Test de l'objectif à grande ouverture du microscope LOMO 10x0.4 L (OM-33L)

Matériel spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

L'objectif LOMO 10×0.4 L est un achromat à grande ouverture et faible grossissement destiné à équiper les microscopes à fluorescence (lettre L dans le marquage). L'objectif est entièrement compatible avec les microscopes conventionnels de la norme RMS avec une distance entre les tubes de 160 mm. Cependant, son utilisation présente un certain nombre de nuances, qui seront abordées dans cet article. À propos de ce qu'est l'optique du microscope, comment l'utiliser pour la photographie et dans quelle langue on en parle, écrit ici.

Spécifications:

Conception optique – 7 lentilles en 4 groupes, n'utilise pas de lunettes spéciales dans la conception optique ;

Type de correction – achromat ;
Distance des tubes – 160 mm ;
Facteur de grossissement – ​​10x ;
Ouverture numérique – 0.4 ;
Focale - 16 mm;
Ouverture relative – ~F/1.2 ;
La taille estimée du champ d’image est de 18 mm ;
Distance parfocale – 33 mm ;
Distance de travail – 3.08 mm ;
Verre de protection – 0.17 mm, K14 (H-K7) ;
Immersion requise - non ;
Type de montage – norme RMS (filetage 4/5" x 1/36") ;
Caractéristiques - lentille microscopique, ne possède pas de diaphragme à iris ni de mécanisme de mise au point.

Conception de lentille

LOMO 10 × 0.4 L est constitué d'un corps en laiton chromé brillant et ressemble visuellement à des microlentilles à fort grossissement assez grandes. Contrairement aux petits achromates standards à faible grossissement habituels tels que LOMO 8×0.2 ou 10×0.25, celui-ci possède une gaine de corps amovible, sous laquelle vous pouvez trouver 4 trous de réglage. L'essence de ce processus est de centrer le deuxième composant de la lentille par rapport aux autres en le déplaçant dans la lentille assemblée à l'aide d'aiguilles traversant des trous dans le corps, tandis qu'il est en outre possible de faire pivoter indépendamment les composants avant et dernier de la lentille. Idéalement, la lentille devrait être ajustée une fois en usine, les trous devraient être remplis de mastic et personne d'autre ne devrait y entrer. Dans la dure réalité, un objectif vieux de 1 ans a probablement déjà été falsifié, et l'assemblage en usine aurait pu être réalisé avec beaucoup de style. Usine Izioumsky, donc le gros problème de cet objectif est qu'après l'achat, il faudra très probablement l'ajuster, ce qui n'est pas facile, laborieux et demande une certaine expérience. Mon objectif s'est avéré problématique et j'ai dû essayer de le « ramener à un fonctionnement normal », ce qui n'a été que partiellement réussi : alors que j'ai pu surmonter complètement le coma sur l'axe, un petit astigmatisme est resté, mais perceptible à pleine ouverture. .

Un autre inconvénient de l'objectif est lié à sa conception, qui comprend 3 éléments collés : il existe des informations selon lesquelles le LOMO 10×0.4 L souffre souvent de collage dans les objectifs, il est donc important de l'inspecter soigneusement avant de l'acheter.

La distance de travail du LOMO 10×0.4 L est nettement plus petite que celle des autres objectifs 8-10x et est de 3 mm. A titre de comparaison : la distance de travail du LOMO Plan 9×0.2 est de près de 14 mm ! La distance de travail influence grandement la facilité d'utilisation de l'objectif pour les observations et les prises de vue en lumière réfléchie avec un éclairage latéral. En fait, 3 mm reste acceptable, mais en comparaison avec 9×0.2 épi Il y a encore quelques inconvénients.

Une caractéristique intéressante du LOMO 10×0.4 L est la présence d'un revêtement antireflet sur toutes les surfaces verre-air, et l'antireflet a un reflet jaune, et non violet - typique des optiques pour le spectre visible. Il s'avère que ce choix de revêtement est dû au fait que la lentille est utilisée dans des systèmes où l'éclairage par la lumière ultraviolette est effectué directement à travers la lentille - et c'est le revêtement avec une surbrillance jaune qui donne une transmission maximale dans le violet. une partie du spectre.

