Анализ проблем композиции оптических систем световых микроскопов

• Автор: Фролов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с.

* 2 Оглавление.
Введение
Глава 1. Общие положения
1.1 Микроскопические объекты
1.2 Методы исследования объектов в микроскопии
1.3 Регистрация изображения
п 1.4 История развития микрообъективов.
Оптические конструкции
1.5 Классификация линзовых микрообъективов
1.6 Базовые компоненты микрообъективов
1.7 Методы расчета объективов микроскопов
1.8 Тенденции развития микрообъективов
1.9 Выводы
У/ Глава 2. Элементная база и принципы композиции оптических систем
микроскопа
2.1 Аберрационные свойства сферической поверхности
2.2 Апланатические поверхности как частный случай декартовых поверхностей. Их аберрационные свойства
2.3 Общие соотношения в оптической схеме микроскопа
Глава 3. Взаимосвязь разрешающей способности изображения, образованного оптической системой микроскопа, с её параметрами
3.1 Разрешающая способность оптической системы микроскопа и
полезное увеличение образованного ею изображения
3.2 Полезное увеличение микрообъектива
3.3 Исходные требования к осветительному устройству
3.4 Требования к осветителю микроскопа

Глава 4. Синтез оптических схем микрообъективов
4.1 Объективы с ахроматической коррекцией
4.2 Исследование хроматических аберраций элементов объективов
4.3 Исследование свойств элементов планара
4.4 Синтез ахроматических микрообъективов
4.5 Синтез высокоапертурных микрообъективов больших увеличений
4.6 Выводы
Заключение
Литература
Приложения

Введение.
В современной оптической науке особое место отводится созданию приборов, служащих для изучения особо мелких объектов и структур. Люди знают гораздо больше об окружающем нас макромире, чем о строении клетки. Ещё вчера горячо обсуждался успех создания самого большого в мире телескопа. Сегодня сформулирована другая задача, с технической точки зрения не менее сложная- создание высокоразрешающего и высокоточного прибора - микроскопа, который должен дать возможность также уверенно проникнуть в микромир. А это- биология, медицина и наука о строении вещества. Это все живое и неживое на земле. Поле деятельности ученых -исследователей безгранично. Сфера научно-технических изысканий -уникальна. Ни в одной области оптической науки не приходится сталкиваться с таким обилием особых физических явлений, как в микроскопии. Сложность конструкций оптических систем для микроскопии - особая.
Следует ожидать в ближайшее время начала эры микроскопии, ее бурного развития- совершенствования старых, испытанных форм. Очевидно появление целой гаммы различных приборов микроскопического анализа, начиная с простейших, предназначенных для использования буквально в каждом доме, и кончая сложнейшими комплексами оборудованными, например, лазерами и сложной вычислительной техникой. Люди сегодня осознали психологически, а техника достигла такого уровня, что настало время непосредственного создания такого сверхсложного в технологическом исполнении оборудования, о котором раньше упоминалось только в теоретических изысканиях.

фотоокуляра. Как показали недавние исследования, для устранения хроматизма увеличения в существующих конструкциях планобъективов имеется принципиальная возможность. Она реализуется, например, в конструкции «перевернутого телеобъектива» путем компенсации ХРУ фронтальной части с помощью аберрации, соответственно вносимой мениском [11].
Разность сферических аберраций двух длин волн в изображении точки на оси называется сферохроматической аберрацией. Известно, что величина сферохроматизма, и особенно его высшие порядки, не линейно возрастают с увеличением апертуры объектива. Отсюда, особую значимость исправления данной аберрации приобретает в апохроматах и планапохроматах, где числовые апертуры близки к предельным.
3. Улучшение коррекции микрообъективов по полю. Увеличение линейного поля. Наблюдение и фотографирование требуют, чтобы оптическая система микроскопа и ее основной компонент - микрообъектив -давали изображение с высоким разрешением, хорошим контрастом и цветопередачей. Возможность обзора большого поля зрения с высоким информационным содержанием является очень важной, как для экономии времени при просматривании препаратов, так и для увеличения производительности при их исследовании.
В комплектации оптики микроскопа с большим полем зрения исходят из того, что требуемое максимальное увеличение объема информации в микроскопическом изображении должно быть достигнуто при визуальном наблюдении на микроскопе, принимая во внимание физиологические возможности наблюдателя. Недавние исследования, показали, что при изображении большого поля оптимальные физиологические возможности и одновременно целесообразные границы увеличения поля достигаются тогда, когда наблюдателю предлагается видимое линейное поле изображения диаметром не более 250 мм. Во всем мире сегодня инженеры разрабатывают конструкции микроскопов, отвечающих данной концепции. Применительно к