مقدمه ای بر طبقه بندی اهداف میکروسکوپ
طبقه بندی بر اساس هدف
کاربردهای میکروسکوپ های نوری به طور تقریبی به دو دسته «استفاده بیولوژیکی» و «استفاده صنعتی» تقسیم می شوند. عدسی های شیئی را می توان به «بیولوژیک» نیز تقسیم کرد
عدسی شیئی "استفاده" و عدسی شیئی "صنعتی". در کاربردهای بیولوژیکی، نمونههای بیولوژیکی معمولاً روی یک لام شیشهای قرار میگیرند و از بالا با یک شیشه پوششی برای ثابت کردن آن میپوشانند. از آنجایی که عدسی شی بیولوژیکی باید نمونه را از طریق شیشه پوشش مشاهده کند، بنابراین سیستم نوری با در نظر گرفتن ضخامت شیشه پوشش (به طور کلی 0.17 میلی متر) طراحی شده است. در کاربردهای صنعتی، مشاهده عموماً بدون پوشش نمونه هایی مانند برش های مواد معدنی فلزی، ویفرهای نیمه هادی و قطعات الکترونیکی انجام می شود. بنابراین، لنز شیئی صنعتی طراحی سیستم نوری بهینه را در حالتی که هیچ شیشه پوششی بین انتهای جلویی لنز شیئی و نمونه وجود ندارد، اتخاذ می کند.
طبقه بندی با روش مشاهده
روشهای مشاهدهای مختلفی با توجه به کاربرد میکروسکوپ نوری توسعه یافتهاند و اهداف اختصاصی مربوط به این روشهای مشاهده نیز توسعه یافتهاند. لنزهای شیئی را می توان بر اساس روش مشاهده تقسیم بندی کرد. به عنوان مثال، "عدسی شیئی برای میدان تاریک بازتابی (با یک مسیر نوری حلقه ای شکل در اطراف لنز داخلی)"، "عدسی شیئی برای تداخل دیفرانسیل (اعوجاج داخلی لنز را کاهش می دهد و ترکیب ویژگی های نوری را با یک دیفرانسیل بهینه می کند. منشور تداخلی)»، «عدسی شیئی برای فلورسانس (تصویرپذیری بهبود یافته در ناحیه نزدیک به اشعه ماوراء بنفش)»، «عدسی شیئی پلاریزاسیون (اعوجاج لنز داخلی بسیار کاهش یافته است)»، و «عدسی شیئی اختلاف فاز (صفحه فاز داخلی)» ، و غیره.
طبقه بندی بر اساس بزرگنمایی
میکروسکوپ های نوری دارای چندین عدسی شیئی هستند که روی دستگاهی به نام قطعه دماغه نصب شده اند. به این ترتیب تنها با چرخاندن عدسی گردان شیئی می توان بزرگنمایی کم را به بزرگنمایی زیاد تغییر داد و تغییر بزرگنمایی را به راحتی تکمیل کرد. بنابراین به طور کلی گروهی از لنزهای شیئی با بزرگنمایی های مختلف بر روی مبدل عدسی شیئی نصب می شوند. برای این منظور، ردیف لنزهای شیئی شامل بزرگنمایی کم (5×، 10×)، بزرگنمایی متوسط (20×، 50×) و بزرگنمایی بالا (100×) است. در میان آنها، به ویژه در محصولات با بزرگنمایی بالا، برای به دست آوردن تصویربرداری با وضوح بالا، اهداف غوطه وری مایع را معرفی کرده ایم که با مایعات خاصی مانند روغن مصنوعی و آب با ضریب شکست بالا بین انتهای جلویی عدسی شیئی پر شده است. نمونه علاوه بر این، لنزهای شیئی با بزرگنمایی فوق العاده کم (1.25×، 2.5×) و بزرگنمایی فوق العاده بالا (150×) برای مقاصد خاص نیز در دسترس هستند.
تصحیح انحراف و طبقه بندی لنزهای شیئی
با توجه به طبقه بندی (سطح) تصحیح انحراف رنگی، با توجه به درجه انحراف رنگی محوری (انحراف رنگی طولی) اصلاح می توان آن را به سه سطح آکروماتیک، نیمه آپوکروماتیک (فلوریت) و آپوکروماتیک تقسیم کرد. مجموعه محصولات نیز از سطح معمولی به سطح بالا با قیمت های متفاوت مرتب شده اند.
