Иммерсионный объектив микроскопа для отраженного света

 

ИММЕРСИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА ДЛЯ ОТРАЖЕННОГО СВЕТА, содержащий два положительных компонента , первьй из которых выполнен в виде плосковьшуклой апланатической лийзы, отличающи йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности путем увеличения числовой апертуры и улучшения коррекции полевых аберраций, между положительными компонентами введен отрицательный компонент, выполненный в виде склеенного из положительной и отрицательной линз мениска, обращенного вогнутостью к объекту, кривизна первой поверхности которого составляет не более ,a последней - не более 6,, где оптическая сила отрицательного компонента, причем отношение оптической Силы отрицательного компонента к оптической силе объектива лежит в пределах от - 0,2 до -0,4, а разность коэффициентов дисперсий стекол отрицательного компонента составляет не менее 15. 10 О) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

00UWI

Я.:СПУВЛИК

З15Р С 02 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMV СВИДЯ П=ЛЬСТВУ

Ю0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ (21) 3620062/24-10 (22) 13.07.83 (46) 30.11.84. Бюл. 9 44 (72) А.Г. Арлиевский .и И.Я. Требник (53) 535.824.26 (088.8) (56) 1. Патент США 11- 4 054 369, кл. 350-175, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 871127, кл. С 02 В 21/02, 1980.

3. Панов В.А. и др. Оптика микроскопов. Л., "Машиностроение", 1976, с. 417-418 (прототип). (54)(57) ИММЕРСИОННЪ|Й ОБЪЕКТИВ

МИКРОСКОПА ДЛЯ ОТРАЖЕННОГО СВЕТА, содержащий два положительных K0MIIQнента, первый из которых выполнен в виде плосковыпуклой апланатической линзы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

„„SU„„1126918 разрешающей способности путем увеличения числовой апертуры и улучшения коррекции полевых аберраций, между положительными компонентами введен отрицательный компонент, выполненный в виде склеенного из положительной и отрицательной линз мениска, обращенного вогнутостью к объекту, кривизна первой поверхности которого составляет не более

12 Рк, а последней — не более 6,5 где Ч вЂ” оптическая сила отрицательК ного компонента, причем отношение оптической силы отрицательного компонента к оптической силе объектива лежит в пределах от — 0,2 до

-0,4, а разность коэффициентов дисперсий стекол отрицательного компонента составляет не менее 15.

1 112691

Изобретение относится к области оптико-механического приборостроения и может быть использовано в металлографических и рудных микроскопах, Известен четырехкомпонентный объектив микроскопа, работающий в видимой области спектра, разрешающая способность которого повышается за счет увеличения апертуры объектива $13.

Данный объектив характеризуется сложной конструкцией, большим числом линз, что затрудняет его изготовление и ограничивает возможности широкого использования. Кроме того, отсутствие иммерсии не позволяет исследовать непрозрачные объекты,t покрытые пленкой окислов, поскольку световой поток, отраженный от этой окисной пленки, накладывается на световой поток, отраженный непосредст-венно от объекта, и вызывает снижение действительной разрешающей способности. рг

Известен также трехкомпонентный микрообъектив для отраженного света, обладающий повьппенной разрешающей способностью (2 g.

Однако отсутствие в "данном объективе иммерсии не позволяет исследовать непрозрачные объекты, покрытые пленкой окислов, поскольку световой поток, отраженный от этой окисной пленки, соразмерный по величине с потоком, отраженным от исследуемой поверхности, накладывается на него.

Кроме того, рассеянный свет, отраженный от оптических поверхностей этого объектива, также накладывается на полезный световой поток, что приводит к снижению контраста изображения и, следовательно, снижению действительной разрешающей способ- 4> ности, а также ограничивает возможности применения этого объектива для исследования таких слабоотражающих объектов, как угли, руды (коэффициент отражения 4-107).

Наиболее близким по технической сущности к данному является иммеро сионный обьектив микроскопа пля от- . раженного света ОПХ-5П, содержащий 55 два положительных компонента, первый из которых выполнен в ниде: двухсклеенной плосковыпуклбй аплаHB

8 2 тической линзы, а второй — трехсклеенный (3).

Недостаток объектива ОПХ-5П заключается в том, что его апертура не обеспечивает возможности наблюдения мелких структур (теоретическая разрешающая способность равна

1,5 мкм)„ кроме того, объектив

ОПХ-5П имеет недостаточную коррекцию полевых аберраций (при поле зрения 2 мм величина астигматизма в волновой мере составляет 0,45 .Х для края поля зрения).

