[发明专利]一种无CaF2 10×长工作距平场复消色差金相显微物镜

说明书

技术领域

本发明涉及显微物镜，特别是一种无CaF₂10×长工作距平场复消色差金相显微物镜。

背景技术

显微物镜是金相显微镜的最重要的部件，其成像质量的高低直接影响金相显微镜的性能。平场复消色差显微物镜是像质量最好、档次最高的显微物镜。在物镜中为同时校正初级轴向色差和二级光谱，常规的办法是在部分正透镜中引入低折射率、低色散的光学晶体；但这种特殊光学材料产量少，较脆、理化性能不稳定，大尺寸的材料更难以获得。国外同类产品德国莱卡物镜由7片透镜组成，奥林巴斯物镜由6片透镜组成，其中均采用了CaF₂材料，因此价格较高，而且这两款物镜工作距离也短。近年来，使用特种玻璃(如TF₃)来替代或部分地替代CaF₂设计制造平场复消色差物镜，在降低成本和改善工艺性方面显示了优越性。这引发了发明人对此进一步深入地研究，终于设计出一种无CaF₂10×长工作距平场复消色差金相显微物镜。值得指出的是，伴随着现代金相显微镜在工业领域应用范围的不断扩大，要求金相显微物镜的工作距离越来越长，导致其结构越发复杂，传统的齐焦距为45mm的物镜已不能满足要求。于是，前苏联和日本尼康对长工作距离物镜使用长齐焦距结构。如尼康采用了60mm的齐焦距，使100×物镜工作距离达到1mm。本设计作为成套长工作距离物镜的低倍物镜，也采用了60mm齐焦距。当然，长齐焦距结构给物镜设计和制造带来新的挑战和取得创新成果的机遇。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性价比的无CaF₂10×长工作距平场复消色差金相显微物镜，可同时校正C光(656.3nm)、F光(486.1nm)的轴向初级色差和D光(589.3nm)的二级光谱。

本发明是通过适当的焦距缩放和像差优化，最终得到像质优良的中倍长工作距平场复消色差显微物镜。

本无CaF₂10×长工作距平场复消色差金相显微物镜，由8片不含CaF₂的光学玻璃的凸透镜和凹透镜分成5个光组构成，各透镜与物面中心同轴，从左向右排列顺序为：第一片凸透镜、第二片凹透镜、第三片凹透镜、第四片凹透镜、第五片凸透镜、第六片凹透镜、第七片凹透镜、第八片凸透镜、物面。物面经系统后成像在无限远处。从第八片凸透镜的顶点到物面的距离为工作距离W.D。

所述5个光组中，第1光组为第一片凸透镜；第2光组为由第二片凹透镜和第三片凹透镜组成的双胶合组；第3光组为由第四片凹透镜和第五片凸透镜组成的双胶合组；第4光组为第六片凹透镜；第5光组为第七片凹透镜和第八片凸透镜组成的双胶合组。第八片凸透镜其球面顶端与物面的间距为17.53mm；

所述第一片凸透镜为厚弯月单片；

所述第六片凹透镜为薄弯月单片；

所述第八片凸透镜为齐明厚弯月；

各光组间间距为：第2光组至第5光组间间距均较小，为0.1-0.7mm；其中：第1光组与第2光组为较远分离间距，为9.35mm。

本发明的工作距离W.D＝17.53mm；

放大倍率β＝10×(与f’＝200mm镜筒透镜配合时)；

数值孔径NA＝0.28；

孔径角＞3.15°(像方视场φ22mm)；

焦距f’＝20mm；

齐焦距＝60mm。

本发明的优点是：

(1)不含CaF₂中倍金相显微物镜，达到平场复消色差效果；

(2)大视场、长工作距离；

(3)全光子玻璃构成，性价比高；

(4)齐焦距长。

附图说明

图1为莱卡10×平场复消色差显微物镜结构示意图；

图2为奥林巴斯10×平场复消色差显微物镜结构示意图；

图3为“Nikon显微物镜规格一览表”中齐焦距60mm长工作距离成套物镜参数；

图4为本发明显微物镜结构示意图；

图5为本发明的几何像差曲线图；

图6为本发明的几何像差数据表；

图7为本发明的光学传递函数MTF曲线图；

图8为本发明的光学传递函数MTF数据表。

图中：1.第一片凸透镜  2.第二片凹透镜  3.第三片凹透镜  4.第四片凹透镜  5.第五片凸透镜  6.第六片凹透镜  7.第七片凹透镜  8.第八片凸透镜  9.物面。

具体实施方式