Объективы позволяют микроскопам получать увеличенные реальные изображения и являются, пожалуй, самым сложным компонентом микроскопической системы из-за их многоэлементной конструкции. Доступны объективы с увеличением от 2X до 100X. Они подразделяются на две основные категории: традиционный преломляющий тип и отражающий. Объективы в основном используются с двумя оптическими конструкциями: конечной и бесконечной сопряженной. В конечной оптической конструкции свет из одного пятна фокусируется в другое пятно с помощью пары оптических элементов. В бесконечно сопряженной схеме расходящийся от пятна свет делается параллельным.
До того, как были представлены объективы с коррекцией на бесконечность, все микроскопы имели фиксированную длину тубуса. Микроскопы, в которых не используется оптическая система с коррекцией на бесконечность, имеют определенную длину тубуса, то есть заданное расстояние от револьверной головки, в которой крепится объектив, до точки, где окуляр находится в окуляре. Королевское микроскопическое общество стандартизировало длину тубуса микроскопа на уровне 160 мм в девятнадцатом веке, и этот стандарт принимался более 100 лет.
Когда оптические аксессуары, такие как вертикальный осветитель или поляризационный аксессуар, добавляются в световой путь микроскопа с фиксированной длиной тубуса, некогда идеально скорректированная оптическая система теперь имеет эффективную длину тубуса более 160 мм. Чтобы приспособиться к изменению длины трубки, производители были вынуждены разместить в аксессуарах дополнительные оптические элементы, чтобы восстановить длину трубки 160 мм. Обычно это приводило к увеличению увеличения и уменьшению освещенности.
Немецкий производитель микроскопов Reichert начал экспериментировать с оптическими системами с коррекцией на бесконечность в 1930-х годах. Однако оптическая система «бесконечность» не стала обычным явлением до 1980-х годов.
Оптические системы Infinity позволяют вводить вспомогательные компоненты, такие как призмы дифференциального интерференционного контраста (DIC), поляризаторы и эпифлуоресцентные осветители, в параллельный оптический путь между объективом и тубусной линзой с минимальным влиянием на коррекцию фокусировки и аберраций.
В оптической схеме с бесконечным сопряжением или коррекцией на бесконечность свет от источника, расположенного на бесконечности, фокусируется в небольшое пятно. В объективе пятно — это объект наблюдения, а бесконечность указывает на окуляр или датчик, если используется камера. В этом типе современной конструкции используется дополнительная трубчатая линза между объектом и окуляром для создания изображения. Хотя эта конструкция намного сложнее, чем ее конечно-сопряженный аналог, она позволяет вводить в оптический путь оптические компоненты, такие как фильтры, поляризаторы и светоделители. В результате в сложных системах можно выполнять дополнительный анализ и экстраполяцию изображений. Например, добавление фильтра между объективом и линзой тубуса позволяет видеть определенные длины волн света или блокировать нежелательные длины волн, которые в противном случае могли бы помешать установке. Приложения флуоресцентной микроскопии используют этот тип конструкции. Еще одним преимуществом использования конструкции с бесконечным сопряжением является возможность варьировать увеличение в соответствии с потребностями конкретного приложения. Поскольку увеличение объектива - это отношение фокусного расстояния тубусной линзы
(fТрубная линза) к фокусному расстоянию объектива (fObjective) (Уравнение 1), увеличение или уменьшение фокусного расстояния тубусной линзы изменяет увеличение объектива. Обычно тубусная линза представляет собой ахроматическую линзу с фокусным расстоянием 200 мм, но можно заменить и другие фокусные расстояния, тем самым настраивая общее увеличение системы микроскопа. Если объектив является бесконечно сопряженным, на теле объектива будет расположен символ бесконечности.
1 mObjective=fТрубная линза/fObjective
Время публикации: 6 сентября 2022 г.