Важные преимущества новых объективов для биологических микроскопов с конечной длиной тубуса

Появились вопросы от наших потенциальных клиентов – насчёт нашего нового комплекта бюджетных объективов для биологических микроскопов с конечной длиной тубуса. Об этой разработке мы сообщали в материале:

http://www.labor-microscopes.ru/news/new-objectives-finity-length.html

Поэтому, в развитие информации о комплекте объективов, дополняем некоторые сведения о принципиальных отличиях, важных преимуществах новых объективов – в сравнении с другими, представленными ранее на отечественном рынке.

Преимуществ, собственно, несколько. Но самое важное из них – исправление в новых объективов так называемой, хроматической разности увеличений (ХРУ). Это такой вид хроматической аберрации (искажения в получаемом на микроскопе изображении), до настоящего времени, эта аберрация подлежала исправлению только в дорогих объективах, комплектующих сложные исследовательские модели микроскопов. В бюджетных объективах – раньше «не умели» исправлять, ведь их оптические системы должны быть достаточно простыми, а стоимость объективов – не высокой. Специалисты нашего проекта преодолели эти противоречия, в новом комплекте ХРУ во всех объективах исправлена.

Поясним, чем же так плох этот самый ХРУ, как он влияет на качество результирующего изображения? Известно, что даже исправление хроматических аберраций аберрации для так называемых «осевых точек предмета» не исключает окраски изображения «внеосевых» точек предмета, расположенных вне оптической оси. Это связано стем, что для лучей с разными длинами волн линейные увеличения не будут одинаковыми. При этом, изображения одного и того же отрезка у, образуемые лучами различных длин волн (F=486.13нм, D=589.3нм, C=656.28нм) будут отличаться по размеру, т. е. разность размеров цветных изображений одного и того же предмета называется хроматической разностью увеличений (ХРУ) или хроматизмом увеличения (см.рисунок.).

Для определения хроматизма увеличения действительных лучей рассчитывают ход главного луча для тех длин волн, для которых исправлен хроматизм положения, например С и F, а также для того цвета, для которого исправлены монохроматические аберрации, например цвета D. Из расчета получают размеры изображений , в плоскости параксиального изображения для лучей цвета D. На рисунке изображения и для главного луча, идущего под углом ω к оптической оси, совпадают по положению на оси, т. е. устранен хроматизм положения, но не совпадают по высоте. При наличии хроматизма увеличения на краях изображения появляется радужная кайма, наблюдаемая по всему контуру изображения предмета. Естественно, что при исправленном ХРУ положение лучей по высоте для всех цветов – совпадает по высоте, в изображении на краях контуров радужная кайма отсутствует.

Опытный исследователь сразу видит в изображении объекта – хроматические аберрации, например, ХРУ. В большинстве случаев, с этим приходится (точнее, приходилось) мириться, другие характеристики объективов казались более важными. Да, конечно, такие характеристики, как числовая апертура объектива и исправление так называемой, кривизны в изображении, тоже весьма важные параметры объектива. НО, по приведённым ниже фотографиям реальных микроскопических объектов можно судить как остаточная ХРУ ухудшает качество изображения, и как хорошо, когда ХРУ – исправлена.

Фотография слева – с планахроматического объектива ломо 40х/0.65 (Ю-44.11.618, один из лучших объективов ломо), фотография справа – с нашего нового план объектива 40х/0.70. Разница в качестве изображения очевидна, правое изображение «даже светлее», контуры регулярной структуры на «отягощены» цветными окантовками, контраст выше, картинка гораздо чётче и выразительнее. И это при том, что оптическая система нового объектива проще, себестоимость изготовления объектива ниже.

Но, может быть, если использовать ломовский объектив с планапохроматической коррекцией аберраций, «всё будет по другому»? Нет, картина похожая.

Мы исследовали другой микропрепарат, поместив его в самый центр поля зрения изображения. Слева – фотография с планапохроматического объектива ломо ОПА-4 (60х/0.85 Ю-41.11.313-01) и справа - с нашего нового план объектива 60х/0.85. При кажущейся практически одинаковой резкости изображений на левом фото присутствует окантовка, причём в пределах всего поля, это сравнение иллюстрирует распространённый (но не верный) тезис, о возможности компенсации ХРУ объектива – окулярами.

Фотография слева иллюстрирует так называемый компенсационный метод, который раньше предлагался для исправления ХРУ на микроскопе. Якобы, компенсационная ХРУ специально «накачанная» в окуляре, позволяет получить на микроскопе приемлемую по качеству картинку. Отвечаем – не позволяет. Полная компенсация в пределах линейного поля не возможна, она не равномерна по полю, Кроме того, по окружности, ограничивающей поле явно видна «жирно-жёлтая» кайма, которая, конечно-же портит картинку. На фотографии справа – пример не компенсационной системы, когда ХРУ исправлено в объективе и не требуется применение компенсационного окуляра. Как говорится, «почувствуйте разницу».

Стоит ли говорить, что именно поэтому признанные мировые производители микроскопов строят свои системы на основе исправленного в объективах ХРУ. Однако, раньше такое решение считалось «довольно затратным» и являлось прерогативой исследовательских моделей. Сегодня в нашем проекте Labor-Microscopes такое решение реализовано в классе бюджетных объективов, стоимость которых не высока. При этом достигнуто весьма высокое результирующее качество изображения на микроскопе.

Наиболее удачные примеры фотографий с некоторых наших новых объективов можно посмотреть ниже.

Мы не являемся профессионалами в микроскопировании и микрофотографировании, поэтому обратились за помощью в тестировании наших новых объективов к профессионалам, которые многие годы занимаются практической микроскопией, микрофотографией. Приведённые фотографии сделаны экспертом – Гладышевым Виктором Васильевичем (г. Тула), которому выражаем уважение и благодарность. Представленные три фотографии сделаны им с использованием наших новых объективов 10x/0.30, 40x/0.70, 60x/0.85.