Material especial para Radozhiva preparado rodion eshmakov.
10×0.25 en el revólver del microscopio NPZ M10.
Este artículo presenta el más sencillo y económico ($10) de la lente de microscopio sin nombre con un aumento de 10x que se encuentra en la inmensidad del mercado chino. Los microscopios básicos modernos con una distancia entre tubos de 160 mm y una montura RMS están equipados con lentes de este tipo en versiones externas muy diferentes y, por lo tanto, probablemente para muchos microscopistas principiantes esta lente será la primera lente diez veces mayor. Resulta que incluso una solución ultrapresupuestaria puede funcionar bien, especialmente después de modificaciones y modificaciones, que se analizarán a continuación. Se proporciona información sobre óptica microscópica, terminología, clasificación y métodos de aplicación. aquí.
características técnicas
Diseño óptico: 4 lentes en 2 grupos (tipo aplanata Richter), sin el uso de elementos especiales;
Dibujo del diagrama óptico de la lente indicando los tipos de vidrio óptico esperados.
Tipo de corrección – acromática;
Distancia del tubo – 160 mm;
Factor de ampliación – 10x;
Apertura numérica – 0.25;
Cromatismo lateral (aumentar cromatismo) – ~0%;
Distancia focal - 16 mm;
Apertura relativa – ~F/2;
El tamaño estimado del campo de imagen es de 18 mm;
Distancia parafocal – 45 mm;
Distancia de trabajo – 7 mm;
Cubreobjetos – 0.17 mm (de hecho, su uso es opcional);
Se requiere inmersión: no;
Tipo de montaje: estándar RMS (rosca de 4/5” x 1/36”);
Características: lente microscópica, no tiene diafragma de iris ni mecanismo de enfoque.
Diseño y modificación de lentes.
La lente de 10x0.25 tiene un cuerpo metálico y una combinación de colores negro. A diferencia de las lentes más caras de la línea Plano 160/0.17 Algunas piezas están hechas de plástico: el diafragma de apertura de la lente (diámetro transparente - 9 mm) y el anillo acanalado ergonómico. Las marcas que indican los parámetros de la lente se aplican al anillo exterior negro extraíble (“camisa”) con pintura, sin grabar.
Las dimensiones de la lente son similares a otras lentes de 10x, en particular LOMO 10×0.4L, pero el diseño del bloque de lentes es similar al de los acromáticos soviéticos de 8 × 0.2: la lente no tiene ningún sistema de centrado de lente complejo.
Para el desmontaje, simplemente desenrosque el diafragma de plástico y la tuerca ranurada trasera; después de esto, puede quitar los dos componentes de las lentes en los marcos y el inserto metálico de las lentes intermedias. El diseño óptico de la lente es similar al soviético. 9×0.2 Epi, pero utiliza materiales ópticos más modernos. Entonces, según Análisis de fluorescencia de rayos X. (Bruker M1 Mistral), las lentes negativas de la lente están hechas de pedernales de niobio de la línea de gafas "ecológicas" como CDGM HF o H-ZF, y las lentes positivas están hechas de coronas pesadas de CDGM H-ZK. tipo.
Espectro de fluorescencia de rayos X de la lente frontal del objetivo 10×0.25. Encontrado: Ba, Nb, Sr, trazas de Pb. Detección de Zr, Sn – artefacto instrumental, Ni, Cu, Zn, Fe – fondo de elementos estructurales metálicos alrededor de la lente.
Espectro de fluorescencia de rayos X de la lente trasera del objetivo 10×0.25. Encontrado: Ba, Sr, Sb, K, Ca, trazas de Pb. Detección de Zr, Sn – artefacto instrumental, Cu, Zn, Fe – fondo de elementos estructurales metálicos alrededor de la lente.
En el caso del esquema Richter, el uso de gafas HF/H-ZF “sin plomo” en lentes negativas es extremadamente indeseable, ya que el valor de la dispersión parcial relativa PgF para tales materiales es mucho, mucho mayor en comparación con materiales similares. Gafas de plomo F/ZF “anticuadas”. Dado que la magnitud de la aberración cromática longitudinal se puede estimar como la diferencia entre los valores PgF de corona y pedernal, en relación con la diferencia en los números de Abbe, está claro que una lente que utilice pedernales de plomo para la fabricación de lentes negativos tendrá menos cromaticidad que la misma lente sobre vidrio sin plomo. Este efecto es tan importante que la transición generalizada al uso de vidrio sin plomo en la década de 1990 llevó a la necesidad de recalcular muchos circuitos ópticos antiguos, que ya no ofrecían un nivel aceptable de calidad después de reemplazar las marcas de vidrio.
Para compensar las aberraciones esferocromáticas inherentes a lentes con una aplanata RichterEn una impresora 3D se fabricó un diafragma con un diámetro de luz de 6 mm, que reduce aproximadamente a la mitad la apertura relativa de la lente. Por supuesto, esto conduce a un aumento de los efectos de difracción, pero, como se mostrará más adelante, son las aberraciones esferocromáticas las que limitan la resolución de esta lente, y no la difracción.
