專利名稱：大視場(chǎng)平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大視場(chǎng)平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡，具體的說(shuō)它是一種像方視場(chǎng)直徑大于25mm的40×平場(chǎng)消色差生物顯微鏡物鏡。
已有技術(shù)中，平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡通常要求在較正球差、彗差、軸向色差和像散的基礎(chǔ)上良好地較正場(chǎng)曲?！豆鈱W(xué)技術(shù)手冊(cè)》中給出的一種顯微鏡物鏡(參見(jiàn)《光學(xué)技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1987年11月，上冊(cè)，p987，β＝40×)主要存在視場(chǎng)小，像差大的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是為了彌補(bǔ)上述已有技術(shù)中的顯微鏡物鏡的缺點(diǎn)，提供一種像方視場(chǎng)直徑大于25mm，數(shù)值孔徑為0.65，各種像差校正良好的40×大視場(chǎng)平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡。
本實(shí)用新型顯微鏡物鏡包括前端有入射光孔2后端有出射光孔10的物鏡筒9，在物鏡筒9內(nèi)從入射光孔2到出射光孔10依次置有彎月形厚透鏡3，單正透鏡4，光闌5，第一雙膠合透鏡6，第二雙膠合透鏡7和彎月形正透鏡8；在物鏡筒9外入射光孔2前置有蓋波片1(見(jiàn)圖1)。
上述各透鏡的中心軸線與物鏡筒9的中心軸線OO相重合。也就是說(shuō)，各透鏡的光軸都在中心軸線OO上。各透鏡的具體結(jié)構(gòu)及相互之間的位置如下所說(shuō)的彎月形厚透鏡3的凹面向著入射光孔2。當(dāng)折射率Nd1＝1.6204，色散νd1＝60.29時(shí)，其凹面曲率半徑R1＝1.4249～1.4353，凸面曲率半徑R2＝2.0852～2.0901，中心厚度T1＝2.4629～2.4714。
所說(shuō)的單正透鏡4是雙凸透鏡。向著入射光孔2的一面稱為前凸面，而背著入射光孔2的一面稱為后凸面。當(dāng)折射率Nd2＝1.48746，色散νd2＝70.04時(shí)，前凸面曲率半徑R3＝-16.6474～-16.5923，后凸面曲率半徑R4＝4.8491～4.8555，中心厚度T2＝2.3964～2.4125。
所說(shuō)的第一雙膠合透鏡6是由一凹凸透鏡和一雙凸透鏡膠合而構(gòu)成的。其中凹凸透鏡在向著入射光孔2的方向稱為前面，雙凸透鏡在后面。前面的凹凸透鏡的凹面與后面的雙凸透鏡的前凸面膠合在一起稱為中間膠合面。前面凹凸透鏡當(dāng)折射率Nd3＝1.80627，色散νd3＝25.37時(shí)，凸面曲率半徑R5＝185.1434～202.5144，中心厚度T3＝0.7986～0.8690；后面雙凸透鏡當(dāng)折射率Nd4＝1.48746，色散νd4＝70.04時(shí)，后凸面曲率半徑R7＝15.0100～15.0813，中心厚度T4＝2.0432～2.0532；兩透鏡的膠合面曲率半徑R6＝-4.9548～-4.9514。
所說(shuō)的第二雙膠合透鏡7是由前薄凹凸透鏡和后厚雙凸透鏡膠合而成。兩者中間的膠合面的曲率半徑R9＝-61.1547～-59.3472。前薄凹凸透鏡當(dāng)折射率Nd5＝1.72340，色散νd5＝37.99時(shí)，凸面曲率半徑R8＝-36.5562～-36.3867，中心厚度T5＝1.0801～1.1074；后厚雙凸透鏡當(dāng)折射率Nd6＝1.51478，色散νd6＝60.63時(shí)，后凸面曲率半徑R10＝11.1879～11.1977，中心厚度T6＝5.7164～5.7466。
所說(shuō)的彎月形正透鏡8的凹面向著出射光孔10。當(dāng)折射率Nd7＝1.72000，色散νd7＝50.41時(shí)，其凸面曲率半徑R11＝-8.4988～-8.4815，凹面曲率半徑R12＝-5.7149～-5.7046，中心厚度T7＝2.5601～2.5851。
