Revisão da lente de alta abertura para o microscópio LOMO 10x0.4 L (OM-33L)

Material especialmente para Radozhiva preparado Rodion Eshmakov.

A lente LOMO 10×0.4 L é uma lente acromática de alta abertura e baixa ampliação projetada para equipar microscópios fluorescentes (letra L na marcação). A lente é totalmente compatível com microscópios convencionais do padrão RMS com distância do tubo de 160 mm, porém, há uma série de nuances na sua utilização, que serão discutidas neste artigo. Sobre o que é a óptica do microscópio, como usá-la para fotografia e que linguagem falam sobre ela, escrito aqui.

especificações:

Design óptico – 7 lentes em 4 grupos, não utiliza óculos especiais no design óptico;

Tipo de correção – acromática;
Distância do tubo – 160 mm;
Fator de ampliação – 10x;
Abertura numérica – 0.4;
Cromatismo lateral (aumentar cromatismo) – 1%;
Distância focal (comprimento do tubo ÷ ampliação) – 16 mm;
Abertura relativa – ~F/1.2;
O tamanho estimado do campo de imagem é de 18 mm;
Distância parfocal – 45 mm;
Distância de trabalho – 3.08 mm;
Vidro de cobertura – 0.17 mm, K14 (H-K7);
É necessária imersão - não;
Tipo de montagem – padrão RMS (rosca 4/5” x 1/36”);
Características - lente microscópica, não possui diafragma de íris e mecanismo de foco.

Construção da lente

LOMO 10×0.4 L é feito de um corpo de latão cromado brilhante e é visualmente semelhante a microlentes bastante grandes de alta ampliação. Ao contrário dos pequenos acromáticos padrão de baixa ampliação, como LOMO 8×0.2 ou 10×0.25, este possui uma capa removível, sob a qual você pode encontrar 4 orifícios para ajuste. A essência deste processo é centralizar o segundo componente da lente em relação aos outros, deslocando-o na lente montada usando agulhas através de orifícios no corpo, enquanto é adicionalmente possível girar independentemente os componentes frontal e último da lente. Idealmente, a lente deve ser ajustada na fábrica uma vez, os orifícios devem ser preenchidos com selante e ninguém mais deve entrar lá. Na dura realidade, uma lente de 1 anos provavelmente já foi adulterada e a montagem de fábrica poderia ter sido feita com bastante estilo Planta Izyumsky, então o grande problema dessa lente é que, após a compra, muito provavelmente ela terá que ser ajustada, o que não é fácil, trabalhoso e requer alguma experiência. Minha lente revelou-se problemática e tive que tentar “trazê-la para a operação normal”, o que teve sucesso apenas parcial: embora eu tenha conseguido superar completamente o coma no eixo, um astigmatismo pequeno, mas perceptível, permaneceu na abertura total.

Outra desvantagem da lente está relacionada ao seu design, que inclui 3 elementos colados: há informações de que a LOMO 10×0.4 L muitas vezes sofre com aderência nas lentes, por isso é importante inspecioná-la cuidadosamente antes de comprar.

A distância de trabalho da LOMO 10×0.4 L é significativamente menor em comparação com outras lentes 8-10x e é de 3 mm. Para efeito de comparação: a distância de trabalho do LOMO Plan 9×0.2 é de quase 14 mm! A distância de trabalho influencia muito a facilidade de uso da lente para observações e disparos sob luz refletida com iluminação lateral. Na verdade, 3 mm ainda é aceitável, mas em comparação com 9×0.2 Epi Ainda existem alguns inconvenientes.

Uma característica interessante do LOMO 10×0.4 L é a presença de um revestimento anti-reflexo em todas as superfícies vidro-ar, e o anti-reflexo tem um destaque amarelo, e não violeta - típico da óptica para o espectro visível. Acontece que essa escolha do revestimento se deve ao fato da lente ser utilizada em sistemas onde a iluminação com luz ultravioleta é realizada diretamente através da lente - e é o revestimento com destaque amarelo que dá transmissão máxima no violeta. parte do espectro.

