и f-соотношением.

Хотя не так просто исправить в посте, вы можете минимизировать в камере , если вы точно сфокусируетесь на звездах и можете уменьшить свой объектив (или уменьшить диафрагму телескопа с помощью маски).

Другой тип хроматической аберрации — Боковая (или поперечная) хроматическая аберрация (TCA) . Это происходит, когда объектив не может сфокусировать все три цвета в одной и той же точке фокальной плоскости.

Боковая (или поперечная) хроматическая аберрация.

Здесь CA увеличивается, чем больше объект находится вне оси: если вы фотографируете звезды, те, которые находятся у краев кадра, будут показывать более сильную CA.

Пример TCA. Обрезка происходит из области у края кадра.

TCA легче исправить при постобработке, чем LoCA, путем выравнивания каналов R, G и B, но его нельзя уменьшить в камере.

Поскольку в ньютоновских телескопах и зеркальных линзах свет не проходит через линзу, они , по сути, не содержат CA . Но у них есть свой набор недостатков, таких как кома, проблемы с коллимацией, большой размер, длительное время охлаждения и т. Д.

Апохроматический или ахроматический: в чем разница?

Как вы, возможно, догадались по названию, разница между ахроматическим и апохроматическим как-то связана с тем, как разные цвета меняются, когда солнечный (или звездный) свет проходит через линзы телескопа.

В телескопе, когда свет проходит через линзу, он изгибается для фокусировки в точной точке фокальной плоскости инструмента. Но из-за рассеивания мы уже видели, что звезды разных цветов изгибаются немного по-разному.

В результате телескоп с одной линзой не сможет сфокусировать три основных цвета (красный, зеленый и синий) в одной и той же точке.

Чтобы исправить это, современные телескопы используют более сложные оптические схемы с большим количеством линз из высококачественного стекла.

По сравнению с ахроматическими телескопами, апохроматические телескопы:

  • Тяжелее: в них больше оптических элементов
  • Более дорогие: в них больше оптических элементов лучшего качества
  • Некоторые высококачественные апохроматические телескопы включают в себя дополнительный уплощитель поля.
  • Почти все апохроматические телескопы позволяют вам фокусироваться с помощью вашей зеркальной камеры, и все они должны позволять вам фокусироваться с помощью беззеркальной камеры

Это связано с тем, что апохроматические рефракторы в основном созданы с целью получения высококачественных изображений в астрофотография.

Ахроматическая рефракционная линза

Современные ахроматические телескопы , также известные как ACHRO, используют две линзы для фокусировки двух цветов в одной плоскости , обычно красного и синего.

Оптическая схема ахроматического телескопа. (Изображение предоставлено: nbarth через Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 )

Обычно они сочетают в себе негативную и позитивную линзы, которые изготовлены из разных типов стекла: корона и бесцветное стекло.У этих очков разный показатель преломления, а значит, и разная светорассеиваемость.

Короче говоря, с низкой дисперсией крона стеклянная положительная линза используется для компенсации более высокой дисперсии стекла кремня в отрицательной линзе .

Тем не менее, они не могут полностью скорректировать дисперсию, и вы увидите некоторые остаточные хроматические аберрации, в основном в виде фиолетовых и синих ореолов вокруг звезд.

Это та же проблема, с которой вы сталкиваетесь с большинством устаревших объективов.

Туманность Ирис в Цефея. Устаревший объектив Canon FD 300 f / 5.6 на Olympus E-PL6. Отчетливо видны сильные КА вокруг ярких звезд.

Это не большая проблема, если вы используете рефрактор для визуальных наблюдений, но может раздражать, если вы планируете делать с ним астрофотографию.

Обратите внимание, что не все ахроматические телескопы созданы одинаково: чем больше f-ratio телескопа, тем лучше устраняется ложное цветовое искажение .

Вот почему LoCA можно уменьшить в камере при уменьшении диафрагмы объектива.

В телескопах у вас нет диафрагмы для управления апертурой, но вы всегда можете создать маску, чтобы уменьшить закрытую часть апертуры телескопа (тем самым уменьшив ее) на время использования телескопа для астрофотографии.

Линза апохроматического рефрактора

Апохроматические рефракторы предназначены для фокусировки всех трех цветов в одной плоскости , эффективно создавая изображения без КА.