上面所說(shuō)的前與后之分為向著入射光孔2的方向?yàn)榍?，背著入射光?而向著出射光孔10方向的為后。
上述各透鏡在中心軸線OO上的距離分別為彎月形厚透鏡3與置于物鏡筒9外入射光孔2前的蓋波片1之間的距離S1＝0.3950～0.4050，單正透鏡4與彎月形厚透鏡3之間的距離S2＝0.3977～0.4226，單正透鏡4與光闌5之間的距離S3＝-0.01153～0.008，第一雙膠合透鏡6與光闌5之間的距離S4＝0.3950～0.4050，第二雙膠合透鏡7與第一雙膠合透鏡6之間的距離S5＝5.6773～5.7376，彎月形正透鏡8與第二雙膠合透鏡7之間的距離S6＝5.5976～5.6308。如圖1和表1所示。
上述各透鏡的曲率半徑R，中心厚度T以及兩者之間的距離S的長(zhǎng)度單位均為毫米(mm)。曲率半徑R為負(fù)值時(shí)，表示該球面的球心在該球面的像方一側(cè)。
上述結(jié)構(gòu)的顯微鏡物鏡，其折射率Nd與色散νd的角標(biāo)d，是表示當(dāng)入射光的波長(zhǎng)λd＝0.58756μm時(shí)，各透鏡3、4、6、7、8的折射率Nd和色散νd如表1所示。
表1為各透鏡的曲率半徑R，中心厚度T，兩者之間距離S以及折射率Nd，色散νd的詳細(xì)數(shù)據(jù)表
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是上述的顯微鏡物鏡具有大視場(chǎng)和校正良好的像差。與已有技術(shù)中的顯微鏡物鏡相比，本實(shí)用新型顯微鏡物鏡的單正透鏡4是雙凸透鏡，第二雙膠合透鏡7中的后厚雙凸透鏡的中心厚度T6增大了，以及第二雙膠合透鏡7與第一雙膠合透鏡6之間的距離S5加大了等，這都有利于場(chǎng)曲、像差的校正。所以本實(shí)用新型顯微鏡物鏡場(chǎng)曲得到了更好的校正，視場(chǎng)更大，也更好地校正了球差、慧差，軸向色差和其它像差。與已有技術(shù)中的顯微鏡物鏡相比，像方視場(chǎng)直徑達(dá)到25mm，從圖2可以看出，在空間調(diào)制頻率為每毫米600周期時(shí)，像方視場(chǎng)直徑為25mm(半徑12.5mm)的子午和弧矢光學(xué)調(diào)制函數(shù)的調(diào)制度均大于0.4。在全視場(chǎng)(物高12.5mm)時(shí)子午方向(Y方向)的最大光程差小于1.2個(gè)波長(zhǎng)，弧矢方向(X方向)最大光程差小于0.5個(gè)波長(zhǎng)(見(jiàn)圖3)。


圖1是本實(shí)用新型中給出的顯微鏡物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型顯微鏡物鏡的光學(xué)傳遞函數(shù)的調(diào)制度曲線圖3是在不同物高時(shí)本實(shí)用新型顯微鏡物鏡的波像差曲線實(shí)施例本實(shí)施例顯微鏡物鏡的結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)焦距等于4.359mm時(shí)，本實(shí)施例顯微鏡物鏡的各參數(shù)見(jiàn)表2。
表2為實(shí)施例中各透鏡的曲率半徑R，中心厚度T，相互之間的距離S，折射率Nd和色散νd的數(shù)據(jù)表

最佳實(shí)現(xiàn)的0視場(chǎng)，0.707視場(chǎng)(像方視場(chǎng)半徑8.84mm)，全視場(chǎng)(像方視場(chǎng)半徑12.5mm)的光學(xué)傳遞函數(shù)的調(diào)制度曲線在空間調(diào)制頻率小于每毫米600周期時(shí)均大于0.4(見(jiàn)圖2)。在物高為0.00mm(即0視場(chǎng))，8.84mm(即0.707視場(chǎng))時(shí)子午方向(X方向)和弧矢方向(Y方向)的最大光程差都小于0.5個(gè)波長(zhǎng)，在物高12.5mm(全視場(chǎng))時(shí)子午方向(Y方向)的最大光程差小于1.2個(gè)波長(zhǎng)，弧矢方向(X方向)最大光程差小于0.5個(gè)波長(zhǎng)(見(jiàn)圖3)。