Herziening van de lens met groot diafragma voor de LOMO 10x0.4 L microscoop (OM-33L)

Materiaal speciaal voor Radozhiva bereid Rodion Eshmakov.

De LOMO 10×0.4 L-lens is een achromat met een grote opening en een lage vergroting, ontworpen voor het uitrusten van fluorescentiemicroscopen (letter L in de markering). De lens is volledig compatibel met conventionele microscopen van de RMS-standaard met een buisafstand van 160 mm, er zijn echter een aantal nuances bij het gebruik ervan, die in dit artikel worden besproken. Over wat microscoopoptiek is, hoe je het kunt gebruiken voor fotografie en welke taal ze erover spreken, hier geschreven.

Specificaties:

Optisch ontwerp – 7 lenzen in 4 groepen, maakt geen gebruik van speciale glazen in het optische ontwerp;

Type correctie – achromat;
Buisafstand – 160 mm;
Vergrotingsfactor – 10x;
Numeriek diafragma – 0.4;
Lateraal chromatisme (verhoog chromatisme) – 1%;
Brandpuntsafstand (buislengte ÷ vergroting) – 16 mm;
Relatief diafragma – ~F/1.2;
De geschatte beeldveldgrootte is 18 mm;
Parfocale afstand – 45 mm;
Werkafstand – 3.08 mm;
Afdekglas – 0.17 mm, K14 (H-K7);
Onderdompeling vereist - nee;
Montagetype – RMS-standaard (4/5” x 1/36” draad);
Kenmerken - microscopische lens, heeft geen irisdiafragma en een focusmechanisme.

Lens constructie

LOMO 10×0.4 L is gemaakt van een glanzende verchroomde messing behuizing en is visueel vergelijkbaar met vrij grote microlenzen met een hoge vergroting. In tegenstelling tot de gebruikelijke kleine standaard achromaten met lage vergroting zoals LOMO 8×0.2 of 10×0.25, heeft deze een afneembaar bodyjack, waaronder 4 gaten voor aanpassing. De essentie van dit proces is het centreren van de tweede lenscomponent van de lens ten opzichte van de andere door deze met behulp van naalden in de samengestelde lens door gaten in het lichaam te verplaatsen, terwijl het bovendien mogelijk is om de voorste en laatste lenscomponenten onafhankelijk van elkaar te roteren. Idealiter zou de lens eenmalig in de fabriek moeten worden afgesteld, de gaten moeten worden gevuld met kit en er mag niemand anders in komen. In de harde realiteit is er waarschijnlijk al met een 1 jaar oude lens geknoeid en had de fabrieksmontage behoorlijk in stijl kunnen plaatsvinden Izyumsky-plantHet grote probleem met deze lens is dus dat deze na aankoop hoogstwaarschijnlijk aangepast zal moeten worden, wat niet eenvoudig en nauwgezet is en enige ervaring vereist. Mijn lens bleek problematisch en ik moest proberen hem ‘naar normale werking te brengen’, wat slechts gedeeltelijk lukte: terwijl ik de coma op de as volledig kon overwinnen, bleef er bij volle opening een klein maar merkbaar astigmatisme bestaan.

Een ander nadeel van de lens heeft te maken met het ontwerp, dat uit 3 gelijmde elementen bestaat: er is informatie dat de LOMO 10×0.4 L vaak last heeft van vastplakken in de lenzen, dus het is belangrijk om hem zorgvuldig te inspecteren voordat je hem aanschaft.

De werkafstand van LOMO 10×0.4 L is aanzienlijk kleiner in vergelijking met andere 8-10x lenzen en bedraagt ​​3 mm. Ter vergelijking: de werkafstand van LOMO Plan 9×0.2 is bijna 14 mm! De werkafstand heeft grote invloed op het gebruiksgemak van de lens voor observatie en fotograferen bij gereflecteerd licht met zijverlichting. In feite is 3 mm nog steeds acceptabel, maar in vergelijking met 9×0.2 epi Er zijn nog wel wat ongemakken.

Een leuk kenmerk van LOMO 10×0.4 L is de aanwezigheid van een antireflectiecoating op alle glas-luchtoppervlakken, en de antireflectie heeft een geel hoogtepunt, en niet een violette - typisch voor optica voor het zichtbare spectrum. Het blijkt dat deze coatingkeuze te wijten is aan het feit dat de lens wordt gebruikt in systemen waar verlichting met ultraviolet licht rechtstreeks door de lens wordt uitgevoerd - en het is de coating met een gele glans die maximale transmissie in het violet geeft. deel van het spectrum.