Оптическая схема апохроматического телескопа. Изображение предоставлено: Egmason через Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 )

Теперь, действительно понимает, что не существует единого красного, зеленого и синего цветов ; есть несколько длин волн, которые можно рассматривать как красный, зеленый и синий: это остаточных цветов , и в зависимости от качества вашего телескопа они могут проникать в изображение, хотя часто остаются незамеченными.

Кроме того, апохроматические телескопы лучше справляются с коррекцией сферических аберраций, чем ахроматические.

Чем телескопы APO и ACHRO отличаются от ED?

ED остается для «сверхнизкой дисперсии» и является не телескопом, а типом стекла.

Стекло ED — это стекло более высокого качества, чем стекло, обычно используемое в ахроматах: оно имеет меньшую дисперсию и обеспечивает лучшую цветокоррекцию.

Если вы увлекаетесь фотографией, вы, возможно, заметили, что профессиональных и профессиональных фотографических объективов часто включают ED в названии.

Один из наиболее уважаемых фотографических объективов для широкопольной астрофотографии попадает в эту категорию: Samyang 135 f / 2 ED UMC.

M45 — Плеяды. Samyang 135 f / 2 ED UMC на Olympus E-PL6. Обратите внимание на отсутствие CA вокруг звезд.

Флюоритовое стекло — это еще один вид высококачественного стекла, обеспечивающий еще лучшую цветокоррекцию. FPL-51 и FPL-53 — еще один тип причудливых очков, используемых в телескопах APO.

Есть третий тип рефрактора, который мы еще не обсуждали, и это своего рода гибридный зверь.

Если вы возьмете ту же конструкцию с двумя линзами, что и ахроматический телескоп, но используете стекло ED, флюорит или FPL-51 / FPL-53 хотя бы для одного из них, вы построите так называемый рефрактор полу-APO .

Sky-Watcher Evoguide 50ED — отличный пример такого рефрактора полу-APO (часто называемого APO), в котором используется один элемент FPL-53, соединенный с линзой ED.

Туманность Пакман в Кассиопее с помощью EVOGUIDE 50ED и ZWO ASI183MC. Хотя это всего лишь рефрактор полу-АРО (и, тем не менее, направляющий телескоп), он очень хорошо подходит для астрофотографии с ограниченным бюджетом / в пути.

Используемая терминология

Используемая терминология довольно сбивает с толку, особенно когда производители склонны изменять определения в пользу своей продукции, маркируя полуапохроматический рефрактор как апохроматический.

В любом случае, как было сказано ранее:

  • APO — сокращение для апохроматического
  • Semi-APO — сокращение для полуапохроматического
  • ACHRO — сокращение для ахроматического
  • ED — сокращение для Extra для Extra. Low Dispersion и представляет собой тип стекла, такой же, как FPL-51 / FPL-53

. Кроме того, существует различие между дублетом и триплетом , которое связано с количеством используемых линз: истинный APO — это тройка .

Заключение

Какие практические выводы мы можем сделать после этой довольно длинной технической статьи? Что выбрать?

Подумайте о том, как вы будете его использовать в основном: Вы увлекаетесь астрофотографией? Используйте по крайней мере рефрактор полу-АПО . Они предлагают лучшую цветокоррекцию, минимальные хроматические и сферические аберрации.

Собираетесь ли вы для визуальных наблюдений в движении? Если бюджет позволяет, я бы все равно предпочел телескопы semiAPO и APO, как мало кто знает.Но , если у вас ограниченный бюджет, выбирайте ахроматический, стараясь избегать тех, у кого низкий коэффициент f, поскольку они будут страдать от более сильных аберраций.

Celena ™ S Plan Apochromatic Lens, Plan Apochromat Fluor oil 100x (с коррекцией покровного стекла, NA 1,25, WD 0,19)

Для обеспечения высочайшего качества изображений ячеек все линзы объективов CELENA ® S были произведены в Японии,
родина оптики мирового класса.

План ахроматических объективов

Планахроматические объективы с поправкой на осевую хроматическую аберрацию на двух длинах волн, сферическую аберрацию на цветную
зеленый цвет и аберрация плоского поля.Объективы CELENA ® S TC PlanAchro Ph — это объективы с большим рабочим расстоянием, подходящие для повседневных задач. светлое поле, фазовый контраст и флуоресцентная визуализация с большинством сосудов для культивирования клеток.

