一種顯微鏡物鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種顯微鏡物鏡，屬于光學(xué)領(lǐng)域。其包括同光軸設(shè)置的十四片球面玻璃透鏡，并從物方至像方依次排列，其中第一、第二、第三透鏡為膠合透鏡組，第六、第七透鏡為膠合透鏡組，第八、第九透鏡為膠合透鏡組，第十、第十一透鏡為膠合透鏡組，第十三、第十四透鏡為膠合透鏡組。通過(guò)選擇合適的透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)，本發(fā)明的顯微鏡物鏡可實(shí)現(xiàn)高分辨力的成像，具有數(shù)值孔徑大、分辨率高、體積小、加工工藝成熟、成本低等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種顯微鏡物鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種顯微鏡物鏡。

【背景技術(shù)】
[0002] 顯微鏡已成為很多行業(yè)研究必不可少的高科技設(shè)備，在一些精密微型領(lǐng)域廣泛應(yīng) 用，特別在醫(yī)療和科研等中具有不可替代的作用。
[0003] 數(shù)值孔徑（NA)與顯微鏡的其它各個(gè)光學(xué)參數(shù)都有密切關(guān)系，一般希望它越大越 好，因此提高數(shù)值孔徑（NA)的大小也是科技發(fā)展的需求；目前世界上已有各類顯微鏡物 鏡，但是目前技術(shù)上能達(dá)到的數(shù)值孔徑（NA) -般保持在0.65左右，能夠達(dá)到更大數(shù)值孔徑 (NA)的也只有少數(shù)；隨著科技的發(fā)展，目前很多領(lǐng)域開(kāi)始對(duì)更大數(shù)值孔徑（NA)的顯微鏡物 鏡需求增大，因此提高顯微鏡物鏡的數(shù)值孔徑（NA)具有必要的意義。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201280008900.X的中國(guó)專利公開(kāi)了一種物鏡及光拾取裝置，其中所 述的物鏡用于光拾取裝置，所述光拾取裝置至少具有射出第一波長(zhǎng)λ 1(390ηπι〈λ l〈420nm) 的第一光束的第一光源和物鏡，通過(guò)所述物鏡將從所述第一光源射出的所述第一波長(zhǎng)λ 1 的第一光束聚光在第一光盤的信息記錄面上，由此進(jìn)行信息的記錄和/或再生，所述物鏡 具有：第一光學(xué)面，其形成于所述第一光源側(cè)；第二光學(xué)面，其面向所述第一光學(xué)面而形 成，且曲率半徑大于所述第一光學(xué)面；端面，其是從光軸方向觀察時(shí)位于所述第二光學(xué)面外 側(cè)且與光軸大致垂直的平面，所述物鏡的像側(cè)數(shù)值孔徑（ΝΑ)為0. 7以上、0. 9以下。盡管對(duì) 于現(xiàn)有的技術(shù)其數(shù)值孔徑有所提高，但是其數(shù)值孔徑仍然不能滿足一些領(lǐng)域的需求，同時(shí) 制造成本高。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410076527. 2的中國(guó)專利公開(kāi)了一種大視場(chǎng)高數(shù)值孔徑的i-line 光刻機(jī)投影物鏡，該物鏡共軛距L = 1500mm，鏡片分為四組獨(dú)立設(shè)計(jì)再整合優(yōu)化。盡管采用 了雙遠(yuǎn)心、25片4組結(jié)構(gòu)，其中使用了 5個(gè)低階非球面來(lái)平衡像差，但物鏡的像方有效視場(chǎng) 為132 X 132mm，像方數(shù)值孔徑為0. 17。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)多領(lǐng)域?qū)Ω髷?shù)值孔徑（NA)的顯微鏡物鏡需求，本發(fā)明提供一種顯微鏡物 鏡，可實(shí)現(xiàn)高數(shù)值孔徑（NA)，以滿足目前各領(lǐng)域的需要。