De transmissielimiet voor de korte golflengte ligt in de buurt van 330 nm - blijkbaar gebruikt de lens geen zware vuurstenen lenzen om de zelfluminescentie te verminderen en de transmissie van UV-straling te vergroten. Strikte beperkingen op de keuze van optische materialen maken de ontwikkeling van lenzen met een hoge opening (high-aperture) tot een zeer moeilijke taak, en daarom heeft LOMO 10x0.4 L maar liefst 7 lenzen in het optische ontwerp (een typisch achromatisch type 8x0.2 L). 4 - 10 lenzen). De kwestie van de optische kwaliteit blijft natuurlijk bestaan: de lens maakt immers geen gebruik van glas met lage dispersie (speciale, fosfaat- en zware fosfaatkronen), wat erg handig is voor dergelijke optica. Maar zelfs als we abstractie maken van de beeldkwaliteit, kunnen we al de definitieve conclusie trekken dat de LOMO 0.4×XNUMX L speelgoed is dat uitermate “voor iedereen” is vanwege de moeilijkheid om een ​​goed exemplaar te vinden, evenals de korte werkafstand. Als het om kwaliteit gaat LOMO Epi 9×0.2 Hoewel we zeker kunnen zeggen dat het na aanpassing een enorm voordeel zal hebben ten opzichte van de gebruikelijke 8×0.2 of LOMO Plan 9×0.2, kan hetzelfde niet gezegd worden over deze lens.

Optische eigenschappen

Eerlijk gezegd is de LOMO 10×0.4 L waarschijnlijk de kampioen wat betreft het aantal aberraties onder 10x lenzen. Met zijn enorme numerieke diafragma van 0.4 heeft de lens hetzelfde enorme niveau aan sferochromatische aberraties. Daarom zijn, ondanks de goede resolutie, de contouren en het algehele contrast van de lens gewoonweg verschrikkelijk. De kromming van het beeldveld en het astigmatisme zijn ook verschrikkelijk in hun omvang. Het niveau van laterale chromatiek is zeer hoog - de lens is ontworpen voor gebruik met compensatieoculairs. Hoewel, in vergelijking met veel Sovjet-APO-lenzen, de kleurkwaliteit nog steeds acceptabel is.

Natuurlijk had ik aanvankelijk geen illusies over de optische kwaliteit, en daarom werd van tevoren een mogelijke oplossing voor het probleem voorbereid in de vorm van diafragma's met een vaste maatopening die onmiddellijk na de achterste lens van de lens konden worden geïnstalleerd. Deze positionering van het diafragma is zeer typerend voor microscoopoptiek. Met behulp van 3D-printen zijn er 3 openingen gemaakt: 11.5 mm, 8 mm en 5.7 mm.

Het belangrijkste punt van de manipulatie is dat als het diafragma van een lens met een groot diafragma en sterk sferochromatisme beperkt is, het vaak mogelijk is om een ​​betere beeldkwaliteit te verkrijgen in vergelijking met een eenvoudiger lens met hetzelfde diafragma. Met andere woorden, een oude oplossing hebben zoals Helios-81N 50/2 bij F/4 krijgen we een hogere beeldkwaliteit vergeleken met Industar-61 LZ 50/2.8 bij hetzelfde diafragma.

Uit testen met een objectmicrometer en een echt object bleek dat een diafragma van 10 mm het meest geschikt is voor de LOMO 0.4x8 L, waardoor deze in een ~10x0.25 lens verandert. Met een groter diafragma kun je niet van sferochromatisme afkomen, een kleiner diafragma leidt tot een sterke manifestatie van diffractie. Diafragmeren overwint lateraal chromatisme niet, maar kan gedeeltelijk worden gecorrigeerd met behulp van software.

Hieronder volgen foto's van een echt object in doorvallend licht met verschillende diafragma's en 100% uitsnede van het centrale gedeelte van de afbeeldingen. blootstelling werd genivelleerd.

Duidelijk zichtbaar is hoe lensopening een gunstig effect heeft op de veldscherpte en scherptediepte. We mogen niet vergeten dat met het diafragma ook de resolutie die wordt bepaald door de diffractielimiet afneemt, maar in het geval van deze lens met zijn middelmatige montage kun je er zeker van zijn dat het geen diffractie is, maar astigmatisme dat de resolutie beperkt.

Na al deze observaties werd het onduidelijk of het ook maar het minste nut had om deze lens te martelen en of deze op zijn minst enig voordeel had ten opzichte van de eenvoudige en begrijpelijke achromatische lens. LOMO 9×0.2 Epi. Het bleek dat het diafragma LOMO 10×0.4 L (D=8 mm) in vergelijking met de LOMO Epi 9×0.2 aanzienlijk beter blijkt te zijn in het centrale gebied van het veld in termen van resolutie en het niveau van sferochromatische aberraties , wat betekent dat gekleurde randen bij gebruik van deze problematische lens veel minder impact zullen hebben op het beeld, vooral bij het stapelen.

