Giới thiệu về phân loại vật kính kính hiển vi
Phân loại theo mục đích
Các ứng dụng của kính hiển vi quang học được chia thành hai loại: "sử dụng sinh học" và "sử dụng công nghiệp". Vật kính cũng có thể được chia thành "vật kính sinh học"
Vật kính “xài” và vật kính “công nghiệp”. Trong các ứng dụng sinh học, các mẫu vật sinh học thường được đặt trên một phiến kính và được phủ một lớp kính che phủ từ trên xuống để cố định nó. Vì vật kính sinh học cần quan sát mẫu qua kính che, nên Hệ thống quang học được thiết kế có tính đến độ dày của kính che (thường là 0.17 mm). Trong các ứng dụng công nghiệp, việc quan sát thường được thực hiện mà không che phủ các mẫu vật như các lát khoáng kim loại, tấm bán dẫn mỏng và các bộ phận điện tử. Do đó, vật kính công nghiệp áp dụng thiết kế hệ thống quang học tối ưu ở trạng thái không có kính che giữa mặt trước của vật kính và mẫu vật.
Phân loại theo phương pháp quan sát
Các phương pháp quan sát khác nhau đã được phát triển tùy theo ứng dụng của kính hiển vi quang học và các vật kính chuyên dụng tương ứng với các phương pháp quan sát này cũng đã được phát triển. Vật kính có thể được chia theo phương pháp quan sát. Ví dụ: "thấu kính vật kính cho trường tối phản xạ (có đường ánh sáng chiếu sáng hình vòng xung quanh thấu kính bên trong)", "thấu kính vật kính cho nhiễu vi sai (giảm độ biến dạng bên trong của thấu kính và tối ưu hóa sự kết hợp của các đặc tính quang học với vi sai lăng kính giao thoa)", "vật kính cho huỳnh quang (tăng độ truyền qua ở vùng gần cực tím)", "vật kính phân cực (độ méo thấu kính bên trong giảm đáng kể)" và "vật kính lệch pha (tấm pha tích hợp)" , vân vân.
Phân loại theo độ phóng đại
Kính hiển vi quang học có nhiều vật kính được gắn trên một thiết bị gọi là ống soi. Bằng cách này, độ phóng đại thấp có thể được chuyển sang độ phóng đại cao chỉ bằng cách xoay thấu kính xoay vật kính và có thể dễ dàng hoàn thành việc thay đổi độ phóng đại. Do đó, một nhóm vật kính có độ phóng đại khác nhau thường được lắp đặt trên bộ chuyển đổi vật kính. Để đạt được mục tiêu này, dòng vật kính bao gồm các vật kính có độ phóng đại thấp (5×, 10×), độ phóng đại trung bình (20×, 50×) và độ phóng đại cao (100×). Trong số đó, đặc biệt là trong các sản phẩm có độ phóng đại cao, để có được hình ảnh độ nét cao, chúng tôi đã giới thiệu các vật kính ngâm trong chất lỏng chứa đầy các chất lỏng đặc biệt như dầu tổng hợp và nước có chỉ số khúc xạ cao giữa mặt trước của vật kính và mẫu vật. Ngoài ra, cũng có sẵn các vật kính có độ phóng đại cực thấp (1,25×, 2,5×) và độ phóng đại cực cao (150×) cho các mục đích đặc biệt.
Hiệu chỉnh quang sai và phân loại ống kính khách quan
Theo phân loại (mức độ) hiệu chỉnh quang sai màu, theo mức độ hiệu chỉnh quang sai màu dọc trục (quang sai màu dọc), có thể chia thành ba cấp độ: sắc độ, bán sắc (Fluorite) và bội sắc. Các dòng sản phẩm cũng được sắp xếp theo cấp độ từ bình dân đến cao cấp với các mức giá khác nhau.
Trong hiệu chỉnh quang sai màu trục, một vật kính hiệu chỉnh hai màu vạch C (đỏ: 656,3 nm) và vạch F (xanh lam: 486,1 nm) được gọi là thấu kính tiêu sắc (Achromat). Các tia sáng khác với màu đỏ và xanh lam (thường là vạch g màu tím: 435,8 nm) được hội tụ trên mặt phẳng cách xa mặt phẳng tiêu điểm và vạch g này được gọi là quang phổ bậc hai. Vật kính mà dải hiệu chỉnh sắc sai của nó đạt đến phổ bậc hai này được gọi là thấu kính sắc sai (Apochromat). Nói cách khác, thấu kính apochromat là một thấu kính vật kính điều chỉnh quang sai màu dọc trục cho ba màu (C-line, F-line và g-line). Hình dưới đây cho thấy sự khác biệt trong hiệu chỉnh sắc sai giữa achromat và apochromat về quang sai sóng. Như có thể thấy từ hình này, apochromat có thể hiệu chỉnh quang sai màu trên dải bước sóng rộng hơn so với achromat.
So sánh hiệu chỉnh sắc sai (Achromats và Apochromats)
Mặt khác, mức độ hiệu chỉnh quang sai màu của quang phổ bậc hai (vạch g) được đặt ở giữa thấu kính sắc độ và thấu kính sắc tố, được gọi là thấu kính bán sắc (hoặc Fluorite).
Trong thiết kế hệ thống quang học của vật kính kính hiển vi, nói chung, NA càng lớn hoặc độ phóng đại càng lớn thì càng khó điều chỉnh quang sai màu trục của phổ bậc hai. Không chỉ vậy, nó còn khó khăn hơn vì các quang sai khác nhau ngoài quang sai màu dọc trục và các điều kiện hình sin phải được hiệu chỉnh. Vì lý do này, độ phóng đại của vật kính tiêu sắc càng cao thì càng cần nhiều thấu kính hiệu chỉnh quang sai và một số vật kính thậm chí còn sử dụng hơn 15 thấu kính. Để hiệu chỉnh phổ bậc hai một cách chính xác, hiệu quả là sử dụng "kính phân tán bất thường" với độ phân tán phổ bậc hai ít hơn đối với thấu kính hội tụ mạnh hơn trong nhóm thấu kính. Đại diện của loại thủy tinh tán sắc bất thường này là fluorit (CaF2). Mặc dù fluorite rất khó xử lý nhưng nó đã được sử dụng cho các thấu kính apochromat trong một thời gian dài. Kính quang học mới được phát triển với độ phân tán dị thường rất gần với độ phân tán của fluorite đã cải thiện khả năng làm việc và dần thay thế fluorite làm xu hướng chủ đạo.
Phân loại theo hiệu chỉnh độ cong trường Trong việc sử dụng kính hiển vi, việc chụp ảnh và quay camera TV ngày càng trở nên phổ biến và ngày càng có nhiều yêu cầu hơn đối với hình ảnh toàn trường sắc nét. Do đó, các thấu kính vật kính kế hoạch có thể điều chỉnh chính xác độ cong trường đã dần trở thành xu hướng. Khi hiệu chỉnh độ cong của trường, cần phải thiết kế độ cong Pittsburgh (Petzval) của hệ thống quang học là 0 và độ phóng đại của vật kính càng cao thì càng khó hiệu chỉnh (khó cùng tồn tại với hiệu chỉnh quang sai khác nhau). Trong vật kính đã hiệu chỉnh, nhóm thấu kính phía trước có dạng lõm mạnh và thành phần của nhóm thấu kính phía sau cũng lõm mạnh, đây là đặc điểm của loại thấu kính.