Объективы из флюорита Plan

Объективы

Plan из флюорита обеспечивают более высокий уровень коррекции и изготовлены из передового стекла. CELENA ® S TC PlanFluor
Объективы — это флюоритовые объективы с большим рабочим расстоянием, предназначенные для использования со стандартными сосудами для культивирования.Эти объективы подходят
для чувствительной флуоресцентной визуализации и визуализации в светлом поле с более высоким разрешением.

Планапохроматические объективы

Апохроматические объективы представляют собой объективы с наиболее высокой степенью коррекции на сегодняшний день. Эти цели исправлены на
хроматическая аберрация в 3-5 цветов, а также сферическая аберрация в нескольких цветах. Объективы CELENA ® S Plan Apochromat Fluor:
Объектив высшего уровня, который можно использовать для наиболее чувствительной флуоресцентной визуализации и визуализации с самым высоким разрешением.

Планахроматические объективы с фазовым контрастом

Кат. № Цель NA WD Коррекция толщины покровного стекла (мм) Яркое поле Фазовый контраст LWD Погружение
I10001 TC PlanAchro 4x Ph 0.13 17,3 O O O
I10002 TC PlanAchro 10x Ph 0,25 7,6 1,0 O O O
I10003 TC PlanAchro 20x Ph 0.4 7,0 1,0 O O O
I10004 TC PlanAchro 40x Ph 0,65 2,8 1,0 O O O

Объектив из плоского флюорита

Кат. № Цель NA WD Коррекция толщины покровного стекла (мм) Яркое поле Фазовый контраст LWD Погружение
I10005 TC PlanFluor 4x 0.13 17,5 O O
I10006 TC PlanFluor 10x 0,3 7,5 1,0 O O
I10007 TC PlanFluor 20x 0.4 7,5 1,0 O O
I10008 TC PlanFluor 40x 0,6 2,9 1,0 O O

Планапохроматические объективы

Кат. № Цель NA WD Коррекция толщины покровного стекла (мм) Яркое поле Фазовый контраст LWD Погружение
I10013 Plan Apochromat Fluor 1.25x 0,04 3,7 O
I10014 Plan Apochromat Fluor 4x 0,13 17,2 O
I10009 Plan Apochromat Fluor 10x 0.3 8,6 0,17 O
I100010 Plan Apochromat Fluor 20x 0,65 0,7 0,17 O
I100011 Plan Apochromat Fluor 40x 0.8 0,2 0,17 O
I100012 Plan Apochromat Fluor 100xOil 1,25 0,19 0,17 O Масло

LWD = большое рабочее расстояние; подходит для использования с культуральными сосудами с толщиной дна около 1 мм (чашки, лунки, предметное стекло, колбы и т. д.))


VitaScientific № № производителя Описание
Пакеты системы обработки изображений Celena S
LGBD50001 CS20002 Система визуализации Celena S (стартовый пакет)
1) Механическая ступень в комплекте
2) 4 объектива 3) 3 фильтрующих куба
LGBD50002 CS20001 Основной корпус системы визуализации Celena S (только)
1) Механическая ступень в комплекте
2) Без объективов 3) Без фильтров
LGBD50110 Компьютерный медиа-пакет: 24-дюймовый ЖК-дисплей высокой четкости, беспроводная мышь и USB-накопитель 128 ГБ