در تصحیح انحراف رنگی محوری، عدسی شیئی که دو رنگ خط C (قرمز: 656.3 نانومتر) و خط F (آبی: 486.1 نانومتر) را تصحیح می کند، عدسی آکرومات (Achromat) نامیده می شود. پرتوهای نوری غیر از قرمز و آبی (به طور کلی خط g بنفش: 435.8 نانومتر) روی صفحه دور از صفحه کانونی متمرکز می شوند و این خط g طیف مرتبه دوم نامیده می شود. عدسی شیئی که محدوده تصحیح انحراف رنگی آن به این طیف درجه دوم می رسد، عدسی آپوکرومات (Apochromat) نامیده می شود. به عبارت دیگر، عدسی آپوکرومات یک عدسی شیئی است که انحراف رنگی محوری را برای سه رنگ (C-line، F-line و g-line) تصحیح می کند. شکل زیر تفاوت تصحیح انحراف رنگی بین اکرومات و آپوکرومات را از نظر انحراف موج نشان می دهد. همانطور که از این شکل مشاهده می شود، یک آپوکرومات می تواند انحراف رنگی را در محدوده وسیع تری از طول موج ها نسبت به یک آکرومات اصلاح کند.
مقایسه تصحیح انحراف رنگی (آکرومات و آپوکرومات)
از طرف دیگر، درجه تصحیح انحراف رنگی طیف مرتبه دوم (g-line) در وسط عدسی آکرومات و عدسی آپوکرومات تنظیم می شود که به آن عدسی نیمه آکرومات (یا فلوریت) می گویند.
در طراحی سیستم نوری عدسی شیئی میکروسکوپ، به طور کلی، هرچه NA بزرگتر یا بزرگنمایی بیشتر باشد، تصحیح انحراف رنگی محوری طیف مرتبه دوم دشوارتر است. نه تنها این، بلکه دشوارتر است زیرا انحرافات مختلف غیر از انحراف رنگی محوری و شرایط سینوسی باید اصلاح شوند. به همین دلیل هر چه بزرگنمایی عدسی شیئی آپوکروماتیک بیشتر باشد، لنزهای اصلاح انحراف بیشتری مورد نیاز است و حتی برخی از لنزهای شیئی از بیش از 15 لنز استفاده می کنند. به منظور تصحیح دقیق طیف مرتبه دوم، استفاده از "شیشه پراکندگی غیرعادی" با پراکندگی کمتر طیف مرتبه دوم برای عدسی محدب قوی تر در گروه عدسی موثر است. نماینده این شیشه پراکندگی غیرعادی فلوریت (CaF2) است. اگرچه پردازش فلوریت دشوار است، اما برای مدت طولانی برای لنزهای آپوکرومات استفاده شده است. شیشه نوری جدید توسعه یافته با پراکندگی غیرعادی بسیار نزدیک به فلوریت کارایی را بهبود بخشیده و به تدریج جایگزین فلوریت به عنوان جریان اصلی شده است.
طبقه بندی بر اساس تصحیح انحنای میدان در استفاده از میکروسکوپ، عکسبرداری و عکاسی با دوربین تلویزیونی روز به روز رایج تر می شود و نیازهای بیشتری برای تصاویر تمام میدان واضح وجود دارد. بنابراین، لنزهای شیئی طرحی که می توانند انحنای میدان را به طور دقیق تصحیح کنند، به تدریج به جریان اصلی تبدیل شده اند. هنگام تصحیح انحنای میدان، لازم است انحنای سیستم نوری پیتسبورگ (پتزوال) به صورت 0 طراحی شود و هر چه بزرگنمایی عدسی شیئی بیشتر باشد، تصحیح آن دشوارتر است (همزیستی با آن دشوار است. سایر اصلاحات انحرافی مختلف). در لنز شیئی تصحیح شده، گروه عدسی جلویی شکلی به شدت مقعر دارد و ترکیب گروه لنزهای عقب نیز به شدت مقعر است که از ویژگی های نوع عدسی است.
