Обзор и тест простейшего микроскопного объектива-ахромата 4x0.1 160/0.17 (no-name, Китай)

Материал специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.

Ахромат 4x0.1 в револьвере микроскопа НПЗ М10.

Ахромат 4×0.1 в револьвере микроскопа НПЗ М10.

Простыми объективами-ахроматами 4×0.1 комплектуется подавляющее большинство микроскопов начального уровня разных брендов. В этом обзоре рассмотрен самый простой и дешевый объектив (7$) из найденных новыми на китайском маркетплейсе. Этот 4×0.1 ахромат встречается в разных вариантах внешнего оформления и для многих начинающих микроскопистов будет самым первым объективом малого увеличения. Некоторые сведения о микроскопной оптике, терминологии, классификации, способах применения приведены здесь .

Технические характеристики

Оптическая схема – 2 линзы в 1 элементе (ахроматический дублет);
Тип коррекции – ахромат;
Тубусное расстояние – 160 мм;
Латеральный хроматизм (хроматизм увеличения) – ~0%;
Кратность увеличения – 4x;
Числовая апертура – 0.1;
Фокусное расстояние – 30 мм;
Относительное отверстие – ~F/4;
Расчетный размер поля изображения – 18 мм;
Парфокальное расстояние – 45 мм;
Рабочее расстояние – 18 мм;
Покровное стекло – 0.17 мм (фактически, его использование опционально);
Требуется иммерсия – нет;
Тик крепления – стандарт RMS (резьба 4/5” x 1/36”);
Особенности – микроскопный объектив, не имеет ирисовой диафрагмы и фокусировочного механизма.

Конструкция и модификация объектива

Ахромат 4×0.1 выполнен в черном корпусе из металла с использованием всего двух пластиковых элементов – эргономического ребристого кольца (для удобства установки объектива в гнездо револьвера) и апертурной диафрагмы. Известно, что этот же объектив существует и в серебристом варианте оформления с несколько другим дизайном.

По размеру 4×0.1 объектив очень похож на 10×0.25 из того же набора, но оптическая схема объектива занимает лишь малую часть корпуса. Почти вся видимая длина объектива – это его декоративная «бленда», которая снаружи и изнутри хромирована и точно не служит на пользу контрасту изображения. Для того, чтобы картинка объектива была контрастнее, эту трубку нужно покрыть изнутри матовой черной краской.

Объектив очень легко разбирается: можно открутить внешнюю декоративную часть с нанесенной краской маркировкой, затем не составит труда выкрутить и блестящую трубчатую бленду. Все, что останется – это и есть сам объектив, очень маленький сам по себе. Извлечь единственную склеенную линзу из него не получится – она завальцована в оправу. Отметим, что совсем избавляться от декоративных деталей смысла нет: зачерненная трубчатая бленда играет роль светозащиты.

Несмотря на совершенно примитивный оптический дизайн, на линзы не забыли нанести просветляющее покрытие с бликом фиолетового оттенка. Скорее всего, просветление на поверхностях дублета имеет 1-2 слоя. Такое покрытие практически не влияет на цветопередачу. Коротковолновая граница светопропускания – ~340 нм.

Спектр светопропускания ахромата 4×0.1.

По данным рентгенофлуоресцентного анализа объектив использует современные легкий или бариевый крон в комбинации с бариевым флинтом. Такая комбинация призвана обеспечить хорошую степень исправления хроматических аберраций, но двухлинзовая схема в принципе не рассчитана на применение с большими полями.

Спектр рентгеновской флуоресценции передней линзы объектива 4×0.1. Найдены: Ba, Sr, Sb, K, следы Pb. Детектирование Zr, Sn – приборный артефакт, Cu, Zn – фон металлических конструкционных элементов вокруг линзы.

Как и большинство 4x объективов, этот ахромат обладает большим рабочим расстоянием, что очень удобно при работе с боковым освещением. Можно дополнительно увеличить рабочее расстояние, удалив декоративные элементы корпуса объектива.

Фото объектива (после чернения) приведены ниже.

В целом, 4×0.1 ахромат – типичный супербюджетный объектив. Примитивная оптика в красивом, но простоватом корпусе с искусственно увеличенными габаритами «для солидности» и без светозащиты.

Качество изображения

Как и положено ахромату-дублету, объектив формирует резкое изображение в центральной области поля. Присутствуют небольшие, но все же заметные сферохроматические аберрации (окантовки фиолетового и желтого цветов). А вот по мере удаления от центра качество быстро убывает из-за свойственных такой оптической схеме кривизне поля и астигматизма. Добиться качественного изображения на краю поля невозможно и при перефокусировке.

Прямое сравнение 4×0.1 ахромата с чуть более дорогим (10$) план-ахроматом 4×0.1 Plan показало, что дублет уступает совершенно во всём более сложному объективу – и по резкости изображения в центре, и (особенно!) по качеству изображения по полю, и по общему контрасту.

Изображения объект-микрометра отраженного света ЛОМО ОМО-У4.2, снятые на Sony A7s и объективы ахромат 4x0.1 и план-ахромат 4x0.1 Plan при длине тубуса 160 мм. Длина метки – 1 мм, цена деления 0.01 мм.

Изображения объект-микрометра отраженного света ЛОМО ОМО-У4.2, снятые на Sony A7s и объективы ахромат 4×0.1 и план-ахромат 4×0.1 Plan при длине тубуса 160 мм. Длина метки – 1 мм, цена деления 0.01 мм.

Далее приведены примеры фотографий, выполненные на ахромат 4×0.1 160/0.17 (после чернения) и полнокадровую беззеркальную камеру Sony A7s, установленные на модифицированном микроскопе НПЗ М-10 (тубусное расстояние 160 мм).

Список объектов на фото: 1 – объект-микрометр ОМО-У4.2, 2 – никелевый шенит, 3 – гидрат оксалатокупрата калия, 3 – медный шенит, 5 – площадка чипа газового сенсора с платиновыми контактами (изготовлено в г. Ужгород, Украина), 6 – кристаллы ацетилацетоната марганца(III), 7 и 8 – кристаллы персульфата аммония в поляризованном свете, 9 – кристаллы гидрофосфата аммония в поляризованном свете, 10 – поликристаллический кремний.

Затем – фотографии, выполненные со стекингом в Helicon Focus.
Список объектов на фото: 1 – никелевый шенит, 2 – медный шенит, 3 – площадка чипа газового сенсора с платиновыми контактами (изготовлено в г. Ужгород, Украина), 4 – кристаллы ацетилацетоната марганца(III), 5 и 6 – кристаллы персульфата аммония в поляризованном свете, 7 – кристаллы персульфата аммония в поляризованном свете, 8 – поликристаллический кремний.

Все обзоры объективов микроскопов стандарта RMS с тубусным расстоянием 160 мм:

Современная оптика китайских производителей:

Обзоры советских объективов для микроскопов:

Выводы

По правде говоря, нет никакого смысла в специальном приобретении рассматриваемого 4×0.1 ахромата: заплатив на пару долларов больше можно приобрести весьма удачный объектив 4×0.1 Plan. Использовать 4×0.1 ахромат есть смысл только тогда, когда он уже есть, а качество изображения по полю не столь важно – свою функцию обзорного объектива дешевого микроскопа он выполнять в состоянии.

Радожива