[發明專利]無CaF2中倍平場復消色差金相顯微物鏡

無效

• 申請號: 201010579856.0
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102023377A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 蕭澤新;高興宇;曹杰;李鵬;肖冉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G02B21/02
• 分類號: G02B21/02;G02B1/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 王儉

技術領域

本發明涉及顯微物鏡，特別是一種無CaF₂中倍平場復消色差金相顯微物鏡。

背景技術

顯微物鏡是金相顯微鏡的最重要的部件，其成像質量的高低直接影響金相顯微鏡的性能。平場復消色差顯微物鏡是像質最好、檔次最高的顯微物鏡。在物鏡中為同時校正初級軸向色差和二級光譜，常規的辦法是在部分正透鏡中引入低折射率、低色散的光學晶體，如氟化鈣(CaF₂)等作為制造材料，但這樣就會使得制造成本大大增加?？紤]到制造成本和工藝性，近年來，使用特種玻璃(如TF3)來替代或部分地替代CaF2設計制造平場復消色差物鏡，在降低成本和改善工藝性方面顯示了優越性。但這種特殊光學材料產量少，較脆、理化性能不穩定，大尺寸的材料更難以獲得。國外同類產品德國萊卡物鏡由7片透鏡組成，物鏡由6片透鏡組成，其中均采用了CaF₂材料，因此價格較高，而且這兩款物鏡工作距離也小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性價比、結構簡單的無CaF₂中倍平場復消色差金相顯微物鏡，可同時校正C光(656.3nm)、F光(486.1nm)的軸向初級色差和d光(587.6nm)的二級光譜。

本發明是通過如下技術原理實現的：根據組合光焦度公式φ＝φ₁+φ₂-dφ₁φ₂(φ₁、φ₂分別為光組1、2光焦度，d為光組1的第二主面和光組2的第一主面之間的距離)可知，中倍的平場復消色差顯微物鏡可以通過兩個低倍的平場復消色差顯微物鏡的組合進行復雜化來構建，通過適當的焦距縮放和像差的優化，最終得到像質優良的中倍平場復消色差顯微物鏡。

本發明無CaF₂中倍平場復消色差金相顯微物鏡，由6片不含CaF₂的特種玻璃凸透鏡和凹透鏡組成，從右向左排列順序為物面→第一片凸透鏡→第二片凹透鏡→第三片凸透鏡→第四片凸透鏡→第五片凹透鏡→第六片凸透鏡，且各透鏡與物面中心同軸，物面經系統后成像在無限遠處。從第一片凸透鏡的頂點到物面的距離為工作距離W.D。

以兩個低倍平場復消色差金相顯微物鏡為初始結構，使用OSLO光學設計CAD軟件，通過焦距縮放，優化“r，d，n(r：透鏡半徑、d：透鏡厚度、n：透鏡折射率)”結構要素以達到平場復消色差要求，設計出了無CaF2中倍無限遠像距平場復消色差金相顯微物鏡。

本發明的工作距離W.D＞10mm；

放大倍率β＝8×～10×；

數值孔徑NA＞0.2；

孔徑角＞2°；

焦距f＝20mm～32mm。

本發明的優點是：

1、不含CaF₂中倍金相顯微物鏡，達到平場復消色差效果；

2、長工作距離；

3、性價比高；

4、結構簡單。

附圖說明：

圖1為萊卡中倍平場復消色差顯微物鏡結構圖；

圖2為奧林巴斯中倍平場復消色差顯微物鏡結構圖；

圖3為本發明顯微物鏡結構圖；

圖4為本發明的幾何像差曲線圖；

圖5為本發明的幾何像差數據表。

具體實施方式

如圖3所示，本發明無CaF₂中倍平場復消色差金相顯微物鏡，由6片不含CaF₂材料的特殊光學玻璃制成的凸透鏡和凹透鏡同軸排列組成，排列順序為：物面1、第一片凸透鏡2、第二片凹透鏡3、第三片凸透鏡4、第四片凸透鏡5、第五片凹透鏡6、第六片凸透鏡7，且各透鏡與物面中心同軸，物面經上述系統后成像在無窮遠處。

本發明給出的物鏡設計像差分析見附圖4，附圖5是此物鏡的PTZ3數據表。圖4直觀地反映出C、d、F光在0.707孔徑帶上相交，三種波長的色球差很小，完全達到了復消色差的要求；圖5中顯示三階匹茨萬場曲(PTZ3)＝-0.001778，平場效果也相當滿意?？傮w說來本發明平場復消色差效果很好，像質優于同倍率國產平場半復消色差顯微物鏡，達到了國際先進的同類產品的水平。