Resultó que no hay ennegrecimiento mate en las superficies internas de la lente de 10×0.25, y el marco de la lente frontal está hecho completamente de metal brillante sin ennegrecer los extremos de la lente. Ni siquiera tenté al destino y primero cubrí todas las superficies brillantes con pintura negra mate: los marcos de las lentes, el inserto entre lentes. Si omite este paso, seguramente el contraste de la imagen será extremadamente débil.
Es curioso, pero no se olvidaron del anti-recubrimiento de la óptica de esta lente: todas las superficies de las lentes de este 10x0.25 chino son violetas. La presencia de un revestimiento antirreflectante en la óptica es una gran ventaja, incluso si el ennegrecimiento se "optimizó" con éxito durante la producción: usted mismo puede ennegrecer esta lente, pero aplicar un revestimiento antirreflectante en casa simplemente no se puede hacer.
Espectro de transmisión de luz lente 10×0.25.
El recubrimiento, diseñado para su uso en dispositivos visuales, proporciona un pico de transmisión en la región verde del espectro y corta ligeramente los rangos espectrales azul-violeta e infrarrojo. Sin embargo, esto sólo se nota en los instrumentos de laboratorio. La forma de la curva sugiere que el claro consta de 1-2 capas. El límite de transmisión de longitud de onda corta es de aproximadamente 350 nm.
Desde el punto de vista de la facilidad de uso de la lente, también es importante que esta lente tenga una distancia de trabajo bastante grande de 7 mm. Esto es suficiente para proporcionar iluminación lateral para trabajar con luz reflejada.
A continuación se muestran fotografías de la apariencia de la lente.
Podemos concluir que el diseño y la fabricación de la lente corresponden totalmente su precio. Este acromático chino de 10x0.25 sin nombre tiene ópticas revestidas y bien hechas alojadas en un cuerpo mediocre sin signos de protección contra la luz. Cuando se utiliza la lente "tal cual", se pueden esperar muchos problemas con el contraste de la imagen, lo cual es especialmente crítico al realizar microfotografía. Por otro lado, la simplicidad del diseño definitivamente está en manos de quienes están listos para desmontar la lente y corregir los defectos de fábrica.
Calidad de imagen
El acromático 10x0.25 sin nombre tiene buena nitidez de imagen en la región central con apertura total, pero aberración cromática en forma de ribetes violetas son extremadamente fuertes. En términos de calidad de imagen en el eje, la lente es notablemente inferior a una más cara Plano 10×0.25 y similar al Plan soviético 8×0.2, 9×0.2 o 9×0.2 Epi.
Inesperadamente, este 10×0.25 tiene un campo casi plano, especialmente si se compara el objetivo con el soviético. acromático 9×0.2 Epi. Sin embargo, el astigmatismo residual de esta lente es más pronunciado y, por lo tanto, no será posible obtener imágenes en los bordes tan nítidas como en el centro del encuadre, incluso cuando se reenfoca.
Imágenes del micrómetro de objetos de luz reflejada LOMO OMO-U4.2, tomadas con una Sony A7s y lentes de 10×0.25 (después del ennegrecimiento, apertura total de 9 mm) y lentes LOMO Epi 9×0.2 con una longitud de tubo de 160 mm. La longitud de la marca es de 1 mm, el valor de división es de 0.01 mm. El borde del campo de visión corresponde a y'~17 mm.
A juzgar por el nivel de negro, es fácil ver que la lente china modificada tiene un contraste de imagen incluso mayor que la Epi 9×0.2 soviética, a la que, en general, no culpo por el contraste. La razón de esto es obviamente la presencia de un revestimiento antirreflectante en la óptica y la modificación de la protección de la luz de la lente. Además, vale la pena señalar: es poco probable que la lente hubiera funcionado bien sin ennegrecerse: ¡ningún recubrimiento de la óptica protegerá contra los reflejos de la luz en el largo tubo entre las lentes!
La lente china mejora significativamente en términos de resolución de campo y en comparación con la modificada LOMO 10×0.4 L (con apertura de 8 mm) – debido a un nivel más bajo de astigmatismo y cromatismo lateral cercano a cero. Pero en la región central, la lente china es notablemente inferior.
Imágenes del micrómetro de objetos de luz reflejada LOMO OMO-U4.2, tomadas con una Sony A7 y lentes 10×0.25 (después del ennegrecimiento, apertura total de 9 mm), LOMO 10×0.4 L (apertura de 8 mm) y LOMO Epi 9×0.2 en longitud tubo 160 mm. La longitud de la marca es de 1 mm, el valor de división es de 0.01 mm.