O limite de transmissão de comprimento de onda curto está na região de 330 nm - aparentemente, a lente não usa lentes de sílex pesadas para reduzir a autoluminescência e aumentar a transmitância da radiação UV. Restrições estritas na escolha de materiais ópticos tornam o desenvolvimento de lentes de alta abertura (alta abertura) uma tarefa muito difícil e, portanto, a LOMO 10x0.4 L possui até 7 lentes no design óptico (um típico tipo acromático 8x0.2 L). 4 - 10 lentes). A questão da qualidade óptica, claro, permanece - afinal, a lente não utiliza vidros de baixa dispersão (coroas especiais, de fosfato e de fosfato pesado), que são muito úteis para esse tipo de óptica. Mas mesmo abstraindo da qualidade da imagem, já podemos tirar uma conclusão definitiva de que a LOMO 0.4×XNUMX L é um brinquedo extremamente “para todos” pela dificuldade de encontrar um bom exemplar, bem como pela curta distância de trabalho. Se for sobre qualidade LOMO Epi 9×0.2 Embora possamos dizer com certeza que após a adaptação ela terá uma enorme vantagem sobre a usual 8×0.2 ou LOMO Plan 9×0.2, o mesmo não pode ser dito sobre esta lente.

Propriedades ópticas

Para ser sincero, a LOMO 10×0.4 L é provavelmente a campeã em número de aberrações entre as lentes 10x. Com sua enorme abertura numérica de 0.4, a lente possui o mesmo enorme nível de aberrações esferocromáticas, razão pela qual, apesar da boa resolução, o contorno e o contraste geral da lente são simplesmente terríveis. A curvatura do campo da imagem, assim como o astigmatismo, também são terríveis em sua magnitude. O nível de cromatismo lateral é muito alto - a lente foi projetada para uso com oculares de compensação. Embora, em comparação com muitas lentes APO soviéticas, a cromaticidade ainda seja tolerável.

É claro que inicialmente não tive ilusões sobre a qualidade óptica e, portanto, uma possível solução para o problema foi preparada antecipadamente na forma de diafragmas de abertura de tamanho fixo para instalação imediatamente após a lente traseira da lente. Este posicionamento do diafragma é muito típico da óptica de microscópios. Utilizando impressão 3D, foram feitas 3 aberturas: 11.5 mm, 8 mm e 5.7 mm.

O ponto principal da manipulação é que se a abertura de uma lente de alta abertura com forte esferocromatismo for limitada, muitas vezes é possível obter melhor qualidade de imagem em comparação com uma lente mais simples com a mesma abertura. Em outras palavras, ter uma solução antiga como Helios-81N 50/2 em F/4 obteremos maior qualidade de imagem em comparação com Industrial-61 LZ 50/2.8 na mesma abertura.

Testes considerando um objeto-micrômetro e um objeto real mostraram que uma abertura de 10 mm é mais adequada para a LOMO 0.4x8 L, transformando-a em uma lente ~10x0.25. Uma abertura maior não permite eliminar o esferocromatismo; uma menor leva a uma forte manifestação de difração. A diafragma não supera o cromatismo lateral, mas pode ser parcialmente corrigido por meio de software.

A seguir estão fotografias de um objeto real em luz transmitida utilizando diferentes aberturas e recorte 100% da área central das imagens. Exposição foi nivelado.

É claramente visível como a abertura da lente tem um efeito benéfico na nitidez e profundidade de campo. Não podemos esquecer que com a abertura a resolução determinada pelo limite de difração também diminui, mas no caso desta lente com sua montagem medíocre, pode ter certeza que não é a difração, mas sim o astigmatismo que limita sua resolução.

Depois de todas essas observações, não ficou claro se havia o menor sentido em torturar essa lente e se ela tinha pelo menos alguma vantagem sobre a simples e compreensível lente acromática. LOMO 9×0.2 Epi. Como se viu, a abertura LOMO 10×0.4 L (D=8 mm) em comparação com a LOMO Epi 9×0.2 acaba sendo significativamente melhor na região central do campo em termos de resolução e nível de aberrações esferocromáticas , o que significa que a franja colorida no caso de usar esta lente problemática terá muito menos impacto na imagem, principalmente ao empilhar.