所以，本實(shí)施例充分證明了上述本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種大視場(chǎng)平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡，包括<1>前端有入射光孔(2)后端有出射光孔(10)的物鏡筒(9)，在物鏡筒(9)內(nèi)沿著同一中心軸線(OO)上從入射光孔(2)到出射光孔(10)依次置有彎月形厚透鏡(3)，單正透鏡(4)，光闌(5)，第一雙膠合透鏡(6)，第二雙膠合透鏡(7)和彎月形正透鏡(8)，在鏡筒(9)外入射光孔(2)前置有蓋波片(1)；其特征在于<2>彎月形厚透鏡(3)的凹面向著入射光孔(2)，當(dāng)折射率Nd1＝1.6204，色散νd1＝60.29時(shí)，其凹面曲率半徑R1為1.4249至1.4353，凸面曲率半徑R2為2.0852至2.0901，中心厚度T1為2.4629至2.4714；<3>單正透鏡(4)是雙凸透鏡，當(dāng)折射率Nd2＝1.48746，色散νd2＝70.04時(shí)，前凸面曲率半徑R3為-16.6474至-16.5923，后凸面曲率半徑R4為4.8491至4.8555，中心厚度T2為2.3964至2.4125；<4>第一雙膠合透鏡(6)是由前面一凹凸透鏡的凹面與后面一雙凸透鏡的前凸面膠合成膠合面而構(gòu)成，前面凹凸透鏡當(dāng)折射率Nd3＝1.80627，色散νd3＝25.37時(shí)，它的凸面曲率半徑R5為185.1434至202.5144，中心厚度T3為0.7986至0.8690；后面雙凸透鏡當(dāng)折射率Nd4＝1.48767，色散νd4＝70.04時(shí)，它的后凸面曲率半徑R7為15.0100至15.0813，中心厚度T4為2.0432至2.0532，兩透鏡的膠合面曲率半徑R6為-4.9548至-4.9514；<5>第二雙膠合透鏡(7)是由前薄凹凸透鏡和后厚雙凸透鏡膠合而成，兩者中間的膠合面的曲率半徑R9為-61.1547至-59.3472，前薄凹凸透鏡當(dāng)折射率Nd5＝1.72340，色散νd5＝37.99時(shí)，凸面曲率半徑R8為-36.5562至-36.3867，中心厚度T5為1.0801至1.1074；后厚雙凸透鏡當(dāng)折射率Nd6＝1.51478，色散νd6＝60.63時(shí)，后凸面曲率半徑R10為11.1879至11.1977，中心厚度T6為5.7164至5.7466；<6>彎月形正透鏡(8)的凹面向著出射光孔(10)，當(dāng)折射率Nd7＝1.72000，色散νd7＝50.41時(shí)，其凸面曲率半徑R11為-8.4988至-8.4815，凹面曲率半徑R12為-5.7149至-5.7046，中心厚度T7為2.5601至2.5851；<7>上述各透鏡在中心軸線(OO)上的距離分別為彎月形厚透鏡(3)與置于物鏡筒(9)外入射光孔(2)前的蓋波片(1)之間的距離S1為0.3950至0.4050，單正透鏡(4)與彎月形厚透鏡(3)之間的距離S2為0.3977至0.4226，單正透鏡(4)與光闌(5)之間的距離S3為-0.0115至0.0083，第一雙膠合透鏡(6)與光闌(5)之間的距離S4為0.3950至0.4050，第二雙膠合透鏡(7)與第一雙膠合透鏡(6)之間的距離S5為5.6773至5.7376，彎月形正透鏡(8)與第二雙膠合透鏡(7)之間的距離S6為5.5976至5.6308；上述各透鏡的曲率半徑R，中心厚度T以及兩者之間的距離S的長(zhǎng)度單位均為毫米。
專利摘要一種大視場(chǎng)平場(chǎng)消色差顯微鏡物鏡,包括前端有入射光孔后端有出射光孔的物鏡筒,在物鏡筒內(nèi)沿著同一中心軸線上,從入射光孔到出射光孔依次置有彎月形厚透鏡、雙凸單正透鏡、光闌、第一雙膠合透鏡、與第一雙膠合透鏡之間有較大距離的含有后厚雙凸透鏡的第二雙膠合透鏡和彎月形正透鏡。本實(shí)用新型具有大視場(chǎng),像方視場(chǎng)直徑達(dá)到25mm。場(chǎng)曲、球差、慧差、軸向色差和其它像差都得到了更好的校正。
文檔編號(hào)G02B21/02GK2400808SQ9925212
公開(kāi)日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月16日
發(fā)明者徐文東, 林強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所