Выбор объектива (Руководство по выбору)
Набор плоскоахроматических линз (входит в начальный пакет LGBD50001)
LGBD50010 I10001 TC PlanAchro 4x Ph (NA 0.13, WD 17.3)
LGBD50011 I10002 TC PlanAchro 10x Ph (NA 0,25, WD 7,6)
LGBD50012 I10003 TC PlanAchro 20x Ph (NA 0,4, WD 7,0)
LGBD50013 I10004 TC PlanAchro 40x Ph (NA 0,65, WD 2,8)
Набор линз из флюорита Plan
LGBD50020 I10005 TC PlanFluor 4x (NA 0.13, WD 17,5)
LGBD50021 I10006 TC PlanFluor 10x (NA 0,3, WD 7,5)
LGBD50022 I10007 TC PlanFluor 20x (NA 0,4, WD 7,5)
LGBD50023 I10008 TC PlanFluor 40x (NA 0,6, WD 2,9)
Набор линз Plan Apochromatic
LGBD50030 I10009 Plan Apochromat Fluor 10x (с коррекцией покровного стекла, NA 0.3, WD 8.6)
LGBD50031 I10010 Plan Apochromat Fluor 20x (с коррекцией покровного стекла, NA 0,65, WD 0,7)
LGBD50032 I10011 Plan Apochromat Fluor 40x (с коррекцией покровного стекла, NA 0,8, WD 0,2)
LGBD50033 I10012 Plan Apochromat Fluor oil 100x (с коррекцией покровного стекла, NA 1,25, WD 0,19)
Кубики светодиодных фильтров (Руководство по выбору )
LGBD50050 I10101 DAPI (Ex375 / 28, Em460 / 50)
LGBD50051 I10102 EGFP (Ex470 / 30, Em530 / 50)
LGBD50052 I10103 RFP (Ex530 / 40, Em605 / 55)
LGBD50053 I10104 м Вишня (Ex300 / 25, Em645 / 75)
LGBD50054 I10105 ECFP (Ex436 / 20, Em480 / 40)
LGBD50055 I10106 EYFP (Ex500 / 20, Em535 / 30)
LGBD50056 I10107 DSRed (Ex530 / 40, Em620 / 60)
LGBD50057 I10108 Cy5 (Ex620 / 60, Em700 / 75)
LGBD50030 I10109 Cy7 (Ex710 / 75, Em810 / 90)
LGBD50059 I10110 Cy3 / TRITC с длинным проходом (Ex530 / 40, Em570lp)
LGBD50060 I10111 GFP длинный проход (Ex470 / 40, Em500lp)
LGBD50061 I10112 Cy5 длинный проход (Ex620 / 60, Em665lp)
LGBD50062 I10113 Пользовательские фильтры
Держатели сосудов и аксессуары
LGBD50100 I10201 Универсальный держатель
LGBD50101 I10202 Слайд 25 мм X 75 мм, два положения
LGBD50102 I10203 Чашки Петри 35 мм, четыре позиции
LGBD50103 I10204 Чашки Петри 60 мм, две позиции
LGBD50104 I10205 Блюдо 100 мм, одна позиция
LGBD50105 I10206 Колбы Nunc T-25 25 см2, две позиции
LGBD50106 I10207 Колба Nunc T-75 75 см2, одна позиция
LGBD50107 I10208 Колбы BD / Greiner T-25 25 см2, две позиции
LGBD50108 I10209 Колба BD / Greiner T-75 75 см2, одна позиция
LGBD50109 I10210 Гемоцитометр стеклянный, одна позиция
LGBD50109 I10301 Телескоп для выравнивания фаз


Celena S Digital Imaging System Брошюра

Руководство по выбору объектива

Руководство по выбору куба светодиодного фильтра


Внешние ссылки:

Описание цифрового микроскопа в Википедии

Программное обеспечение для анализа изображений с открытым исходным кодом ImageJ может использоваться для трехмерной реконструкции z-stak.ImageJ можно скачать на этой странице.

Статьи по реконструкции 3D / 4D изображений с использованием ImageJ:

суперапохроматических объективов (SAPO) и апохроматических объективов (APO)

В последние годы многие объективы SAPO и APO с большой апертурой и высоким коэффициентом пропускания были разработаны и изготовлены для применения в микроскопии с низким освещением и широким полем. Цели, показанные ниже, являются некоторыми примерами.

Объективы

№ 2 и № 4 представляют собой апохроматические объективы с коррекцией как сферических, так и хроматических аберраций по всему полю зрения.По сравнению с обычными объективами эти два объектива имеют большую апертуру и обеспечивают более высокое качество изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Объективы №2 и №4 использовались в микроскопах с высоким разрешением и системах формирования изображений для получения высококонтрастных изображений без введения виньетирования. Большая апертура и хорошее качество делают эти объективы APO очень полезными для микроскопии с высоким разрешением и систем визуализации, где высокая чувствительность необходима для качественного и количественного анализа, такого как живые клетки, глубокие ткани и т. Д.

