Масляная иммерсия

[Dushan]

Добрый вечер, всем!

[url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Иммерсия (микроскопия)[/url]

Масляная иммерсия

На готовый высушенный препарат наносят 20-25 мкл монтирующей жидкости
Покрывают препарат обезжиренным покровным стеклом
На покровное стекло наносят каплю иммерсионного масла, и наблюдают с иммерсионным объективом (маркировка — чёрная полоса ближе к фронтальному компоненту).

В википедии русского языка, в описании масляной иммерсии нет вообще упоминания масляного мостика между конденсора и предметного стекла. Оставляя конденсор сухим, сводит оптическую систему к апертуры от не более чем 1.00.

Для чего использовать иммерсионною технику, вообще, в таком случае?

В любом случае, можно использовать дистиллированную воду для преодоления воздушного простора между конденсора и предметного стекла, если объектив является 90/1.25 или числена апертура конденсора 1.2, простой причиной что показатель преломлении воде есть 1.3330.

С уважением

Душан

[Dushan]

Добрый день, всем!

Видимо что нет ответа. К сожалению, я не спрашиваю только случайно. Но только потому что встречался со этой проблемы в большинству странах. Студентов учили только чтобы помешать каплю иммерсионного масла на предметное (т.е. покровное) стекло, затем снизить линзу объектива в нем, и ничего другого.

Например: http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/Labs/Microscope/Oil_Immersion.htm

Забывая что:

"Числовая апертура любой линзы, граничащей с воздухом, не может быть больше 1, так как показатель преломления воздуха равен 1, а угол 'u' не может быть больше 90° (т. е. Sin α).

Апертура конденсора должна соответствовать числовой апертуре объектива. Когда она меньше апертуры объектива, оптические возможности линзы последнего не будут использованы полностью из-за слабости попадающего в нее светового потока.

Помещая иммерсионное масло между верхней линзой конденсора и нижней поверхностью предметного стекла, повышают апертуру конденсора до 1,2 или до 1,4 (зависимо от номинальной числовой апертуре самого конденсора)".

Другими словами, апертура конденсора определяет (т.е. ограничивает) максимальную числовую апертуру оптической системы микроскопа. Именно, если линза конденсора граничащей с воздухом, тогда числовая апертура конденсора не может быть больше 1, следственно числовая апертура объектива не может быть больше 1.

Для меня это полностью непонятно, почему стремить к высокой числовой апертуре и покупать очень дорогих апланатических конденсорах и апохроматических объективов, если на конце, мы не будем использовать числовой апертуре больше чем 1? Причем, одно из их преимуществах, над ахроматическими, является их высокая числовая апертура т.е. их способность разрешать детали лучше без аберрации, но только при их номинальной числовой апертуре.

Не говоря о потребностью к высокой числовой апертуре в микрофотографировании.

С уважением, Душан

[Cocteau]

Здравствуйте, Душан.

Прочитал ваши сообщения и решил еще раз попробовать полностью заполнить апертуру объектива АПО 90/1.30.
Не получилось. Есть у меня конденсоры КОН-3 и ОИ-14. Согласно литературе - это разные конденсоры, но, по оптической конструкции, у меня они братья близнецы (радиусы кривизны измерил сферометром и микрометром)
Не смог осветить, потому как иммерсионное масло стекает с конденсора. Оказалось слой иммерсии должен быть более 3 мм! Естественно масло просто стекает. Чтобы полностью задействовать апертуру конденора нужно использовать предметные стекла не стандартной толщины, а, допустим, 3.5 мм.
Расчет хода лучей подтвердил увиденную мной ситуацию: слой иммерсии должен быть 3.28 мм при толщине предметного стекла 1.1 мм.

[Dushan]

Добрый вечер!

Спасибо для ответ.

Есть у меня конденсоры КОН-3 и ОИ-14. Согласно литературе - это разные конденсоры, но, по оптической конструкции, у меня они братья близнецы (радиусы кривизны измерил сферометром и микрометром)

По теме ОИ-14, нижняя линза конденсора надо будет асферическая, а в КОН-3 сферическая.

Расчет хода лучей подтвердил увиденную мной ситуацию: слой иммерсии должен быть 3.28 мм при толщине предметного стекла 1.1 мм.

