ПЛАНАХРОМАТИЧЕСКИЙ КВАРЦФЛЮОРИТОВЫЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА Российский патент 2008 года по МПК G02B21/02 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции проводится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа проводится в видимом и инфракрасном диапазонах (от 404 до 1000 нм).

Известен кварц-флюоритовый объектив микроскопа для ультрафиолетовой и видимой областей спектра [1], состоящий из двух одиночных положительных линз, силового трехсклеенного компонента, включающего две положительные линзы из флюорита и установленную между ними отрицательную линзу из кварцевого стекла, трехлинзового склеенного компонента положительной оптической силы, выполненного из двух отрицательных менисков из кварцевого стекла, между которыми расположены положительная линза из флюорита и двухлинзового склеенного компонента отрицательной оптической силы, положительная линза которого выполнена из флюорита, а отрицательная линза - из кварцевого стекла.

К недостаткам следует отнести то, что объектив содержит три склеенных компонента из кварца с флюоритом, которые расклеиваются в условиях больших перепадов температур вследствие большого коэффициента линейного расширения флюорита, а также наличие двух тройных склеек, трудоемких и нетехнологичных в условиях крупносерийного производства.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является объектив микроскопа [2], содержащий одиночную фронтальную линзу и два положительных трехлинзовых компонента, каждый из которых выполнен из двух одиночных линз из флюорита, между которыми размещена отрицательная линза из кварцевого стекла.

К недостаткам известного объектива следует отнести малую входную апертуру и невысокое поле зрения, а также то, что объектив работает с тубусом 160 мм, что делает невозможным его применение в современных моделях микроскопов.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение апертуры и поля зрения при сохранении планахроматической коррекции аберраций и обеспечение длины тубуса «бесконечность».

Поставленная задача решается с помощью предложенного планахроматического кварц-флюоритового объектива микроскопа, который, как и прототип, содержит одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита, между которыми размещена отрицательная линза из кварцевого стекла.

В отличие от прототипа, в предлагаемом объективе между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, при этом первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что введение двух одиночных положительных линз из флюорита с размещенной меду ними отрицательной линзой из кварцевого стекла и размещение их между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом, а также выполнение первого положительного компонента из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита позволило получить технический результат, заключающийся в значительном увеличении числовой апертуры и поля зрения при достижении планахроматической коррекции аберраций, а также обеспечить длину тубуса «бесконечность».

Предлагаемый планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа поясняется чертежом, на котором представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны конструктивные параметры и аберрационные выпуски.

Заявленный планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа содержит одиночную фронтальную линзу 1 и два трехлинзовых положительных компонента I и II.

Первый трехлинзовый положительный компонент I состоит из двух отрицательных линз 2 и 3 из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзы 4 из флюорита.

Второй трехлинзовый положительный компонент II содержит две положительные линзы из флюорита 5 и 6 с размещенной между ними отрицательной линзой 7 из кварцевого стекла.

Между одиночной фронтальной линзой 1 и первым трехлинзовым положительным компонентом I дополнительно размещены две положительные линзы 8 и 9 из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзы 10 из кварцевого стекла.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.

Объектив работает с тубусной линзой f'=160 мм.

Лучи от объекта наблюдения, расположенного в передней фокальной плоскости объектива, проходят через одиночную фронтальную линзу 1, образуя мнимое изображение, внося сферохроматизм, хроматизм увеличения (ХРУ), кому и астигматизм.

Дополнительные одиночные линзы из флюорита 8 и 9, с расположенной между ними отрицательной линзой 10 из кварцевого стекла формируют также мнимое изображение, уменьшая ХРУ, увеличивая сферо-хроматизм и астигматизм.

Первый положительный компонент I (линзы 2, 4 и 3) увеличивает ХРУ, переисправляет сферохроматическую аберрацию, уменьшает кому и переисправляет астигматизм.

Второй положительный компонент II (линзы 5, 7 и 6) компенсирует остаточные аберрации осевого и наклонных пучков, образуя планхроматическое изображение в «бесконечности».

По предложенной схеме реализован объектив с увеличением 40^х и 63^х числовой апертурой 0,55 и 0,5 соответственно.

В таблице 1 представлено число Штреля для приведенных относительных значений величин изображения, характеризующих качество изображения объектива.

Таблица 1Номер пучкаЧисло Штреля00,8640,6130,3720,2110,12

В предлагаемом планахроматическом кварц-флюоритовом объективе микроскопа достигнуто значительное увеличение числовой апертуры в 2,5 раза и поля зрения с 13,2 до 20 мм при обеспечении планахроматической коррекции аберраций и длины тубуса «бесконечность».

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, авторское свидетельство №1793413, МПК: G02В 21/02, 13/14, 1993 г.

2. Российская Федерация, авторское свидетельство №472320, МПК: G02В 21/02, 1975 г. - прототип.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам микроскопов, и может быть использовано в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур, в которых возбуждение люминесценции проводится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а работа проводится в видимом и инфракрасном диапазоне (от 404 до 1000 нм). Сущность изобретения: в планахроматическом кварц-флюоритовом объективе микроскопа, содержащем одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита с размещенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, а первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита. Задача: увеличение апертуры и поля зрения при сохранении планахроматической коррекции аберраций и обеспечение длины тубуса «бесконечность». 1 табл., 1 ил.

Планахроматический кварц-флюоритовый объектив микроскопа, содержащий одиночную фронтальную линзу и два положительных компонента, первый из которых состоит из трех одиночных линз, а второй выполнен из двух положительных линз из флюорита с размещенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, отличающийся тем, что между одиночной фронтальной линзой и первым положительным компонентом дополнительно размещены две одиночные линзы из флюорита с расположенной между ними отрицательной линзой из кварцевого стекла, а первый положительный компонент выполнен из двух отрицательных линз из кварцевого стекла с размещенной между ними положительной линзой из флюорита.