Объективы

№ 1, № 3 и № 5 — это суперапохроматические объективы с высокой степенью коррекции как сферических, так и хроматических аберраций и обеспечивающие оптические характеристики с ограничением дифракции в плоской фокальной плоскости без появления виньетирования. Эти объективы могут использоваться в высококачественных микроскопах и системах формирования изображений для получения изображений с ограничением дифракции без виньетирования. Эти цели SAPO идеально подходят для самых требовательных исследовательских приложений, таких как перемещение ионов, исследование ДНК человека, цитогенетические исследования и т. Д.

В световой микроскопии масляная иммерсия — это метод, используемый для увеличения разрешающей способности микроскопа. Это достигается путем погружения передней линзы объектива и покровного стекла образца в прозрачное масло с высоким показателем преломления, тем самым увеличивая числовую апертуру линзы объектива.

№ 5 и № 6 — масляные иммерсионные объективы. Эти объективы с большим числом апертур (NA) и высоким пропусканием идеально подходят для высокоэффективной флуоресцентной визуализации живых клеток, тканей и других образцов.

Арт. № 1 План SAPO 5x NA0,50
Увеличение 5x
Номер апертуры (нет данных) 0,5
Рабочее расстояние (мм) 2
Длина волны (нм) 400-780
Номер поля (мм) 30
Толщина покровного стекла (мм) 0.17
Погружной Вода
Подпружиненный
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Супер апохроматизм (SAPO)
Парфокальное расстояние (мм) 179,5
Задняя фокальная плоскость (мм)
Резьба M25X0.75
Яркое поле (передача) Отлично
Флуоресценция (излучение B, G) Отлично
Мультифотон
Арт. № 2 GK Medical Plan APO 20x NA0,72
Увеличение 20x
Номер апертуры (нет данных) 0,72
Рабочее расстояние (мм) 4.2
Номер поля (мм) 24
Длина волны (нм) 400–1100
Толщина покровного стекла (мм) 0
Погружной Вода
Подпружиненный
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Апохроматизм (APO)
Парфокальное расстояние (мм) 60.06
Задняя фокальная плоскость (мм)
Резьба M25X0,75
Яркое поле (передача) Отлично
Флуоресценция (излучение B, G) Отлично
Мультифотон
Арт. № 3 План SAPO 20x NA0,75
Увеличение 20x
Номер апертуры (N.A) 0,75
Рабочее расстояние (мм) 1
Длина волны (нм) 400-800
Номер поля (мм) 44
Толщина покровного стекла (мм) 0,17
Погружной Воздух / Сухой
Подпружиненный
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Супер апохроматизм (SAPO)
Парфокальное расстояние (мм) 60.06
Задняя фокальная плоскость (мм)
Резьба M30X0,75
Яркое поле (передача) Отлично
Флуоресценция (излучение B, G) Отлично
Мультифотон
Арт. № 4 План APO 20x NA0,80
Увеличение 20x
Номер апертуры (N.A) 0,8
Рабочее расстояние (мм) 1
Длина волны (нм) 400-800
Номер поля (мм) 30
Толщина покровного стекла (мм) 0,17
Погружной Воздух / Сухой
Подпружиненный
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Апохроматизм (APO)
Парфокальное расстояние (мм) 60.06
Задняя фокальная плоскость (мм)
Резьба M25X0,75
Яркое поле (передача) Отлично
Флуоресценция (излучение B, G) Отлично
Мультифотон
Арт. № 5 План SAPO 100x NA1.40
Увеличение 100x
Номер апертуры (N.A) 1,4
Рабочее расстояние (мм) 0,13
Длина волны (нм) видимый
Номер поля (мм) 25
Толщина покровного стекла (мм) 0,17
Погружной Масло
Подпружиненный Есть
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Супер апохроматизм (SAPO)
Парфокальное расстояние (мм) 45.06
Задняя фокальная плоскость (мм)
Резьба WJ4 / 5 ″ X1 / 36 ″
Яркое поле (передача) Отлично
Флуоресценция (излучение B, G) Отлично
Мультифотон
Арт. № 6 План APO 100x NA1.45
Увеличение 100x
Номер апертуры (N.A) 1,45
Рабочее расстояние (мм) 0,13
Длина волны (нм) видимый
Номер поля (мм) 25
Толщина покровного стекла (мм) 0,17
Погружной Масло
Подпружиненный Есть
Корректирующее кольцо
Уровень коррекции плана План
Уровень коррекции хроматической аберрации Апохроматизм (APO)
Парфокальное расстояние (мм) 45.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *