專利名稱：無CaF₂中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微物鏡，特別是一種無CaF2中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡。
背景技術(shù)：
顯微物鏡是金相顯微鏡的最重要的部件，其成像質(zhì)量的高低直接影響金相顯微 鏡的性能。平場復(fù)消色差顯微物鏡是像質(zhì)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(guī)的辦法是在部分正透鏡中引入低折射率、低色散的 光學(xué)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(shè)計制 造平場復(fù)消色差物鏡，在降低成本和改善工藝性方面顯示了優(yōu)越性。但這種特殊光學(xué)材 料產(chǎn)量少，較脆、理化性能不穩(wěn)定，大尺寸的材料更難以獲得。國外同類產(chǎn)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高性價比、結(jié)構(gòu)簡單的無CaF2中倍平場復(fù)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(fā)明是通過如下技術(shù)原理實現(xiàn)的根據(jù)組合光焦度公式Φ = Φ^Φ^ Φ^^Φ^ 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(fù)消色差顯微物鏡可以通過兩個低倍的平場復(fù)消 色差顯微物鏡的組合進(jìn)行復(fù)雜化來構(gòu)建，通過適當(dāng)?shù)慕咕嗫s放和像差的優(yōu)化，最終得到 像質(zhì)優(yōu)良的中倍平場復(fù)消色差顯微物鏡。本發(fā)明無CaF2中倍平場復(fù)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一第一片凸透鏡一第二片凹透鏡一第三片 凸透鏡一第四片凸透鏡一第五片凹透鏡一第六片凸透鏡，且各透鏡與物面中心同軸，物 面經(jīng)系統(tǒng)后成像在無限遠(yuǎn)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(fù)消色差金相顯微物鏡為初始結(jié)構(gòu)，使用OSLO光學(xué)設(shè)計CAD 軟件，通過焦距縮放，優(yōu)化“r，d，n(r透鏡半徑、d:透鏡厚度、η:透鏡折射率)” 結(jié)構(gòu)要素以達(dá)到平場復(fù)消色差要求，設(shè)計出了無CaF2中倍無限遠(yuǎn)像距平場復(fù)消色差金相 顯微物鏡。本發(fā)明的工作距離W.D > IOmm ；放大倍率β = 8Χ IOX ；數(shù)值孔徑NA > 0.2 ；孔徑角>2° ；焦距 f = 20mm 32mm。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、不含CaF2中倍金相顯微物鏡，達(dá)到平場復(fù)消色差效果；2、長工作距離；3、性價比高；4、結(jié)構(gòu)簡單。


圖1為萊卡中倍平場復(fù)消色差顯微物鏡結(jié)構(gòu)圖；圖2為奧林巴斯中倍平場復(fù)消色差顯微物鏡結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明顯微物鏡結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明的幾何像差曲線圖；圖5為本發(fā)明的幾何像差數(shù)據(jù)表。
具體實施例方式如圖3所示，本發(fā)明無CaF2中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡，由6片不含CaF2 材料的特殊光學(xué)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(jīng)上述系統(tǒng)后成像在無窮遠(yuǎn)處。本發(fā)明給出的物鏡設(shè)計像差分析見附圖4，附圖5是此物鏡的PTZ3數(shù)據(jù)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(dá)到了 復(fù)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(dāng)滿 意?？傮w說來本發(fā)明平場復(fù)消色差效果很好，像質(zhì)優(yōu)于同倍率國產(chǎn)平場半復(fù)消色差顯微 物鏡，達(dá)到了國際先進(jìn)的同類產(chǎn)品的水平。
權(quán)利要求
1.一種無CaF2中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡，包括透鏡，其特征是由6片不含 CaF2材料的特殊光學(xué)玻璃的凸透鏡、凹透鏡組成，且各透鏡與物面中心同軸，從右到左 排序為物面、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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無CaF2中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡，其特征是該物 鏡的長工作距離W.D > IOmm,放大倍率β = 8Χ IOX，焦距f' = 20 32mm，數(shù) 值孔徑NA >0.2，孔徑角ω >2°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無CaF2中倍平場復(fù)消色差金相顯微物鏡，由6片不含CaF2材料的特殊光學(xué)玻璃的凸透鏡、凹透鏡組成，且各透鏡與物面中心同軸，從右到左排序為物面、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。成像在無窮遠(yuǎn)處。本發(fā)明的長工作距離W.D＞10mm，放大倍率β＝8×～10×，焦距f′＝20～32mm，數(shù)值孔徑NA＞0.2，孔徑角ω＞2°。本發(fā)明的優(yōu)點是1、不含CaF2中倍金相顯微物鏡，達(dá)到平場復(fù)消色差效果；2、長工作距離；3、性價比高；4、結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號G02B21/02GK102023377SQ20101057985
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者曹杰, 李鵬, 肖冉, 蕭澤新, 高興宇 申請人:桂林電子科技大學(xué)