Quanto às aberrações de campo, uma lente rápida é inferior tanto em termos de curvatura de campo e astigmatismo, quanto em termos de aberrações cromáticas. No entanto, a lente não é pior em cromaticidade lateral do que o novo Plano Chinês 10×0.25 (desta série https://radojuva.com/2024/05/plan-4-x-0-1-micro/). Do ponto de vista da escolha do tamanho do campo de trabalho, a melhor opção é recortar as imagens resultantes no formato 7:6 ou 4:3, tendo em conta a vinheta existente.

Um fato muito significativo a favor da LOMO 10×0.4 L (com abertura de 8 mm) é o bom contraste geral da imagem formada. Apesar do maior número de elementos de lente no design óptico, a lente não se comporta pior do que a LOMO Epi 9×0.2. O revestimento anti-reflexo das lentes e a ausência de problemas óbvios com a proteção contra luz fizeram o seu trabalho.

A seguir estão exemplos de fotos tiradas com uma câmera Sony A7s full frame e uma lente LOMO 10x0.4 L (com abertura de 8 mm) sem usar empilhamento. Algumas das fotos foram cortadas. Descrição dos objetos da foto: 1 – Cloreto de hexaamminnickel(II), cristais octaédricos; 2 – cristais de enxofre elementar obtidos a partir de solução em ciclohexano; 3-5 – cristais de enxofre elementar obtidos pela evaporação de uma gota de solução de enxofre em tolueno sobre vidro; 6 – cristais de enxofre elementar obtidos pela evaporação de uma gota de solução de enxofre em tolueno sobre vidro, polarizadores cruzados; 7 – cristais de enxofre elementar obtidos a partir de solução em clorofórmio; 8 – hidrato de bisoxalatocuprato de potássio; 9-10 – tetraacetato de estanho.

Depois - exemplos de fotos nas mesmas condições, mas usando empilhamento. Objetos na foto: 1 – cloreto de hexaamminníquel(II), cristais octaédricos; 2 – hidrato de biscoxalatocuprato de potássio, cristais lamelares; 3 – cristais ortorrômbicos de enxofre elementar obtidos pela evaporação de uma gota de solução de enxofre em tolueno sobre placa de vidro; 4-5 – cristais de enxofre elementar obtidos a partir de solução em clorofórmio; 6-8 – cristais de enxofre elementar obtidos a partir de solução em ciclohexano (forte dispersão de luz); 9-10 – tetraacetato de estanho.

Bônus: 2 imagens animadas demonstrando a profundidade de campo da LOMO 10x0.4L (abertura de 8mm) pelo link aqui.

Todas as análises de lentes de microscópio padrão RMS com distância de tubo de 160 mm:

Óptica moderna de fabricantes chineses:

• Revisão da lente de baixa ampliação 2/0.05 160/- (sem nome, China). Problemas de construção de lentes de baixa ampliação para microscópios
• 4x0.1 160/0.17 acromático (China, sem nome)
• Óptica microscópica em uma câmera. Revisão da lente do microscópio Plan 4x0.1 160/0.17 (China, sem nome)
• 10x0.25 160/0.17 acromático (China, sem nome) - modificação e teste
• Revisão e teste comparativo de acromático microscópico 20/0.40 160/0.17 (China, sem nome)
• Revisão da lente do microscópio Planachromat Plan 20x0.4 160/0.17 (sem nome, China)

Avaliações de lentes soviéticas para microscópios:

• LOMO Epi 9x0.2 (adaptado)
• LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modificação e teste
• Revisão da lente de microscópio acromática LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)

 

Descobertas

LOMO 10×0.4 L é uma lente problemática com qualidades muito comprometidas. Um espécime de sucesso, somente quando interrompido, é capaz de produzir uma imagem que é superior em certos parâmetros à imagem de lentes soviéticas 8-10x muito baratas e acessíveis e, aparentemente, de algumas lentes chinesas modernas e baratas. Mas ainda assim, a modificação, manutenção e uso desta lente é uma loteria para os entusiastas. Para o uso pretendido - como lente luminescente, para uma parte estreita do espectro - a lente é muito mais adequada do que para uso como lente normal de baixa ampliação.

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