[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種顯微鏡物鏡，包括同光軸設(shè)置的十四片球面透鏡，從物方至像方依次排列，第 一透鏡、第二透鏡和第三透鏡組合為第一膠合透鏡組，其中第一透鏡面向物方為平面，面 向像方為凸面；第二透鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面；第三透鏡面向物方為凹面，面 向像方為凸面；所述第一透鏡的凸面與第二透鏡的凹面、第二透鏡的凸面與第三透鏡的凹 面膠合在一起；第四透鏡面向物方為凹面，面向像方為凸面；第五透鏡面向物方為凸面，面 向像方為凸面；第六透鏡和第七透鏡組合為第二膠合透鏡組，其中第六透鏡面向物方為凸 面，面向像方為凹面；第七透鏡面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述第六透鏡的凹面與 第七透鏡的凸面膠合在一起；第八透鏡和第九透鏡組合為第三膠合透鏡組，其中第八透鏡 面向物方為凸面，面向像方為凹面；第九透鏡面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述第八 透鏡的凹面與第九透鏡的凸面膠合在一起；第十透鏡和第十一透鏡組合為第四膠合透鏡 組，其中第十透鏡面向物方為凸面，面向像方為平面；第十一透鏡面向物方為平面，面向像 方為凹面；所述第十透鏡的平面與第十一透鏡的平面膠合在一起；第十二透鏡面向物方為 凹面，面向像方為凹面；第十三透鏡和第十四透鏡組合為第五膠合透鏡組，其中第十三透鏡 面向物方為凸面，面向像方為凸面；第十四透鏡面向物方為凹面，面向像方為凹面；所述第 十三透鏡的凸面與第十四透鏡的凹面膠合在一起。
[0009] 上述十四個(gè)透鏡共有二十二個(gè)鏡面，第一透鏡面向物方的平面為第一鏡面，第一 透鏡和第二透鏡的膠合面為第二鏡面，第二透鏡和第三透鏡的膠合面為第三鏡面，第三透 鏡面向像方的凸面為第四鏡面，第四透鏡的凹面為第五鏡面，第四透鏡的凸面為第六鏡面， 第五透鏡面向物方的凸面為第七鏡面，第五透鏡面向像方的凸面為第八鏡面，第六透鏡面 向物方的凸面為第九鏡面，第六透鏡和第七透鏡的膠合面為第十鏡面，第七透鏡面向像方 的凸面為第十一鏡面，第八透鏡面向物方的凸面為第十二鏡面，第八透鏡和第九透鏡的膠 合面為第十三鏡面，第九透鏡面向像方的凸面為第十四鏡面，第十透鏡面向物方的凸面為 第十五鏡面，第十透鏡和第十一透鏡的膠合面為第十六鏡面，第十一透鏡面向像方的凹面 為第十七鏡面，第十二透鏡面向物方的凹面為第十八鏡面，第十二透鏡面向像方的凹面為 第十九鏡面，第十三透鏡面向物方的凸面為第二十鏡面，第十三透鏡和第十四透鏡的膠合 面為第二i^一鏡面，第十四透鏡面向像方的凹面為第二十二鏡面；二十二個(gè)鏡面的結(jié)構(gòu)參 數(shù)見(jiàn)下表：
[0010] 表1二十二個(gè)鏡面的結(jié)構(gòu)參數(shù)
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種顯微鏡物鏡，包括同光軸設(shè)置的十四片球面透鏡，從物方至像方依次排列，其特 征在于：第一透鏡（L1)、第二透鏡（L2)和第三透鏡（L3)組合為第一膠合透鏡組，其中第一 透鏡（L1)面向物方為平面，面向像方為凸面；第二透鏡（L2)面向物方為凹面，面向像方為 凸面；第三透鏡（L3)面向物方為凹面，面向像方為凸面；所述第一透鏡（L1)的凸面與第二 透鏡（L2)的凹面、第二透鏡（L2)的凸面與第三透鏡（L3)的凹面膠合在一起； 第四透鏡（L4)面向物方為凹面，面向像方為凸面；第五透鏡（L5)面向物方為凸面，面 向像方為凸面； 第六透鏡（L6)和第七透鏡（L7)組合為第二膠合透鏡組，其中第六透鏡（L6)面向物方 為凸面，面向像方為凹面；第七透鏡（L7)面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述第六透鏡 (L6)的凹面與第七透鏡（L7)的凸面膠合在一起； 第八透鏡（L8)和第九透鏡（L9)組合為第三膠合透鏡組，其中第八透鏡（L8)面向物方 為凸面，面向像方為凹面；第九透鏡（L9)面向物方為凸面，面向像方為凸面；所述第八透鏡 (L8)的凹面與第九透鏡（L9)的凸面膠合在一起； 第十透鏡（L10)和第十一透鏡（L11)組合為第四膠合透鏡組，其中第十透鏡（L10)面 向物方為凸面，面向像方為平面；第i^一透鏡（L11)面向物方為平面，面向像方為凹面；所 述第十透鏡（L10)的平面與第十一透鏡（L11)的平面膠合在一起； 第十二透鏡（L12)面向物方為凹面，面向像方為凹面； 第十三透鏡（L13)和第十四透鏡（L14)組合為第五膠合透鏡組，其中第十三透鏡（L13) 