Материал специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.
Китайский ахромат 100/1.25 160/0.17 в трех вариантах внешнего исполнения.
Китайский объектив 100/1.25 160/0.17 Oil принадлежит к линейке самых дешевых ахроматов для микроскопов с конечным тубусным расстоянием стандарта DIN и стоит всего ~15$ . Обзоры других объективов из этой линейки уже ранее были представлены на сайте: 4/0.1 160/0.17, 10/0.25 160/0.17, 20/0.4 160/0.17, 40/0.65 160/0.17. Этими объективами комплектуется подавляющее большинство дешевых микроскопов стандарта DIN.
Никаких чудес от этого объектива ждать не стоит – как минимум, столь простые объективы принципиально не могут обладать исправлением латерального хроматизма. Даже более сложные и дорогие 100/1.25 объективы, как Plan 100/1.25 160/0.17 – крайне сомнительные решения, особенно для фотосъемки, уже просто в силу своего сочетания увеличения и числовой апертуры – о чем было написано здесь. Ни один объектив с увеличением 100× не способен принципиально обеспечивать резкость изображения хотя бы на уровне старых посредственных фотообъективов, потому что даже идеально исправленный 100× объектив с рекордной числовой апертурой 1.45 будет иметь относительное отверстие ~F/28, а с апертурой 1.25 – около F/32, что абсолютно неприемлемо даже для старых 6 Мп матриц формата APS-C.
Технические характеристики
Оптическая схема – 6 линз в 4 группах, светосильный апланат;
Рисунок оптической схемы объектива-ахромата 100/1.25 160/0.17.
Тип коррекции – ахромат;
Тубусное расстояние – 160 мм;
Парфокальное расстояние – 45 мм;
Кратность увеличения – 100×;
Числовая апертура – 1.25;
Рабочее расстояние – 0.13 мм (до покровного стекла, иммерсия позволяет использовать объектив и без стекла, и с более толстыми стеклами – в пределах рабочего расстояния);
Пружина линзоблока – есть;
Тип крепления – стандарт RMS (резьба 4/5” × 1/36”);
Особенности – микроскопный объектив, не имеет ирисовой диафрагмы и фокусировочного механизма.
Стоимость – ~15$ (можно приобрести новым здесь, но не нужно).
Конструкция и исполнение
Этот объектив массово производится в Китае на большом числе разных предприятий как минимум в 6 разных вариантах исполнения. Типичным является применение корпуса из тонкой латуни с алюминиевыми или даже пластиковыми декоративными элементами. Линзоблок объектива подпружинен для защиты препарата и передней линзы объектива от столкновения при выполнении фокусировки – это очень полезная опция для оптики со столь коротким рабочим расстоянием (всего 0.13 мм!). Один из элементов объектива центрируется при сборке через отверстия в корпусе – если линзоблок разобрать для обслуживания, то придется потом самостоятельно выполнять центрировку.
Линзы объектива имеют простое однослойное просветление с фиолетовым цветом блика. Чернение внутренних поверхностей очень посредственное или отсутствует.
Очень странной является диафрагма объектива, находящаяся в хвостовой части. Она имеет диаметр всего 5 мм, что примерно соответствует размеру выходного зрачка для осевого пучка. Этого диаметра совершенно точно недостаточно для заполнения зрачка для внеосевых пучков – в очень похожем по конструкции объективе ЛОМО МИ 90/1.25 ОМ-41 диафрагма имеет диаметр 9 мм, причем расположена она значительно ближе к линзам. Следовательно, в китайских ахроматах 100/1.25 160/0.17 с неясной целью введено очень сильное геометрическое виньетирование, что для микрооптики вообще нехарактерно.
Вообще, эти ахроматы сделаны крайне просто и даже грубо, что можно ожидать с учетом их стоимости.
Оптические свойства. Сравнительный тест
Ранее ахромат 100/1.25 160/0.17 уже фигурировал в тестировании 100× объективов в проходящем свете по объект-микрометру здесь. В этой статье было дополнительно осуществлено сравнение качества изображения иммерсионных объективов по окрашенному препарату крови – можно сказать, типичный вариант использования подобной оптики.
Для теста была произведена съемка готового препарата в проходящем свете при использовании иммерсионного конденсора-апланата ЛОМО ОИ-14 с числовой апертурой 1.4 без диафрагмирования. Фотографии сделаны в прямом фокусе на камеру Sony NEX-6 (APS-C, ~30 мм поле). В тестировании участвовали объективы:
1) Ахромат Carl Zeiss Jena HI 100/1.25 160/0.17-A – довольно редкий объектив, оснащенный ирисовой диафрагмой для работы с конденсорами темного поля. Отличительные особенности – буква А в названии (есть визуально такой же без нее – оптически совсем другой), ирисовая диафрагма, характерный мениск рядом с опорной плоскостью объектива. Обозначен как CZJ 100/1.25 160/0.17-A.
2) Ахромат ЛОМО МИ 50/1.0 160/0 – поздний ЛОМО (комплект Бимам/Микмед-2), нечастый объектив, оснащенный ирисовой диафрагмой для работы с конденсорами темного поля. Спутать с чем-либо нереально. Обозначен как LOMO MI 50/1.0 160/0.
3) Старый ахромат ОМ-41 ЛОМО МИ 100/1.25 (он же 90/1.25) стандарта RMS. Штатный объектив микроскопов МБИ, МБР, Биолам. Обозначен как LOMO OM-41 MI 90/1.25.
