Life Science Solutions

博客文章

无补偿光学在显微镜设计中的重要性

作者  -
OEM光学

奥林巴斯名闻遐迩,我们生产的高端显微镜可用于生命科学,医学、工业等许多领域。但您或许不知,我们除了设计自己的显微镜之外,还为其他显微镜成像系统制造商提供物镜和光学零件,协助全世界的工程团队。

在设计新设备时,工程师们一致的目标是保证高画质和灵活性。我们正在开发带有无补偿镜头的成像光学系统,为实现该目标尽一己之力。请阅读下文,了解这些光学系统如何改善显微镜的设计和性能。

设计用于显微镜的成像光学系统

显微镜的成像光学系统由一个离标本较近的物镜和一个将物镜的光聚焦的结像透镜组成。现在,通常物镜的设计是发射平行光线(无限远校正),因此可以将光学组件(例如用于分束的半反射镜和用于荧光观察的滤光片)添加到物镜和结像透镜之间的光路中。

为了产生高质量的图像,物镜在设计上会使用像差校正。像差校正通常采用两种方法:补偿法和无补偿法。

以下是这两种方法的简要概述:

  1. 补偿方式

    如果在设计光学系统时采用补偿方法,物镜和结像透镜会以互补的方式校正像差。

  2. 无补偿法

    相反,如果在设计光学系统时采用无补偿法,物镜和结像透镜会彼此独立地对像差进行全面校正。

这两种方法之间的区别如下图1-2所示。

补偿法光学系统中的像差校正

图1:补偿法进行像差校正的机制。物镜和结像透镜以互补方式校正像差。

无补偿法光学系统的像差校正

图2:无补偿法进行像差校正的机制。物镜和结像透镜彼此独立地校正像差。

无补偿法在显微镜设计中的优势

如果要使用补偿法设计物镜和结像透镜,单是在将物镜或结像透镜集成到系统中就会碰到各种问题。

举个例子:下面的示意图(图3)显示了光束是如何通过物镜投射到样品上。如果设计物镜时采用无补偿法(图3a),则光束不会受到激光波长的影响。相反,如果设计物镜时采用的是补偿法(图3b),光束则会因为物镜上的像差未消除,被投射到非预期点。

图3(a)图3(b)

图3:(a)光学设计方法对光束投射的影响。采用无补偿法,光束不受激光波长的影响。(b)采用补偿法,光束会被导向非预期点。

在显微镜设计时采用无补偿光学的优势

使用无补偿法的成像光学系统,您的设备会具有以下优势:

  1. 使您的系统在整个视场中都能获得清晰的图像,即使只有物镜独立使用时,颜色也不会模糊
  2. 当投射不同波长的激光时,提高激光定位精度

采用无补偿法设计的成像光学系统可以提高显微镜成像系统的可靠性和性能。其中一个例子就是奥林巴斯UIS2物镜与超宽结像透镜的组合。值得一提的是,X Line物镜经过范围为400-1000 nm的像差校正,可用于各种波长的宽场、高分辨率观测。当采用无补偿法设计时,结像透镜也可以独立使用。两种光学组件均小巧轻便,易于集成。

总而言之,这些光学零件对工程团队的显微镜设计大有帮助,即便与市售的透镜组件结合使用,也可以轻松做到在整个视场中保持均匀的画质。

要了解有关奥林巴斯高质量OEM光学、组件、帧数和零件,以及如何将其集成至您的显微镜设计中,请访问www.olympus-lifescience.com/oem-components

相关内容

为什么在优质显微镜设计中必须使用波前像差得到了控制的物镜?

优秀的光学技术 — 提高共焦显微镜的单分子灵敏度

产品信息说明册:OEM显微镜部件解决方案

OEM经理

Bunryu Arashi在欧洲奥林巴斯科学解决方案担任OEM经理。Bunryu拥有12年的显微镜产品开发经验,曾经为奥林巴斯BX和CKX系列显微镜设计过物镜,相机适配器,以及照明光学系统。他拥有日本大阪大学的工程学硕士学位。

2021年1月21日
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up

By clicking subscribe you are agreeing to our privacy policy which can be found here.

对不起,此内容在您的国家不适用。

本网站使用Cookies文件提高网站性能、分析访客情况,同时用于广告相关考量。如您未更改网络设置,本Cookies将始终用于本网站。如需了解本网站更多Cookies使用信息,以及如何限制我们使用这些功能,请查看我们的Cookies条款页面

'接受条款