光學設(shè)計第16章顯微鏡物鏡設(shè)計-免費閱讀
【正文】 前組透鏡的第二面滿足齊明條件，沒有球差和慧差。對于阿米西物鏡，第一面取為平面，即則，半球透鏡與鄰近的雙膠合透鏡的間隔很小，以減少被前組引進的倍率色差。一 齊明條件如果對單個表面的球差方程求解，可以求出三個無球差的解，它們是：（1）當物和像均在表面上時，由初級像差系數(shù)表達式 知道，當時，球差為零（）（2）當物在曲率中心時， ，球差為零（）。進一步，就得到第一塊透鏡的初始結(jié)構(gòu)。2 確定像差校正方程由于要使中倍顯徼鏡物鏡在校正了球差、彗差、像散，而且兩塊透鏡的像差互補，則 得到有關(guān)、的方程組。李斯特物鏡的光闌通常放在第一個雙膠合透鏡上。為了校正像散，兩個雙膠合透鏡各有一定量的球差和慧差(當然二者合起來還是校正球差和慧差的)。同時查得、5 確定雙膠合物鏡形狀系數(shù)值：6 由、值求出曲率半徑、的規(guī)化值： 7 恢復雙膠合透鏡曲率半徑的實際值：將得到的雙膠合透鏡的曲率半徑乘上透鏡的實際焦距，得到曲率半徑的實際值：8 透鏡加厚度根據(jù)求得的半徑和通光口徑的要求，確定兩個透鏡的厚度： ，9 驗算像差幾何像差的計算列于下表：00－－0－這一結(jié)果表明，球差、軸向色差尚未校正好，需要進行微量校正。這樣作的好處是，像距（反向光路的物距）一般為物鏡焦距的若干倍，而物距（反向光路的像距）比較小。這樣，可以求出雙膠合物鏡的、：、因此、的規(guī)化值為： ，由此可以算出規(guī)化值、：式中， 另外，一般取。 圖16－14 反射式物鏡 圖16－15 折反射式物鏡 圖16－16 用于紫外波段的折反射式物鏡167。反射鏡不產(chǎn)生色差，在紅外和紫外區(qū)也可以工作。平場復消色差物鏡在色球差和二級光譜方面都得到較大改善，數(shù)值孔徑也較普通物鏡大。這樣的顯微鏡物鏡可以作到在較大的視場內(nèi)像場較平，成像清晰，稱為平像場物鏡。由于螢石的工藝性和化學穩(wěn)定性不好，同時晶體內(nèi)部有內(nèi)應(yīng)力，因此目前很少采用，而改用（氟冕玻璃）類和（特種冕玻璃）類玻璃。第一片為蓋玻片，蓋在被觀察的物體上面。在圖16－4（b）中，第一個透鏡是由一個齊名面和一個平面構(gòu)成的，不產(chǎn)生球差和慧差。在前、后雙膠合透鏡曲線上找出使前、后雙膠合透鏡球差、慧差相互補償?shù)膹澢?。為了減小孔徑高級球差，這類物鏡一般采用兩個雙膠合透鏡的組合，如圖16－3所示，稱為李斯特物鏡。一般倍率大約為，數(shù)值孔徑在左右，對應(yīng)的相對孔徑大約為左右。對于某些特殊用途的高質(zhì)量研究用顯微鏡，如用于顯微攝影的物鏡，要求整個視場成像質(zhì)量都比較清晰，除了校正球差、正弦差、軸向色差外，還要求校正場曲、像散、垂軸色差，這種物鏡就是平像場物鏡。數(shù)值孔徑與相對孔徑之間近似符合以下關(guān)系：一個的顯微鏡物鏡，高倍率的顯微鏡物鏡（不包括浸液物鏡），其數(shù)值孔徑最大可能達到，其相對孔徑可以達到2。所以，實際上，物鏡的倍率決定了物鏡的焦距。還有一種被稱為“無限筒長”的顯微鏡物鏡，被觀察物體通過物鏡以后，成像在無限遠，在物鏡的后面，另有一個固定不變的筒鏡透鏡，再把像成在目鏡的焦面上，如圖16－2所示。第十六章 顯微鏡物鏡設(shè)計顯微鏡是用來幫助人眼觀察近距離細小目標的一種目視光學儀器，它由物鏡和目鏡組合而成。筒鏡透鏡的焦距，我國規(guī)定為。因此，顯微鏡物鏡的焦距一般比望遠鏡物鏡的焦距短得多。相對孔徑大，是顯微鏡物鏡的一個特點。由于顯微鏡屬于目視光學儀器，因此它同樣對光和光消色差，對光校正單色像差。由于相對孔徑不大，視場比較小，只要求校正球差、慧差、軸向色差。如果每個雙膠合透鏡分別校正軸向色差，即雙膠合透鏡的，這樣整個物鏡能同時校正軸向色差和 圖16－3 李斯特物鏡倍率色差。如果玻璃選擇的恰當，總可以找出前、后雙膠合透鏡相互補償?shù)慕狻５诙€透鏡也是由一個齊名面和一個平面構(gòu)成的，它的第一面產(chǎn)生的少量球差和慧差，以及兩個透鏡的色差，由后面的兩個雙膠合透鏡組進行補償。蓋玻片與前片之間充滿油液，通常用杉木油，其折射率。它們結(jié)構(gòu)同樣比較復雜。校正場曲的方法主要是在靠近物面和像面的地方加入負光焦度，可以產(chǎn)生負的匹茲萬和而對偏角影響不大。對波長從到光譜區(qū)域的像差校正。而對折射物鏡，由于能透過紅外和紫外的光學材料很少，難于設(shè)計出性能良好的物鏡。3 低倍消色差顯微鏡物鏡設(shè)計低倍消色差顯微鏡物鏡，一般倍率大約為，數(shù)值孔徑在左右，對應(yīng)的相對孔徑大約為左右。 3 由、求低倍顯微鏡物鏡的雙膠合透鏡的形狀大致是一個前面半徑大后面半徑小的雙凸透鏡，因此取火石玻璃在前冕牌玻璃在后較為有利，這樣膠合面半徑較大，一方面便于加工，另一方面可以減小高級像差。如果按正向光路計算像差，在修改像
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