Объектив для микроскопа планапохромат Советский патент 1975 года по МПК G02B21/02 

Обычные линзовые объективы микроскопа, ахроматы н апохроматы, пригодны только для применения их в видимой области спектра. Это объясняется, во-первых, тем, что исправления аберраций возможны только в ограниченной области спектра, и, во-вторых, что стеклян ные линзы непрозрачны для ультрафиолетовых лучей. Для ультрафиолетовой области до сих пор известны только объективы-монохромат;л любых увеличений и ахроматические объективы малых увеличений, изготовленные из минералов, прозрачных для ультрафиолетовых лучей. Объективы-монохроматы пригодны только для применения в лучах L одной определенной длиной волны. Получению ахроматических линзо вых объективов большого увеличения препятствует сильное нарастание дисперсии в ультрафиолетовой области и отсутствие достаточного ассортимента минералов, прозрачных для ульграфиолетовых лучей, с различными оптическими постоянными. Кроме того, обычные объективы ми кроскопа обладают неустранимой кривизной поля зрения, достигающей в объективах большого увеличения весьма значительной величины.

Новые возможности открывает применение зеркально-линзовых объективов, которые не только устраняют кривизну поля зрения, но и являются совершенными апохромами в невидимой области спектра.

Подобный объектив в виде сложной катаптрической линзы был предложен профессором Максутовым. Катаптрическая линза .Максутова совершенно свободна от хроматизма и может быть применена в любо) области спектра.

Основным недостатком катаптрической линзы является наличие в одной детали нескольких точных поверхностей, нанесенных друг на друга. Эти поверхности для объективов большого увеличения требуют чрезвычайно точной ориентировки относительно друг друга. При этом для одной из отражающих поверхностей требуется для придания ей несферической формы.

№ 68418- 2 Благодаря перечисленным трудностям изготовление катаитрической линзы не мо-жет быть осуществлено обычными техническими средствами, а требует разработки новых снособов изготовления и контроля.

Предметом изобретения является объектиг для микроскопа планапохромат, в котором применены два сферических зеркала, отражающих последовательно луч света, идущий от объекта наблюдения. Для уменьшения стрелы Петцваля при одновременном умепьщении виньетирования, между зеркалами объектива установлен такой ход лучей, при котором луч света, падающий на первое зеркало объектива, пересекается лучом, отражепным вторым зеркалом обт ектива.

В объективе перед первым зеркалом и второго зерка;1а можно устапавливать. линзовые системы, причем для возможности использования объектива при работе в ультрафиолетовой области указапные линзовые системы следует выполнять из флюорита, кварца и других материалов, прозрачных для ультрафиолетового излучения.

На фиг. 1 и 2 схематически показан объектив в двух вариантах. Вслед за обычной фронтальной линзой / и следующей за ней дополнительной линзой 5, если она требуется но условиям расчета, помещается система из двух зеркал 2 и 3, иревращающих расходящийся пучок лучей, идущий от фронтальной линзы в сходящийся в отрицательной 4, проектирующей изображение перед окуляром на его обычном месте. Благодаря такому устройству апертурный угол лучей непрерывно уменьщается после перехода от каждой детали к следующей. Вследствие этого облегчаются требования к сборке по сравнению с катаитрической линзой Максутова, где апертурный угол, будучи большим в начале системы, еще больще возрастает в середине системы. То обстоятельство, что объектив состоит из отдельных несвязанных между собой деталей, дает возможность его изготовлять и собирать обычными методами, иринятымн для линзовых объективов.

Предлагаемый объектив обладает меньшим виньетированием в середине иучка лучей, а имеино, не более 30% по диаметру сечения пучка, в то время как в катаптрической,линзе оно достигает 50%. Это ириводн к существенному улучшению дифракционного изображения точки, приближая его по качеству к случаю полного отсутствия виньетирования.

Предлагаемый зеркально-линзовый объектив обладает плоским полем или значительно уменьшенной кривизной поля по сравнению с обычными линзовыми объективами. Кривизна поля в объективах микроскопа характеризуется величщюй стрелы Петцваля. Стрелой Петцваля в геометрической оптике считается стрела прогиба поверхности изображения при отсутствии других аберраций кроме кривизны ноля. У линзовых объективов с увеличением 90 стрела Петцваля равна примерно 30 мм на краю поля, что приводит к существенному ухудшению качества изображения. В предлагаемом зеркально-линзовом объективе 90 - стрела Петцваля уменьшается до 6 мм.

Полученная величина стрелки Петцваля является полезной, так как она необходима для компенсации существующего в объективах микроскопа смещения изображения на краю ноля, вызываемого аберрациями R зональных наклонных пучках лучей. Поэтому на практике можно считать поле зрения объектива плоским.

Объективь предлагаемой конструкции с увеличением 90 - могут быть выполнейы в двух вариантах. Первый вариант (фиг. 1) рассчитан как апохромат для видимой области спектра с плоским полем, второй вариант (фиг. 2) - как апохромат для видимой и ультрафиолетовой областей для лучей с длиной волны до 225 ммк.