面向物方為凸面，面向像方為凸面；第十四透鏡（L14)面向物方為凹面，面向像方為凹面； 所述第十三透鏡（L13)的凸面與第十四透鏡（L14)的凹面膠合在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于，所述十四個(gè)透鏡共有二十二 個(gè)鏡面，其中第一透鏡（L1)面向物方的平面為第一鏡面，第一透鏡（L1)和第二透鏡（L2) 的膠合面為第二鏡面，第二透鏡（L2)和第三透鏡（L3)的膠合面為第三鏡面，第三透鏡（L3) 面向像方的凸面為第四鏡面，第四透鏡（L4)的凹面為第五鏡面，第四透鏡（L4)的凸面為第 六鏡面，第五透鏡（L5)面向物方的凸面為第七鏡面，第五透鏡（L5)面向像方的凸面為第八 鏡面，第六透鏡（L6)面向物方的凸面為第九鏡面，第六透鏡（L6)和第七透鏡（L7)的膠合 面為第十鏡面，第七透鏡（L7)面向像方的凸面為第十一鏡面，第八透鏡（L8)面向物方的凸 面為第十二鏡面，第八透鏡（L8)和第九透鏡（L9)的膠合面為第十三鏡面，第九透鏡（L9) 面向像方的凸面為第十四鏡面，第十透鏡（L10)面向物方的凸面為第十五鏡面，第十透鏡 (L10)和第十一透鏡（L11)的膠合面為第十六鏡面，第十一透鏡（L11)面向像方的凹面為 第十七鏡面，第十二透鏡（L12)面向物方的凹面為第十八鏡面，第十二透鏡（L12)面向像方 的凹面為第十九鏡面，第十三透鏡（L13)面向物方的凸面為第二十鏡面，第十三透鏡（L13) 和第十四透鏡（L14)的膠合面為第二十一鏡面，第十四透鏡（L14)面向像方的凹面為第 二十二鏡面；二十二個(gè)鏡面的結(jié)構(gòu)參數(shù)為： 第一鏡面為 R1 =⑴、D1 = 0· 475 ?0· 513臟、Ψ 1 = 0· 727 ?0· 780mm ; 第二鏡面為 R2 = - 1. 337 ?一1. 263mm、D2 = 2. 765 ?2. 860mm、Ψ 2 = 0· 923 ? 0. 982mm ; 第三鏡面為 R3 = - 2. 780 ?一2. 639mm、D3 = 2. 057 ?2. 130mm、Ψ3 = 2. 621 ? 2. 740mm ； 第四鏡面為 R4 = - 4· 178 ?一4.009mm、D4 = 0· 113 ?0· 121mm、Ψ4 = 4.003 ? 4. 133mm ； 第五鏡面為 R5 = - 14. 112 ?一13. 687mm、D5 = 3· 925 ?4. 061mm、Ψ5 = 6· 031 ? 6. 212mm ； 第六鏡面為 R6 = - 7· 658 ?一7· 351mm、D6 = 0· 113 ?0· 121mm、Ψ6 = 6· 725 ? 6.901mm ; 第七鏡面為 R7 = 33. 359 ?34. 037mm、D7 = 4· 935 ?5· 050mm、Ψ7 = 8· 962 ? 9. 161mm ； 第八鏡面為 R8 = - 19. 209 ?一18. 635mm、D8 = 0· 135 ?0· 151mm、Ψ8 = 9· 187 ? 9. 375mm ； 第九鏡面為 R9 = 26. 143 ?26. 675mm、D9 = 1· 171 ?1. 218mm、Ψ9 = 9· 185 ? 9. 373mm ； 第十鏡面為 Rl〇 = 12. 152 ?12. 529mm、DIO = 7· 943 ?8· 040mm、Ψ 10 = 8· 621 ? 8. 810mm ; 第十一鏡面為 Rll = - 15.015 ?一14.560mm、Dll = 0· 183 ?0.206mm、Ψ 11 = 8. 753 ?8. 935mm ； 第十二鏡面為 R12 = 17. 726 ?18. 272mm、D12 = 1· 271 ?1. 320mm、Ψ 12 = 7· 685 ? 7. 850mm ； 第十三鏡面為 R13 = 7· 922 ?8. 335mm、D13 = 4· 913 ?5. 075mm、Ψ13 = 6· 625 ? 6.831mm ； 第十四鏡面為 R14 = - 42. 403 ?一41. 555mm、D14 = 0· 183 ?0· 206mm、Ψ 14 = 6· 553 ?6. 769mm ； 第十五鏡面為 R15 = 5· 808 ?6· 111mm、D15 = 4· 715 ?4· 870mm、Ψ15 = 5· 651 ? 5. 