현미경 대물렌즈의 분류 소개
목적별 분류
광학 현미경의 응용은 크게 "생물학적 용도"와 "산업용"의 두 가지 범주로 나뉩니다. 대물 렌즈는 또한 "생물학적"으로 나눌 수 있습니다.
"사용" 대물 렌즈 및 "산업용" 대물 렌즈. 생물학적 응용에서 생물학적 표본은 일반적으로 유리 슬라이드 위에 놓고 위에서 커버 유리로 덮어 고정합니다. 생물학적 대물렌즈는 커버글라스를 통해 시료를 관찰해야 하므로 커버글라스의 두께(일반적으로 0.17mm)를 고려하여 광학계를 설계한다. 산업 분야에서 관찰은 일반적으로 금속 광물 조각, 반도체 웨이퍼 및 전자 부품과 같은 표본을 덮지 않고 수행됩니다. 따라서 산업용 대물렌즈는 대물렌즈 전단과 시편 사이에 커버글라스가 없는 상태에서 최적의 광학계 설계를 채택한다.
관찰 방법에 따른 분류
광학현미경의 응용에 따라 다양한 관찰 방법이 개발되었고, 이러한 관찰 방법에 대응하는 전용 대물렌즈도 개발되었다. 대물렌즈는 관찰 방법에 따라 나눌 수 있습니다. 예를 들어, "반사성 암시야용 대물렌즈(내부 렌즈 주위에 링 모양의 조명 광로가 있음)", "미분 간섭용 대물렌즈(렌즈의 내부 왜곡을 줄이고 미분과 광학 특성의 조합을 최적화합니다. 간섭 프리즘)', '형광용 대물렌즈(근자외선 영역에서 투과율 향상)', '편광 대물렌즈(렌즈 내부 왜곡이 크게 줄어듦)', '위상차 대물렌즈(위상판 내장)' , 등.
배율로 분류
광학 현미경에는 노즈피스라는 장치에 여러 개의 대물 렌즈가 장착되어 있습니다. 이와 같이 대물렌즈를 회전시키는 것만으로 저배율에서 고배율로 전환할 수 있으며, 배율 변경도 간단하게 완료할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 배율이 다른 대물 렌즈 그룹이 대물 렌즈 변환기에 설치됩니다. 이를 위해 대물렌즈 라인업은 저배율(5×, 10×), 중배율(20×, 50×), 고배율(100×) 대물렌즈로 구성된다. 그 중에서도 특히 고배율 제품에서는 고화질의 영상을 얻기 위해 대물렌즈 선단과 대물렌즈 사이에 합성유, 굴절률이 높은 물 등의 특수 액체를 채운 액침 대물렌즈를 도입했습니다. 견본. 또한 초저배율(1.25배, 2.5배) 및 초고배율(150배)의 특수목적용 대물렌즈도 준비되어 있습니다.
대물렌즈의 수차보정 및 분류
색수차 보정의 분류(레벨)에 따라 축상 색수차(세로 색수차) 보정 정도에 따라 achromatic, semiapochromatic(Fluorite), apochromatic의 3단계로 나눌 수 있습니다. 제품 라인업도 일반 수준에서 높은 수준으로 분류되며 가격이 다릅니다.
축상 색수차 보정에서 C선(적색: 656.3nm)과 F선(청색: 486.1nm)의 두 가지 색상을 보정하는 대물렌즈를 아크로매트 렌즈(Achromat)라고 합니다. 빨간색과 파란색 이외의 광선(일반적으로 보라색 g선: 435.8nm)은 초점면에서 떨어진 면에 집중되며 이 g선을 2차 스펙트럼이라고 합니다. 색수차 보정 범위가 이 2차 스펙트럼에 도달하는 대물 렌즈를 아포크로마트 렌즈(Apochromat)라고 합니다. 즉, apochromat lens는 3가지 색상(C-line, F-line, g-line)에 대한 축상 색수차를 보정하는 대물렌즈입니다. 아래 그림은 achromat과 apochromat 사이의 색수차 보정 차이를 wave aberration 측면에서 보여줍니다. 이 그림에서 알 수 있듯이 apochromat은 achromat보다 더 넓은 범위의 파장에서 색수차를 보정할 수 있습니다.
색수차 보정 비교(Achromats 및 Apochromats)
한편, 2차 스펙트럼(g-line)의 색수차 보정 정도는 achromat 렌즈와 apochromat 렌즈의 중간에 설정되며 이를 semi-achromat lens(또는 Fluorite)라고 합니다.
현미경 대물 렌즈의 광학 시스템 설계에서 일반적으로 NA가 클수록 또는 배율이 클수록 2차 스펙트럼의 축상 색수차를 보정하기가 더 어렵습니다. 그뿐 아니라 축상 색수차와 정현파 조건 이외의 다양한 수차를 보정해야 하기 때문에 더욱 어렵다. 이러한 이유로 apochromatic 대물렌즈는 배율이 높을수록 더 많은 수차보정렌즈가 필요하며 일부 대물렌즈는 15개 이상의 렌즈를 사용하기도 한다. 2차 스펙트럼을 정확하게 보정하기 위해서는 2차 스펙트럼의 분산이 적은 "비정상 분산 유리"를 렌즈군에서 더 강한 볼록 렌즈에 사용하는 것이 효과적입니다. 이러한 이상 분산 유리의 대표적인 것이 형석(CaF2)이다. 형석은 가공이 어렵지만 오랫동안 아포크로매트 렌즈에 사용되어 왔습니다. 형석에 매우 근접한 이상 분산을 가진 새로 개발된 광학 유리는 작업성을 개선하고 점차 형석을 주류로 대체했습니다.
필드 곡률 보정에 따른 분류 현미경 사용에서 사진 촬영 및 TV 카메라 촬영이 점점 보편화되고 있으며 선명한 전체 필드 이미지에 대한 요구 사항이 점점 더 많아지고 있습니다. 따라서 상면 만곡을 정확하게 보정할 수 있는 평면형 대물렌즈가 점차 주류가 되었습니다. 상면만곡 보정 시 광학계의 Pittsburgh(Petzval) 곡률을 0로 설계해야 하며, 대물렌즈의 배율이 높을수록 보정이 어렵다(상존하기 어렵다). 기타 다양한 수차 보정). 교정된 대물렌즈는 전방렌즈군이 강하게 오목한 형상을 하고, 후방렌즈군의 구성도 강하게 오목한 형태를 보이는 것이 렌즈타입의 특징이다.
