40×平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微物鏡，特別是一種無(wú)CaF240X平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]顯微物鏡是金相顯微鏡的重要組成部件，其成像質(zhì)量的高低，直接影響金相顯微鏡的性能。平場(chǎng)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(shí)校正軸向色差和二級(jí)光譜，常規(guī)的辦法是在部分正透鏡中引入光學(xué)晶體，如氟化鈣CaF2等作為制造材料，但特殊光學(xué)材料極少，較脆，理化性能不穩(wěn)定，大尺寸的材料更難以獲得。王之江主編的《實(shí)用光學(xué)技術(shù)手冊(cè)》(2006，北京:機(jī)械工業(yè)出版社)中提到一種國(guó)內(nèi)同類40X平場(chǎng)消色差顯微物鏡，由7片透鏡組成，其中有2片使用了低折射率的FK系玻璃，成本較高。
[0003]近年來(lái)，有人使用特種玻璃(如TF3)來(lái)部分地替代CaF2設(shè)計(jì)制造平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡，在降低成本和改善工藝性方面顯示出優(yōu)越性，引發(fā)了發(fā)明人對(duì)CaF2復(fù)消色差成像機(jī)理的深入研宄，加上國(guó)產(chǎn)玻璃的技術(shù)進(jìn)步，促使我們?cè)O(shè)計(jì)出無(wú)CaF2平場(chǎng)復(fù)消色差顯微物鏡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種高性價(jià)比、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)CaF240X平場(chǎng)復(fù)消色差顯微物鏡，可同時(shí)校正軸向色差和二級(jí)光譜。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
[0006]—種無(wú)CaF240X平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡，由8片不含CaF2的光學(xué)玻璃制成的凸透鏡和凹透鏡分成3個(gè)光組構(gòu)成，各透鏡與物面中心同軸，從左至右順序依次為無(wú)限遠(yuǎn)像面、第一片凸透鏡、第二片凹透鏡、第三片凹透鏡、第四片凸透鏡、第五片凹透鏡、第六片凸透鏡、第七片凸透鏡、第八片凸透鏡，物面，第I面到凸透鏡之間的距離為無(wú)限遠(yuǎn)，從第八片凸透鏡頂點(diǎn)到物面的距離為W.Do
[0007]所述3個(gè)光組中，第I光組由第一片凸透鏡和第二片凹透鏡間隔組成，第2光組由第三片凹透鏡、第四片凸透鏡、第五片凹透鏡組成的三膠合組與第六片凸透鏡構(gòu)成，第3光組為第七片凸透鏡和第八片凸透鏡組成，其中最靠近物面的第八片凸透鏡為齊明厚彎月透鏡，所述第二片凹透鏡為正彎月形透鏡。
[0008]所述的透鏡的工作距離W.D.= 0.15mm，放大倍率為40 X (與f ’ = 250mm鏡筒透鏡配合)，數(shù)值孔徑> 0.7，孔徑角ω >2°，焦距f’ = 6.27mm，齊焦距=45mm。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、不含CaF2金相顯微物鏡，達(dá)到平場(chǎng)復(fù)消色差效果；2、全光子玻璃構(gòu)成，性價(jià)比高；3、透鏡片數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1顯微物鏡結(jié)構(gòu)；
[0011]圖2顯微物鏡的幾何像差評(píng)價(jià)圖；
[0012]圖3顯微物鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)圖；
[0013]圖4顯微物鏡的MTF曲線及極限分辨率下的各視場(chǎng)的MTF值；
[0014]圖5顯微物鏡的像差數(shù)據(jù)；
[0015]圖6德國(guó)徠卡相同放大倍數(shù)的平場(chǎng)物鏡結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖7前蘇聯(lián)相同放大倍數(shù)的平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖8國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖(a)和像差曲線圖(b)。
[0018]圖中:1、無(wú)限遠(yuǎn)像面2、正透鏡3、正透鏡4、負(fù)透鏡5、正透鏡6、負(fù)透鏡7、正透鏡8、正透鏡9、正透鏡10、物面。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0020]參照?qǐng)D1，本發(fā)明一種無(wú)CaF240X平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡，由8片不含CaFj9光學(xué)玻璃制成的凸透鏡和凹透鏡分成3個(gè)光組構(gòu)成，各透鏡與物面中心同軸，從左至右順序依次為無(wú)限遠(yuǎn)像面1、第一片凸透鏡2、第二片凹透鏡3、第三片凹透鏡4、第四片凸透鏡5、第五片凹透鏡6、第六片凸透鏡7、第七片凸透鏡8、第八片凸透鏡9，物面10，第I面到凸透鏡之間的距離為無(wú)限遠(yuǎn)，從第八片凸透鏡9頂點(diǎn)到物面的距離為W.Do