La limite de transmission des longueurs d'onde courtes est de l'ordre de 330 nm - apparemment, la lentille n'utilise pas de lentilles en silex lourdes pour réduire l'autoluminescence et augmenter la transmission du rayonnement UV. Des restrictions strictes sur le choix des matériaux optiques rendent le développement d'objectifs à grande ouverture (haute ouverture) une tâche très difficile, et donc LOMO 10x0.4 L a jusqu'à 7 lentilles dans la conception optique (un type achromat typique 8x0.2. 4 à 10 lentilles). La question de la qualité optique demeure bien sûr - après tout, la lentille n'utilise pas de verre à faible dispersion (couronnes spéciales, phosphate et phosphate lourd), qui sont très utiles pour de telles optiques. Mais même en faisant abstraction de la qualité de l'image, on peut déjà tirer une conclusion définitive que le LOMO 0.4×XNUMX L est un jouet extrêmement « pour tout le monde » en raison de la difficulté d'en trouver une bonne copie, ainsi que de la courte distance de travail. Si à propos de la qualité LOMO Épi 9×0.2 Si l'on peut certainement affirmer qu'après adaptation, il aura un énorme avantage par rapport au 8×0.2 habituel ou au LOMO Plan 9×0.2, on ne peut pas en dire autant de cet objectif.

Propriétés optiques

Pour être honnête, le LOMO 10×0.4 L est probablement le champion en termes de nombre d’aberrations parmi les objectifs 10x. Avec son énorme ouverture numérique de 0.4, l'objectif présente le même niveau énorme d'aberrations sphérochromatiques, c'est pourquoi, malgré une bonne résolution, le contour et le contraste global de l'objectif sont tout simplement terribles. La courbure du champ de l'image, ainsi que l'astigmatisme, sont également terribles par leur ampleur. Le niveau de chromatisme latéral est très élevé - l'objectif est conçu pour être utilisé avec des oculaires de compensation. Cependant, en comparaison avec de nombreux objectifs APO soviétiques, la chromaticité reste tolérable.

Bien entendu, au départ, je ne me faisais aucune illusion sur la qualité optique et c'est pourquoi une solution possible au problème a été préparée à l'avance sous la forme de diaphragmes à ouverture de taille fixe à installer immédiatement après la lentille arrière de l'objectif. Ce positionnement du diaphragme est très typique pour l'optique des microscopes. Grâce à l'impression 3D, 3 ouvertures ont été réalisées : 11.5 mm, 8 mm et 5.7 mm.

Le point principal de la manipulation est que si l'ouverture d'un objectif à grande ouverture avec un fort sphérochromatisme est limitée, il est souvent possible d'obtenir une meilleure qualité d'image par rapport à un objectif plus simple avec la même ouverture. En d'autres termes, avoir une vieille solution comme Hélios-81N 50/2 à F/4, nous obtiendrons une qualité d'image supérieure à celle Industar-61 LZ50/2.8 à la même ouverture.

Des tests en considérant un objet-micromètre et un objet réel ont montré qu'une ouverture de 10 mm est la mieux adaptée au LOMO 0.4x8 L, le transformant en un objectif ~ 10x0.25. Une ouverture plus grande ne permet pas de se débarrasser du sphérochromatisme, une ouverture plus petite conduit à une forte manifestation de diffraction. Le diaphragme ne permet pas de vaincre le chromatisme latéral, mais il peut être partiellement corrigé à l'aide d'un logiciel.

Ce qui suit sont des photographies d'un objet réel en lumière transmise utilisant différentes ouvertures et un recadrage à 100 % de la zone centrale des images. Экспозиция a été nivelé.

Il est clairement visible comment l'ouverture de l'objectif a un effet bénéfique sur la netteté et la profondeur du champ. Il ne faut pas oublier qu'avec l'ouverture, la résolution déterminée par la limite de diffraction diminue également, mais dans le cas de cet objectif au montage médiocre, soyez assuré que ce n'est pas la diffraction, mais l'astigmatisme qui limite sa résolution.

Après toutes ces observations, il est devenu difficile de savoir s'il était utile de torturer cet objectif et s'il présentait au moins un avantage par rapport à l'achromat simple et compréhensible. LOMO 9×0.2 Épi. Il s'est avéré que l'ouverture LOMO 10×0.4 L (D=8 mm) par rapport à la LOMO Epi 9×0.2 s'avère nettement meilleure dans la région centrale du champ en termes de résolution et de niveau d'aberrations sphérochromatiques. , ce qui signifie que les franges colorées dans le cas de l'utilisation de cet objectif problématique auront beaucoup moins d'impact sur l'image, notamment lors de l'empilement.

Quant aux aberrations de champ, un objectif rapide est inférieur tant en termes de courbure de champ et d'astigmatisme qu'en termes d'aberrations chromatiques. Néanmoins, l'objectif n'est au moins pas pire en chromaticité latérale que le nouveau Plan chinois 10×0.25 (de cette série https://radojuva.com/2024/05/plan-4-x-0-1-micro/). Du point de vue du choix de la taille du champ de travail, la meilleure option est de recadrer les images obtenues au format 7:6 ou 4:3, en tenant compte de la vignette existante.