En este sentido, se intentó limitar la apertura de la lente para nivelar el esferocromatismo: junto a la apertura estándar con un diámetro de 9 mm, se instaló otra con un diámetro de 6 mm. Por lo tanto, la lente ha perdido aproximadamente 1 punto de apertura, lo que corresponde a una apertura numérica de ~0.18 y una apertura de ~F/2.8. Con estos parámetros, la limitación de difracción de la resolución es de 40 líneas/mm frente a 55 líneas/mm con una apertura numérica de 0.25. ¿Es esta pérdida significativa? En absoluto: los resultados del modelado del diseño óptico de la lente LOMO Plan 9×0.2, que es similar en calidad de imagen en el eje a la lente china 10×0.25 en cuestión, mostraron que su resolución real no supera las 30 líneas/mm debido a la influencia de las aberraciones cuando se usa en una cámara moderna. Por lo tanto, no tiene que experimentar ningún tormento al reducir el 10x0.25 chino de 9 a 6 mm.
La apertura realmente trae beneficios: con una apertura de 6 mm, la magnitud de las aberraciones cromáticas longitudinales resulta ser notablemente menor, aunque no fue posible superar al LOMO 10x0.4 L modificado en calidad de imagen en la región central. Quizás si los chinos tuvieran una versión “principal” de este 10x0.25, el resultado habría sido mejor.
Imágenes del micrómetro de objetos de luz reflejada LOMO OMO-U4.2, tomadas con una Sony A7s y lentes de 10×0.25 (después del ennegrecimiento, aperturas de 9 mm y 6 mm), LOMO 10×0.4 L (apertura de 8 mm) con una longitud de tubo de 160 milímetros. La longitud de la marca es de 1 mm, el valor de división es de 0.01 mm.
A continuación se muestran fotografías sin apilar en una cámara de fotograma completo. sony a7s y una lente modificada de 10×0.25 – con ennegrecimiento y una apertura de 6 mm – en un microscopio NPZ M-10 modificado con una distancia entre tubos de 160 mm.
Lista de objetos en la foto: 1 – Letra del emblema LOMO en el objeto micrométrico, 2-4 – Cristales de acetilacetonato de cromo(III), 5-6 – Cristales de azufre elemental, 7-8 – Cristales de bisoxalatocuprato de potasio hidratado, 9-10 – sulfuro cristalino-disulfuro de circonio, 11 – superficie de la lima de aguja, 12 – pelos de las hojas de las plantas en luz polarizada.
A continuación se muestran fotografías tomadas con apilamiento en Helicon Focus. Recomiendo prestar atención a este programa para aquellos que estén interesados en el procesamiento de fotografías macro: a diferencia del apilamiento con herramientas estándar de Photoshop, en Helicon Focus el procesamiento de imágenes se realiza en modo multiproceso (varias veces más rápido en procesadores multinúcleo), más controlado y adecuado. incluso con configuraciones estándar.
Lista de objetos: 1-3 – cristales de acetilacetonato de cromo(III), 4-6 – cristales de azufre elemental, 7-8 – cristales de cuprato de bisoxalato de potasio hidratado, 9-11 – sulfuro-disulfuro de circonio cristalino, 12 – lima de aguja superficie.
Todas las revisiones de lentes de microscopio estándar RMS con una distancia entre tubos de 160 mm:
Ópticas modernas de fabricantes chinos:
- Revisión de la lente de bajo aumento 2/0.05 160/- (sin nombre, China). Problemas de construcción de lentes de bajo aumento para microscopios.
- 4x0.1 160/0.17 acromático (China, sin nombre)
- Óptica microscópica en una cámara. Revisión de la lente del microscopio Plan 4x0.1 160/0.17 (China, sin nombre)
- 10x0.25 160/0.17 acromático (China, sin nombre) - modificación y prueba
- Revisión de la lente del microscopio Planachrom Plan 20x0.4 160/0.17 (sin nombre, China)
Reseñas de lentes soviéticas para microscopios:
- LOMO Epi 9x0.2 (adaptado)
- LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modificación y prueba
- Revisión de la lente de microscopio acromático LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)
Hallazgos
Simple moderno sin nombre 10×0.25 – una buena solución económica que justifica plenamente su coste. La lente no está exenta de inconvenientes: el diseño óptico simple no controla bien el esferocromatismo, la reducción extrema del costo ha llevado a la pérdida de protección contra la luz y, como consecuencia, a la pérdida de contraste de la imagen cuando se usa "tal cual". Sin embargo, las deficiencias de la lente son bastante corregibles y, después de una simple modificación, la lente definitivamente puede reemplazar por completo todo tipo de lentes acromáticas antiguas y baratas de 8-10x. Es muy probable que una mejora fundamental en la calidad de una lente de 10x sólo pueda lograrse complicando mucho su diseño y utilizando materiales costosos, lo que significa que esta lente de 10×0.25 sin nombre puede considerarse “la mejor entre las peores”. incluso entre algunos lentes más caros.
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