Цель изобретения — повьппение разрешающей способности путем увеличения числовой апертуры и улучшение коррекции полевых аберраций.

Поставленная цель достигается тем, что в иммерсионный объектив микроскопа для отраженного света, содержащий два положительных компонента> первый из которых выполнен в виде плосковыпуклой апланати-ческой линзы, между положительными компонентами введен отрицательный компонент, выполненный в виде склеенного из положительной и отрицательной личз мениска, обращенного вогнутостью к объекту, кривизна первой поверхности которого составляет не более 1? Ч а последней— же более 6,5$<,где — оптическая сила отрицательного компонента,причем отношение оптической силы отрицательного компонента к оптической силе объектива лежит в пределах от -0,2 до -0,4,.а разность коэффициентов дисперсий стекол отрицательного компонента составляет не менее 15.

Выполнение отрицательного компонента в объективе в виде склеенного из положительной и отрицательной линз мениска, обращенного вогнутостью к объекту, с разностью коэффициентов дисперсий стекол линз не менее 15 позволяет снизить трудноустранимые аберрации высших порядков и сферохроматическую аберрацию, что дает возможность повысить апертуру объектива и устранить хроматизм увеличения без усложнения последующей части. Кривизна первой наружной поверхности отрицательного компонента, не превьлпающая 12 „ и кривизна последней поверхности, не превышающая 6,5 Ц > позволяют достаточно хорошо произвести коррекСоставитель В. Архипов

Техред С,Мигунова Корректор С. Черни

Редактор О. Колесникова

Заказ 8689/36

Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1126 цию астигматической разности всего микрообъектива. Кроме того, указан- ) ная форма выполнения отрицательного компонента обеспечивает достаточно малый коэффициент засветки.

Соотношение оптических сил мениска и всего объектива, лежащее в пределах от -0,2 до -0,4 позволяет достаточно полно компенсировать кривизну изображения, вносимую первым и 1О вторым положительными компонентамн.

В результате обеспечивается повышение апертуры объектива и снижение астиrматизма и хроматизма увеличения,что позволяет улучшить коррекцию полевых аберраций и повысить разрешающую способность объектива примерно Hà 251о по сравнению с прототипом. Кроме того,коэффициент засветки изображения составляет 0,11Х при апертуре осветителя, равной апертуре объектива.

На чертеже показана оптическая схема предлагаемого объектива.

Объектив состоит из первого положительного апланатического компонен- 25 та 1, выполненного в виде одиночной плосковыпуклой линзы и расположенных за ним отрицательного компонента 2 и положительного компонента 3. Отрицательный компонент 2 склеен из отрицательного 4 и положительного 5 ме нисков, обращенных вогнутостью .к объекту.

Пространство между плоскостью .объекта {ПО) и первым положительным апланатическим компонентом 1 запол35 нено иммерсионной жидкостью, в качестве которой используется кедровое масло.

Первый положительный апланати40 ческий, компонент 1 проецирует иэображение объекта, расположенного в

ПО с увеличением п2, где n — - пока918 4 затель преломления стекла компонен- та 1. Отрицательный мениск 4 проецирует иэображение объекта в переднюю фокальную плоскость второго положительного компонента 3. Этот компонент и дополнительная система (не .показанная на чертеже) создают изображение объекта в задней фокальной плоскости дополнительной системы.

Объектив микроскопа имеет достаточно высокое качество изображения по всему полю зрения, при поле зрения в пространстве предметов 2 мм величина астигматиэма в волновой мере не превышает 0,22 3 а хроматизм увеличения равен 0,177., в то время как в прототипе эти величины составляют соответственно

0,45 и 0,5Х.

Микрообъектив может быть использован в металлографических и рудных микроскопах для наблюдения и исследования мелких структур непрозрачных объектов при достаточно простой конструкции и отсутствии преобразователей ультрафиолетового излучения в видимое.

Применение объектива обеспечит при удобстве эксплуатации возможность наблюдения и исследования мелких структур ряда непрозрачных объектов, покрытых пленкой окислов, так как теоретическая разрешающая способность объектива равна 1,2 мкм, вместо 1,5 мкм в прототипе. За счет увеличения апертуры объектива повышается освещенность иэображения примерно в 1,5 раза, что дает возможность при эксплуатации приборов испольэовать менее мощные источники света.