Un fait très significatif en faveur du LOMO 10×0.4 L (avec une ouverture de 8 mm) est le bon contraste global de l'image formée. Malgré le plus grand nombre d'éléments de lentille dans la conception optique, l'objectif ne se comporte absolument pas pire que le LOMO Epi 9×0.2. Le revêtement antireflet des lentilles et l'absence de problèmes évidents de protection contre la lumière ont fait leur travail.

Voici des exemples de photos prises avec un appareil photo Sony A7s plein format et un objectif LOMO 10x0.4 L (avec une ouverture de 8 mm) sans utiliser d'empilement. Certaines photos ont été rognées. Description des objets sur la photo : 1 – Chlorure d'hexaamminnickel(II), cristaux octaédriques ; 2 – cristaux de soufre élémentaire obtenus à partir d'une solution dans le cyclohexane ; 3-5 – cristaux de soufre élémentaire obtenus en évaporant une goutte d'une solution de soufre dans le toluène sur du verre ; 6 – cristaux de soufre élémentaire obtenus par évaporation d'une goutte d'une solution de soufre dans le toluène sur du verre, polariseurs croisés ; 7 – cristaux de soufre élémentaire obtenus à partir d'une solution dans le chloroforme ; 8 – bisoxalatocuprate de potassium hydraté ; 9-10 – tétraacétate d'étain.

Ensuite - des exemples de photos dans les mêmes conditions, mais en utilisant l'empilage. Objets sur la photo : 1 – chlorure d'hexaamminnickel(II), cristaux octaédriques ; 2 – biscoxalatocuprate de potassium hydraté, cristaux lamellaires ; 3 – cristaux orthorhombiques de soufre élémentaire obtenus par évaporation d'une goutte d'une solution de soufre dans le toluène sur une plaque de verre ; 4-5 – cristaux de soufre élémentaire obtenus à partir d'une solution dans le chloroforme ; 6-8 – cristaux de soufre élémentaire obtenus à partir d'une solution dans le cyclohexane (forte dispersion lumineuse) ; 9-10 – tétraacétate d'étain.

Bonus : 2 images animées démontrant la profondeur de champ du LOMO 10x0.4L (ouverture 8mm) sur le lien ici.

Tous les avis sur les objectifs de microscope standard RMS avec une distance de tube finie (160-190 mm) :

Optique moderne des fabricants chinois :

1. Test de l'objectif faible grossissement 2/0.05 160/- (sans nom, Chine). Problèmes de construction de lentilles à faible grossissement pour microscopes
2. 4x0.1 160/0.17 achromat (Chine, sans nom)
3. Optique microscopique sur une caméra. Examen de l'objectif de microscope Plan 4x0.1 160/0.17 (Chine, sans nom)
4. 10x0.25 160/0.17 achromat (Chine, sans nom) - modification et test
5. Revue et test comparatif de l'achromat microscopique 20/0.40 160/0.17 (Chine, sans nom)
6. Examen de l'objectif du microscope Planachromat Plan 20x0.4 160/0.17 (sans nom, Chine)

Avis sur les lentilles soviétiques pour microscopes :

1. Objectifs de microscope 3.7x0.11 (OM-12), 4.7x0.11 (LOMO, Progress) : revue et test
2. Revue et test du microscope achromatique LOMO M42 8x0.2
3. Examen, analyse et grand test comparatif des lentilles de microscope LOMO Plan 9x0.20 et 10x0.20 (OM-2)
4. Progress 9×0.20 190-P (OM-13P)
5. LOMO Epi 9x0.2 (OE-9, adapté)
6. LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modification et test
7. Revue et test de l'achromat microscopique OM-27 20x0.4 (Progrès)
8. Examen de l'objectif du microscope achromatique LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)

Verres Carl Zeiss :

1. Carl Zeiss Jena Semiplan 3.2/0.10 160/- (DIN)
2. Carl Zeiss Jena 10/0.30 160/-
3. Carl Zeiss Jena 40/0,65 160/0,17 (DIN)

Lentilles d'autres fabricants :

1. Lambda 10/0,25 160/-

 

résultats

LOMO 10×0.4 L est un objectif problématique aux qualités très compromises. Un spécimen réussi, seulement lorsqu'il est arrêté, est capable de produire une image supérieure dans certains paramètres à l'image d'objectifs soviétiques 8-10x très bon marché et abordables et, apparemment, de certains objectifs chinois modernes bon marché. Mais quand même, la modification, l'entretien et l'utilisation de cet objectif sont une loterie pour les passionnés. Pour son utilisation prévue - comme lentille luminescente, pour une partie étroite du spectre - la lentille est bien mieux adaptée que pour une utilisation comme lentille ordinaire à faible grossissement.

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