4) Китайский ахромат 100/1.25 OIL 160/0.17 стандарта DIN, вариант с серебристым корпусом – обычный дешевый объектив, которым комплектуются микроскопы начального уровня. Представлен в этой статье. Обозначен как PRC 100/1.25 160/0.17 Achr.
5) Китайский планахромат Plan 100/1.25 OIL 160/0.17 «короткий дизайн») – формально объектив того же класса, что и представленный в обзоре здесь. На деле отличается от него более короткой оптической схемой – почти половина пространства линзоблока не содержит линз. Отстутствие прямо у резьбы крепления характерной менисковой линзы – отличительная черта для опознания объектива. Этот мениск есть, но запрятан в глубине корпуса. Другие объективы линейки: Plan 4/0.1, Plan 20/0.4. Обозначен как PRC Pl 100/1.25 (short design).
6) Старый апохромат Прогресс Апохр 60/1.0-0.7 О6АМ-60. Помимо флюорита этот объектив, вероятно, выполнен с применением алюмокалиевых квасцов в качестве флинта – еще более экзотического и нестойкого материала. Этот объектив также имеет ирисовую диафрагму для работы с темнопольным конденсором ОИ-13. Обозначен как Progr MI 60/1.0 Apo.
7) Старый апохромат Прогресс Апохр 90/1.3 О2АМ-90 стандарта RMS. Флюоритовая оптика прямиком из XIX столетия. Обозначен как Progr MI 90/1.3 Apo.
Испытуемые объективы.
Ниже представлены тестовые фото на китайский ахромат 100/1.25 – фото объект-микрометра проходящего света, фото препарата крови со стекингом и без стекинга, а также сравнительный коллаж.
Как видно, китайский ахромат действительно имеет огромное виньетирование, что для микрооптики редкость. По качеству изображения в центральной области он уступает всем испытуемым объективам, кроме, может быть, не очень удачного китайского планахромата с «коротким» дизайном оптической схемы и неисправленным латеральным хроматизмом.
По полю качество изображения отсутствует из-за колоссального уровня астигматизма и латерального хроматизма. Объектив уступает даже обычному ахромату ЛОМО 90/1.25 МИ. Только древний апохромат Прогресс 60/1.0 по полю еще хуже, чем китайский ахромат, но и поле предмета у него почти вдвое шире. Чувствуется, что китайцы хотели «скомпенсировать» кривизну поля астигматизмом, но в такой простой оптической схеме это приводит лишь к тому, что и кривизна не убрана, и резкости никакой из-за астигматизма нет.
Наилучшее качество изображения обеспечивает объектив Carl Zeiss Jena HI 100/1.25 160/0.17-A, который обладает низким уровнем сферохроматизма и хорошим исправлением латерального хроматизма. Весьма неплохо себя показывает ахромат ЛОМО 50/1.0 МИ – даже с апскейлом 2× его кропы выглядят лучше, чем у многих других объективов. К сожалению, латеральный хроматизм в ЛОМО 50/1.0 не исправлен полностью – этот объектив относится к комплекту оптики Микмед-2/Бимам и имеет нормарованную на 0.8% хроматическую разность увеличений, как и остальные объективы 10-100× в линейке.
В центральной области изображения хорошую резкость и детализацию обеспечивает старинный апохромат Прогресс 90/1.3 МИ, но общий контраст изображения при этом слаб, а качество по полю еще хуже, чем даже у простейшего ахромата ЛОМО ОМ-41 МИ 90/1.25.
Таким образом, китайский ахромат 100/1.25 по качеству изображения находится где-то в области самого донного дна – даже ниже старого советского ЛОМО 90/1.25, выполненного по той же оптической схеме. Претензии – к полю объектива, которого просто нет.
Далее приведены примеры фото на Sony NEX-6 и китайский ахромат 100/1.25 160/0.17 Oil с применением стекинга. На фото: 1-2) Панцири диатомовых водорослей в обработанном диатомите; 3) Окрашенный срез спинного мозга; 4) Окрашенный препарат мышечной ткани сердца; 5) Окрашенный препарат крови; 6-7) Кристаллы оксалата олова в проходящем свете и в поляризации.
Затем – фото без стекинга. На снимках: 1-3) Панцири диатомовых водорослей в обработанном диатомите; 4-6) Окрашенный срез спинного мозга; 7) Окрашенный препарат мышечной ткани сердца; 8) Окрашенный препарат крови; 9-14) Кристаллы оксалата олова в проходящем свете и в поляризации.
Выводы
Признаться, очень сложно придумать, зачем вообще нужен настолько плохой объектив. Уж насколько сомнительны 100×/1.25 объективы сами по себе, насколько плохи старые ЛОМО, но этот китайский ахромат обогнал всех. Для чего такой объектив может сгодиться, так это для обучения студентов и школьников применению масляной иммерсии. В силу крайне посредственной коррекции аберраций объектив может и не дать реально значительного прироста детализации наблюдаемого предмета по сравнению с более-менее приличным планахроматом типа 40/0.65, что хорошо видно по представленным здесь результатам тестирования. Так что для обеспечения большего масштаба изображения использование настолько плохого 100× иммерсионного объектива едва ли лучше, чем применение апскейла (20× окуляра вместо 10×) со средненьким бюджетным 40/0.65 объективом.