832mm ； 第十六鏡面為 R16 =⑴、D16 = 1· 059 ?1· 121mm、Ψ16 = 5· 362 ?5· 530mm ; 第十七鏡面為 R17 = 12. 089 ?12. 591mm、D17 = 2· 937 ?3· 045mm、Ψ 17 = 4· 415 ? 4. 541mm ； 第十八鏡面為 R18 = - 18. 947 ?一18. 385mm、D18 = 0· 972 ?1· 020mm、Ψ 18 = 3· 259 ?3. 375mm ； 第十九鏡面為 R19 = 4· 639 ?4· 880mm、D19 = 0· 972 ?1· 020mm、Ψ19 = 2· 775 ? 2. 895mm ； 第二十鏡面為 R20 = 9· 748 ?10. 250mm、D20 = 3· 727 ?3. 855mm、Ψ20 = 2· 858 ? 2. 980mm ； 第二十一鏡面為 R21 = - 4· 841 ?一4· 598mm、D21 = 0· 972 ?1· 020mm、Ψ21 = 2. 707 ?2. 820mm ； 第二十二鏡面為 R22 = 7· 095 ?7. 395mm、D22 = 147. 389 ?149. 076mm、Ψ 22 = 2. 422?2. 531mm ;其中R為曲率半徑，D為鏡面距離，Ψ為有效通光孔徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于：所述第一透鏡、第二透 鏡和第三透鏡組合的膠合透鏡組焦距離9. 91mm，第四透鏡的焦距為30. 97mm，第五透鏡的 焦距為28. 23mm，第六透鏡與第七透鏡組合的膠合透鏡組焦距為39. 49mm，第八透鏡與第九 透鏡組合的膠合透鏡組焦距為137. 25mm，第十透鏡與第十一透鏡組合的膠合透鏡組焦距為 42. 95mm，第十二透鏡的焦距為-5. 63mm，第十三透鏡與第十四透鏡組合的膠合透鏡組焦距 為 27. 87mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于：所述第一透鏡的折射率 /阿貝系數(shù)為1.51680/64. 17,第二透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1.91761/21. 51，第三透鏡 的折射率/阿貝系數(shù)1. 78800/47. 49,第四透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 43335/94. 52， 第五透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1.43335/94. 52,第六透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為 1. 91761/21. 51，第七透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 43335/94. 52,第八透鏡的折射率/阿 貝系數(shù)為1. 85544/36. 59,第九透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 43335/94. 52,第十透鏡的折 射率/阿貝系數(shù)為1. 43335/94. 52,第i^一透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 85544/36. 59， 第十二透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 74400/44. 90,第十三透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為 1. 91761/21. 51，第十四透鏡的折射率/阿貝系數(shù)為1. 78800/47. 49。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種顯微鏡物鏡，其特征在于：所述顯微鏡物鏡最大數(shù) 值孔徑為1.4。
【文檔編號(hào)】G02B21/02GK104280869SQ201410599024
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】文里云, 迪米特 申請(qǐng)人:南京恒磊光學(xué)技術(shù)研究有限公司