Uvod v klasifikacijo mikroskopskih objektivov
Razvrstitev po namenu
Uporaba optičnih mikroskopov je v grobem razdeljena v dve kategoriji: "biološka uporaba" in "industrijska uporaba". Objektivne leče lahko razdelimo tudi na »biološke
"Uporabi" objektiv in "industrijski" objektiv. Pri bioloških aplikacijah so biološki vzorci običajno postavljeni na stekelce in od zgoraj pokriti s pokrovnim steklom, da se pritrdi. Ker mora leča biološkega objektiva opazovati vzorec skozi pokrovno steklo, je optični sistem zasnovan ob upoštevanju debeline pokrovnega stekla (na splošno 0.17 mm). V industrijskih aplikacijah se opazovanje običajno izvaja brez pokrivanja vzorcev, kot so rezine kovinskih mineralov, polprevodniške rezine in elektronski deli. Zato ima industrijska leča objektiva optimalno zasnovo optičnega sistema v stanju, ko med sprednjim delom leče objektiva in vzorcem ni pokrovnega stekla.
Razvrstitev po metodi opazovanja
Glede na uporabo optičnega mikroskopa so bile razvite različne metode opazovanja, razviti pa so bili tudi namenski objektivi, ki ustrezajo tem metodam opazovanja. Objektivne leče lahko razdelimo glede na metodo opazovanja. Na primer, "objektiv za odbojno temno polje (s svetlobno potjo v obliki obroča okoli notranje leče)", "objektiv za diferencialne motnje (zmanjša notranje popačenje leče in optimizira kombinacijo optičnih značilnosti z diferencialom interferenčna prizma)«, »objektivna leča za fluorescenco (izboljšana prepustnost v bližnjem ultravijoličnem območju)«, »polarizacijska objektivna leča (notranje popačenje leče je močno zmanjšano)« in »fazna razlika objektiva (vgrajena fazna plošča)« itd.
Razvrščeno po povečavi
Optični mikroskopi imajo več objektivnih leč, nameščenih na napravi, imenovani nosni nastavek. Na ta način lahko majhno povečavo preklopite na veliko povečavo samo z obračanjem vrtljive leče objektiva in enostavno dokončate spremembo povečave. Zato je na pretvornik leč običajno nameščena skupina objektivnih leč z različnimi povečavami. V ta namen je linija objektivov sestavljena iz objektivov z majhno povečavo (5×, 10×), srednjo povečavo (20×, 50×) in visoko povečavo (100×). Med njimi smo, zlasti pri izdelkih z veliko povečavo, da bi dobili sliko visoke ločljivosti, predstavili tekoče imerzijske objektive, ki so napolnjeni s posebnimi tekočinami, kot sta sintetično olje in voda z visokim lomnim količnikom med sprednjim delom leče objektiva in vzorec. Poleg tega so na voljo leče objektiva z ultra nizko povečavo (1,25×, 2,5×) in ultravisoko povečavo (150×) za posebne namene.
Korekcija aberacije in klasifikacija objektivov
Glede na klasifikacijo (stopnjo) korekcije kromatske aberacije, glede na stopnjo korekcije aksialne kromatične aberacije (vzdolžne kromatske aberacije), jo lahko razdelimo na tri ravni: akromatsko, semiapokromatsko (fluorit) in apokromatsko. Ponudba izdelkov je prav tako razvrščena od običajne do visoke ravni z različnimi cenami.
Pri korekciji aksialne kromatične aberacije se leča objektiva, ki popravi dve barvi črte C (rdeča: 656,3 nm) in črte F (modra: 486,1 nm), imenuje akromatska leča (Achromat). Svetlobni žarki, ki niso rdeči in modri (običajno vijolična g-črta: 435,8 nm), so osredotočeni na ravnino stran od goriščne ravnine in ta g-črta se imenuje spekter drugega reda. Objektiv, katerega območje korekcije kromatske aberacije doseže ta spekter drugega reda, se imenuje apokromatna leča (Apochromat). Z drugimi besedami, apokromatna leča je leča objektiva, ki popravlja aksialno kromatsko aberacijo za tri barve (črta C, črta F in črta g). Spodnja slika prikazuje razliko v korekciji kromatske aberacije med akromatom in apokromatom v smislu valovne aberacije. Kot je razvidno iz te slike, lahko apokromat popravi kromatsko aberacijo v širšem razponu valovnih dolžin kot akromat.
Primerjava korekcije kromatskih aberacij (akromati in apokromati)
Po drugi strani pa je stopnja korekcije kromatske aberacije spektra drugega reda (g-črta) nastavljena na sredini akromatske leče in apokromatne leče, ki se imenuje pol-akromatska leča (ali fluorit).
Pri zasnovi optičnega sistema leče mikroskopskega objektiva na splošno velja, da večja kot je NA ali večja kot je povečava, težje je popraviti aksialno kromatsko aberacijo spektra drugega reda. Ne samo to, ampak je težje, saj je treba popraviti različne aberacije, razen aksialne kromatske aberacije in sinusoidnih pogojev. Zaradi tega večja kot je povečava apokromatske leče objektiva, več leč za korekcijo aberacije je potrebnih, nekateri objektivi pa uporabljajo celo več kot 15 leč. Za natančno korekcijo spektra drugega reda je učinkovita uporaba "stekla z nenormalno disperzijo" z manjšo disperzijo spektra drugega reda za močnejšo konveksno lečo v skupini leč. Predstavnik tega nenormalnega disperzijskega stekla je fluorit (CaF2). Čeprav je fluorit težko obdelati, se že dolgo uporablja za apokromatne leče. Novo razvito optično steklo z nenormalno disperzijo, ki je zelo blizu disperziji fluorita, je izboljšalo uporabnost in je postopoma nadomestilo fluorit kot glavni tok.
Razvrstitev glede na korekcijo ukrivljenosti polja Pri uporabi mikroskopov je fotografiranje in fotografiranje s TV kamero vse pogostejše, vse več pa je tudi zahtev po ostrih slikah polnega polja. Zato so načrtovane objektivne leče, ki lahko natančno popravijo ukrivljenost polja, postopoma postale običajne. Pri popravljanju ukrivljenosti polja je treba zasnovati Pittsburgh (Petzval) ukrivljenost optičnega sistema tako, da je 0, in večja ko je povečava leče objektiva, težje jo je popraviti (težko sobiva z druge različne korekcije aberacije). Pri korigiranem objektivu ima sprednja skupina leč močno konkavno obliko, sestava zadnje skupine leč pa je prav tako močno konkavna, kar je značilnost vrste leč.