Wat veldafwijkingen betreft, is een snelle lens inferieur, zowel wat betreft veldkromming en astigmatisme, als wat betreft chromatische aberraties. Niettemin is de lens qua laterale kleurkwaliteit in ieder geval niet slechter dan de nieuwe Chinese Plan 10×0.25 (uit deze https://radojuva.com/2024/05/plan-4-x-0-1-micro/ series). Vanuit het oogpunt van het kiezen van de grootte van het werkveld is de beste optie om de resulterende afbeeldingen bij te snijden naar een 7:6- of 4:3-formaat, rekening houdend met het bestaande vignet.

Een zeer belangrijk feit ten gunste van de LOMO 10×0.4 L (met een diafragma van 8 mm) is het goede algehele contrast van het gevormde beeld. Ondanks het grotere aantal lenselementen in het optische ontwerp gedraagt ​​de lens zich absoluut niet slechter dan de LOMO Epi 9×0.2. De antireflectiecoating van de lenzen en het ontbreken van duidelijke problemen met lichtbescherming deden hun werk.

Hieronder volgen voorbeelden van foto's gemaakt met een full-frame Sony A7s-camera en een LOMO 10x0.4 L-lens (met een diafragma van 8 mm) zonder gebruik te maken van stapeling. Sommige foto's zijn bijgesneden. Beschrijving van objecten op de foto: 1 – Hexaamminnikkel(II)chloride, octaëdrische kristallen; 2 – elementaire zwavelkristallen verkregen uit een oplossing in cyclohexaan; 3-5 – kristallen van elementaire zwavel verkregen door het verdampen van een druppel zwaveloplossing in tolueen op glas; 6 – kristallen van elementaire zwavel verkregen door het verdampen van een druppel van een oplossing van zwavel in tolueen op glas, gekruiste polarisatoren; 7 – elementaire zwavelkristallen verkregen uit een oplossing in chloroform; 8 – kaliumbisoxalatocupraathydraat; 9-10 – tinttetraacetaat.

Vervolgens - voorbeelden van foto's onder dezelfde omstandigheden, maar met stapeling. Voorwerpen op de foto: 1 – hexaamminnikkel(II)chloride, octaëdrische kristallen; 2 – kaliumbiscoxalatocupraathydraat, lamellaire kristallen; 3 – orthorhombische kristallen van elementaire zwavel verkregen door het verdampen van een druppel zwaveloplossing in tolueen op een glasplaat; 4-5 – elementaire zwavelkristallen verkregen uit een oplossing in chloroform; 6-8 – elementaire zwavelkristallen verkregen uit een oplossing in cyclohexaan (sterke lichtverstrooiing); 9-10 – tinttetraacetaat.

Bonus: 2 geanimeerde afbeeldingen die de scherptediepte van de LOMO 10x0.4L (8 mm diafragma) demonstreren via de link hier.

Alle reviews van RMS standaard microscooplenzen met een buisafstand van 160 mm:

Moderne optica van Chinese fabrikanten:

• Review van de lens met lage vergroting 2/0.05 160/- (geen naam, China). Problemen bij het construeren van lenzen met een lage vergroting voor microscopen
• 4x0.1 160/0.17 achromat (China, geen naam)
• Microscopische optica op een camera. Review van microscooplens Plan 4x0.1 160/0.17 (China, geen naam)
• 10x0.25 160/0.17 achromat (China, geen naam) - modificatie en test
• Review van de Planachromat-microscooplens Plan 20x0.4 160/0.17 (geen naam, China)

Recensies van Sovjet-lenzen voor microscopen:

• LOMO Epi 9x0.2 (aangepast)
• LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modificatie en test
• Herziening van achromatische microscooplens LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)

 

Bevindingen

LOMO 10×0.4 L is een problematische lens met zeer gecompromitteerde eigenschappen. Een succesvol exemplaar kan, alleen wanneer het wordt gestopt, een beeld produceren dat in bepaalde parameters superieur is aan het beeld van zeer goedkope en betaalbare Sovjet 8-10x-lenzen en, blijkbaar, enkele moderne goedkope Chinese lenzen. Maar toch is het aanpassen, onderhouden en gebruiken van deze lens een loterij voor liefhebbers. Voor het beoogde gebruik - als lichtgevende lens, voor een smal deel van het spectrum - is de lens veel beter geschikt dan voor gebruik als gewone lens met lage vergroting.

U vindt meer beoordelingen van lezers van Radozhiva hier.