Introdução à classificação das objetivas do microscópio
Classificação por finalidade
As aplicações dos microscópios ópticos são divididas em duas categorias: "uso biológico" e "uso industrial". As lentes objetivas também podem ser divididas em "biológicas
Lente objetiva "use" e lente objetiva "industrial". Em aplicações biológicas, os espécimes biológicos são geralmente colocados em uma lâmina de vidro e cobertos com uma lamínula de cima para fixá-la. Uma vez que a lente objetiva biológica precisa observar a amostra através da lamínula, o sistema óptico é projetado considerando a espessura da lamínula (geralmente 0,17 mm). Em aplicações industriais, a observação geralmente é realizada sem cobrir espécimes, como fatias de minerais metálicos, pastilhas semicondutoras e peças eletrônicas. Portanto, a lente objetiva industrial adota o design do sistema óptico ideal no estado em que não há vidro de cobertura entre a extremidade frontal da lente objetiva e a amostra.
Classificação por método de observação
Vários métodos de observação foram desenvolvidos de acordo com a aplicação do microscópio óptico, e objetivos dedicados correspondentes a esses métodos de observação também foram desenvolvidos. As lentes objetivas podem ser divididas de acordo com o método de observação. Por exemplo, "lente objetiva para campo escuro reflexivo (com um caminho de luz de iluminação em forma de anel ao redor da lente interna)", "lente objetiva para interferência diferencial (reduz a distorção interna da lente e otimiza a combinação de características ópticas com um diferencial prisma de interferência)", "lente objetiva para fluorescência (melhor transmitância na região quase ultravioleta)", "lente objetiva de polarização (a distorção interna da lente é bastante reduzida)" e "lente objetiva de diferença de fase (placa de fase integrada)" , etc
Classificado por ampliação
Os microscópios ópticos têm múltiplas lentes objetivas montadas em um dispositivo chamado revólver. Desta forma, a ampliação baixa pode ser alterada para a ampliação alta apenas girando a lente giratória da objetiva, e a alteração da ampliação pode ser facilmente concluída. Portanto, um grupo de lentes objetivas com diferentes ampliações é geralmente instalado no conversor de lentes objetivas. Para esse fim, a linha de lentes objetivas consiste em objetivas de baixa ampliação (5×, 10×), média ampliação (20×, 50×) e alta ampliação (100×). Entre eles, especialmente em produtos de alta ampliação, para obter imagens de alta definição, introduzimos objetivas de imersão líquida que são preenchidas com líquidos especiais, como óleo sintético e água com alto índice de refração entre a extremidade frontal da lente objetiva e o espécime. Além disso, lentes objetivas de ultrabaixa ampliação (1,25×, 2,5×) e ultraalta ampliação (150×) para fins especiais também estão disponíveis.
Correção de Aberrações e Classificação de Lentes Objetivas
De acordo com a classificação (nível) de correção da aberração cromática, de acordo com o grau de correção da aberração cromática axial (aberração cromática longitudinal), ela pode ser dividida em três níveis: acromático, semiapocromático (Fluorita) e apocromático. A linha de produtos também é classificada do nível normal ao nível alto, com preços diferenciados.
Na correção da aberração cromática axial, uma lente objetiva que corrige duas cores da linha C (vermelho: 656,3 nm) e linha F (azul: 486,1 nm) é chamada de lente acromática (Achromat). Raios de luz diferentes do vermelho e do azul (geralmente a linha g roxa: 435,8 nm) são focados no plano distante do plano focal, e essa linha g é chamada de espectro de segunda ordem. A lente objetiva cuja faixa de correção da aberração cromática atinge esse espectro de segunda ordem é chamada de lente apocromática (Apochromat). Em outras palavras, uma lente apocromática é uma lente objetiva que corrige a aberração cromática axial para três cores (linha C, linha F e linha g). A figura abaixo mostra a diferença na correção da aberração cromática entre um acromático e um apocromático em termos de aberração de onda. Como pode ser visto nesta figura, um apocromático pode corrigir a aberração cromática em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda do que um acromático.
Comparação da Correção de Aberração Cromática (Acromatas e Apocromatas)
Por outro lado, o grau de correção da aberração cromática do espectro de segunda ordem (linha g) é definido no meio da lente acromática e da lente apocromática, que é chamada de lente semi-acromática (ou fluorita).
No projeto do sistema óptico da lente objetiva do microscópio, de um modo geral, quanto maior o NA, ou maior a ampliação, mais difícil é corrigir a aberração cromática axial do espectro de segunda ordem. Não apenas isso, mas é mais difícil, pois várias aberrações além da aberração cromática axial e condições senoidais devem ser corrigidas. Por esse motivo, quanto maior a ampliação da lente objetiva apocromática, mais lentes de correção de aberração são necessárias e algumas lentes objetivas usam até mais de 15 lentes. Para corrigir com precisão o espectro de segunda ordem, é eficaz usar o "vidro de dispersão anormal" com menos dispersão do espectro de segunda ordem para a lente convexa mais forte no grupo de lentes. O representante deste vidro de dispersão anormal é a fluorita (CaF2). Embora a fluorita seja difícil de processar, ela tem sido usada para lentes apocromáticas por muito tempo. O vidro óptico recém-desenvolvido com dispersão anômala muito próxima à da fluorita melhorou a trabalhabilidade e gradualmente substituiu a fluorita como principal.
Classificação por correção de curvatura de campo No uso de microscópios, a captura de fotos e a captura de câmeras de TV estão se tornando cada vez mais comuns, e há cada vez mais requisitos para imagens nítidas de campo total. Portanto, as lentes objetivas planas que podem corrigir com precisão a curvatura do campo tornaram-se gradualmente populares. Ao corrigir a curvatura do campo, é necessário projetar a curvatura Pittsburgh (Petzval) do sistema óptico para ser 0, e quanto maior a ampliação da lente objetiva, mais difícil é corrigir (difícil coexistir com outras várias correções de aberrações). Na lente objetiva corrigida, o grupo da lente frontal tem uma forma fortemente côncava, e a composição do grupo da lente traseira também é fortemente côncava, o que é uma característica do tipo de lente.