[0021]所述3個(gè)光組中，第I光組為由具有一定間隔的第一片凸透鏡2和第二片凹透鏡3組成，其間距為1.57mm，第2光組由第三片凹透鏡4、第四片凸透鏡5、第五片凹透鏡6組成的三膠合組與第六片凸透鏡7構(gòu)成，三膠合組與第六片凸透鏡的間距為0.2mm，第3光組為第七片凸透鏡8和第八片凸透鏡9組成，其間距為0.1mm ;第I光組與第2光組的間距為
5.23mm，第2光組與第3光組的間距為0.1mm ;其中最靠近物面的第八片凸透鏡9為齊明厚彎月透鏡，所述第二片凹透鏡3為正彎月形透鏡。
[0022]使用OSLO光學(xué)設(shè)計(jì)CAD軟件，優(yōu)化“r，d，n” (r為透鏡的半徑，d為透鏡的厚度，η為透鏡的折射率)結(jié)構(gòu)要素，設(shè)計(jì)出了無(wú)CaF240X平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡。
[0023]工作距離W.D.= 0.15mm ;放大倍率40 X ;數(shù)值孔徑0.718 ;孔徑角2.06° ;焦距f ’ = 6.27mm0
[0024]本發(fā)明給出的物鏡設(shè)計(jì)像差分析見(jiàn)附圖2，附圖5是此物鏡的PTZ3數(shù)據(jù)表，從附圖2和附圖5中，可直觀地反映出d、F、c光在帶上幾乎相交于一點(diǎn)，三種波長(zhǎng)的色球差也較小，平場(chǎng)效果也相當(dāng)滿意，匹茨萬(wàn)場(chǎng)曲(PTZ3) =-0.000907?？梢?jiàn)是一個(gè)相當(dāng)優(yōu)秀的光學(xué)結(jié)構(gòu)。與德國(guó)萊茨、前蘇聯(lián)同倍率的產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比后(見(jiàn)附圖6，附圖7)，其具有相當(dāng)好的性價(jià)比。德國(guó)萊茨物鏡由5片組成，是平場(chǎng)消色差物鏡；前蘇聯(lián)平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡由8片組成，且其中包含了 CaF2。這兩款物鏡的數(shù)值孔徑均為0.65，均小于本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)CaF 2 40X平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡，包括透鏡，其特征是:由8片不含CaF2的光學(xué)玻璃制成的凸透鏡和凹透鏡分成3個(gè)光組構(gòu)成，各透鏡與物面中心同軸，從左至右順序依次為無(wú)限遠(yuǎn)像面、第一片凸透鏡、第二片凹透鏡、第三片凹透鏡、第四片凸透鏡、第五片凹透鏡、第六片凸透鏡、第七片凸透鏡、第八片凸透鏡，物面，第I面到凸透鏡之間的距離為無(wú)限遠(yuǎn)，從第八片凸透鏡頂點(diǎn)到物面的距離為W.Do
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微物鏡，其特征是:所述3個(gè)光組中，第I光組由第一片凸透鏡和第二片凹透鏡間隔組成，第2光組由第三片凹透鏡、第四片凸透鏡、第五片凹透鏡組成的三膠合組與第六片凸透鏡構(gòu)成，第3光組為第七片凸透鏡和第八片凸透鏡組成，其中最靠近物面的第八片凸透鏡為齊明厚彎月透鏡，所述第二片凹透鏡為正彎月形透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微物鏡，其特征是:所述的透鏡的工作距離W.D.=0.15mm，放大倍率為40X (與f’ =250mm鏡筒透鏡配合)，數(shù)值孔徑>0.7，孔徑角ω >2°，焦距f’ =6.27mm，齊焦距=45mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)CaF240×平場(chǎng)復(fù)消色差金相顯微物鏡，它是由三組8片透鏡構(gòu)成。本發(fā)明的工作距離W.D.=0.15mm，放大倍率為40×，數(shù)值孔徑＞0.7，孔徑角ω＞2°，有效焦距<i>f</i>’=6.27mm。本發(fā)明可廣泛的用于各類金相顯微設(shè)備中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1.不含CaF2金相顯微物鏡，達(dá)到平場(chǎng)復(fù)消色差效果；2.性價(jià)比高；3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G02B1-00, G02B21-00, G02B21-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104570310
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410848740
【發(fā)明人】蕭澤新, 高興宇, 肖華鵬
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日