К сожалению, у меня нет руководство по использовании на русскому языку, только на английском. Но, слой для иммерсии нужно юстировать, так что расстояние надо будет как указано в руководстве от 0.03 мм до 0.20 мм.

Кроме того, я хотел бы видеть этот расчет.

С уважением

Душан.

Pages 24-25.jpg (278.21 КБ) Просмотров: 19391

[Cocteau]

Как работать с конденсором мне совершенно ясно. Не понятно почему есть такие большие неточности в литературе.

Расчет выполнил по данным конденсора с апертурой 1.2 из книги Панова и Андреева "Оптика микроскопов". Формулы для расчета параксиальных лучей есть на 12 стр. этой же книги

r1=20.7 d1=10 n2=1.5163
r2=-67.97 d2=0.3 n3=1
r3=7.888 d3=11 n4=1.5163
r4=~

S=-300 - расстояние от полевой диафрагмы до первой линзы конденсора

a1=-1/300 h1=1
a2=0.014250936 h2=0.85749063
a3=0.028122192 h3=0.849053972
a4=0.055197551 h4=0.241880903
a5=0.083696047

S'=h4/a5=2.89 - расстояние от последней поверхности конденсора до плоскости изображений при отсутствии предметного стекла. Если есть предметное стекло толщиной 1.1 мм, то воздушный промежуток сокращается на 1.1/1.5163=0.73 мм и становится равным 2.16 мм. Если мы использовать иммерсию между конденсором и предметным стеклом, то ее слой должен быть 2.16*1.515=3.27 мм.

Прежде чем делать расчет на калькуляторе, я сделал его в программе которая выполняет трассировку лучей. Результат одинаковый.

[Dushan]

Не понятно почему есть такие большие неточности в литературе.

Добрый день!

Спасибо большое!

Я считаю, что расхождение скрыто в том, что конденсор КОН-3 NA 1.2 является исправленным для бесконечность, и при использовании в системе освещения Келера он грубо ошибается. На той же странице, в таблице VIII.8, показаны данные остаточные аберрации, когда конденсор используется с иммерсии.

Конечно, я не инженер оптики, только инженер электроники и могу ошибаться.

С уважением, Душан

Panov - Andreev p 0352 c.jpg (1.02 МБ) Просмотров: 19382

[Cocteau]

Аналогичный расчет для случая источника на бесконечности я сделал немного ранее. Там получается слой иммерсии 2.6 мм при толщине предметного стекла 1.1 мм. Улучшение на 0.7 мм, по сравнению с предыдущим вариантом, незначительное.

В этой же книге , чуть дальше, приведена схема конденсора КОН-4, там гораздо лучше: нужен слой иммерсии 1.15 мм.

[Dushan]

Добры вечер!

Иными словами, самое лучшее освещение предмета которые получаем из конденсора КОН-3 сводится на апертуру не более 0,80, а из ОИ-14 не более 0,90. Измерился апертуры обоих конденсоров, сухой. Это побуждает меня разработать новое приспособление для измерения апертуре конденсора с иммерсии.

Конечно, я буду использовать тот же метод, как делался без иммерсии. Получилось что метод является очень аккуратным.

http://www.geocities.ws/dushang2000/Microscopy/Measuring%20Condenser%20NA/Measuring%20NA%20of%20the%20microscope%20Condenser.htm

С уважением Душан

[Dushan]

Добрый день!

Хочу добавить, что забыл сказать ранее. Для получить гомогенное освещение нижней стороне предметного стекла использованием конденсора КОН-3, с максимальной "сухом" апертуре 0.81, расстояние верхней линзы конденсора до нижней поверхности предметного стекла измерено 2.60 мм.

Измерение конденсора КОН-3 сделано с Биолам 70Р2 и ОИ-32 осветителем, не имею осветитель по Келеру для Биолам микроскопов, есть только Zeiss Nf стенд с осветителем по Келеру.

С уважением, Душан

[Cocteau]

Добрый день, Душан.

Прочитал вашу статью. При измерении апертуры конденсоров вы сделали все правильно. Измерение апертуры конденсоров с иммерсией даст, который не будет отличаться от предыдущего. Ваши измерения нужно умножить на показатель преломления иммерсии. Для КОН-3 получите ЧА=0.81*1.515=1.23, для ОИ-14 ЧА=0.93*1.41. Все как и заявлено производителем.