Иммерсионный объектив микроскопа для отраженного света

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОВМЛиуаетииРЕСПУБЛИК ЗСВ С 02 В 21/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЮО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ К АВТОРСКОМУ СВИДЯ П:ЛЬСТВ(56) 1. Патент США В 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 микро скопов. Л., "Машиностроение", 1976, с. 417-418 (прототип).(54)(57) ИММЕРСИОННЪЙ ОБЪЕКТИВ МИКРОСКОПА ДЛЯ ОТРАЖЕННОГО СВЕТА, содержащий два положительных компонента, 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 ЯО 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 к, а последней - не более 6,59 где Ч - оптическая сила отрицательКного 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 15.112691Изобретение 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 13Данный 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, покрытые пленкой окислов, поскольку световой поток, отраженный от этой окисной пленки, накладывается на световой поток, отраженный непосредственно от объекта, и вызывает снижение действительной разрешающей способности. 2 гИзвестен также трехкомпонентный микрообъектив для отраженного света, обладающий повьппенной разрешающей способностью 2 .30Однако отсутствие в "данном объективе иммерсии не позволяет исследовать непрозрачные объекты, покрытые пленкой окислов, поскольку световой поток, отраженный от этой окисной плевки, 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, снижениюдействительной разрешающей способ 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 ОПХП, содержащий 55 два положительных компонента, первый из которых выполнен в ниде. двухсклеенной плосковыпуклбй аплана 8 2тической линзы, а второй - трехсклеенный 3,1.Недостаток объектива ОПХПзаключается в том, что его апертуране обеспечивает возможности наблюдения мелких структур (теоретическаяразрешающая способность равна1,5 мкм) кроме того, объективОПХП имеет недостаточную коррекцию полевых аберраций (при полезрения 2 мм величина астигматизмав волновой мере составляет 0,45 Адля края поля зрения),Цель изобретения - повьппеннеразрешающей способности путем увеличения числовой апертуры и улучшение коррекции полевых аберраций.Поставленная цель достигаетсятем, что в иммерсионный объективмикроскопа для отраженного света,содержащий два положительных компонента, первый из которых выполненв виде плосковыпуклой апланати ческой линзы, между положительнымикомпонентами введен отрицательныйкомпонент, выполненный в видесклеенного из положительной и отрицательной личз мениска, обращенного вогнутостью к объекту, кривизнапервой поверхности которого составляет не более 12 Ча последней -же более 6,5,где- оптическаясила отрицательного компонента,причем отношение оптической силы отрицательного компонента к оптическойсиле объектива лежит в пределахот -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 превышающая 129 и кривизна последней поверхности, не превышающая 6,5 Цпозволяют достаточно хорошо произвести коррекСоставитель В. АрхиповТехред С,Мигунова Корректор С. ЧерниРедактор О. Колесникова Заказ 8689/36 Тираж 496 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 3 1126 цию астигматической разности всего микрообъектива. Кроме того, указан ная форма выполнения отрицательного компонента обеспечивает достаточно малый коэффициент засветки.5Соотношение оптических сил мениска и всего объектива, лежащее в пределах от -0,2 до -0,4 позволяет достаточно полно компенсировать кривизну изображения, вносимую первым и 10 вторым положительными компонентамн. В результате обеспечивается повышение апертуры объектива и снижение астигматизма и хроматизма увеличения,что позволяет улучшить коррекцию полевых аберраций и повысить разрешающую способность объектива примерно на 253 по сравнению с прототипом. Кроме того,коэффициент засветки изображения составляет 0,117 при апертуре ос ветителя, равной апертуре объектива.На чертеже показана оптическая схема предлагаемого объектива.Объектив состоит из первого положительного апланатического компонен 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 запол 35 нено иммерсионной жидкостью, в качестве которой используется кедровое масло.Первый положительный апланати 40 ческий, компонент 1 проецирует иэображение объекта, расположенного в ПО с увеличением п 2, где и - пока 918 4затель 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 0,5 Х. 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.щ