Waarnemen en meten van lenzen met digitale microscopen

Wat is een brekingsindex?

Een brekingsindex wordt aangegeven met een waarde die wordt afgeleid door de lichtsnelheid in lucht te delen door de lichtsnelheid in een stof.
Aangezien de lichtsnelheid varieert al naargelang de stof en de golflengte van het licht, varieert afhankelijk van de stof en de golflengte van het licht ook de brekingsindex. De richting waarin licht afbuigt, kan worden berekend met de wet van Snell.

De wet van Snell (n₁sinα = n₂sinβ)

Brekingsindex 1 (bijv. lucht): n₁
Brekingsindex 2 (bijv. water, glas): n₂
Invalshoek: α
Brekingshoek: β

Wat is dispersie?

Wanneer wit licht door een prisma gaat, verschijnt het lichtspectrum.
Dit fenomeen wordt de dispersie van licht genoemd. Dat doet zich voor omdat de brekingsindex verschilt al naargelang de golflengte van het licht.

De dispersie van optisch glas wordt aangegeven met een waarde die het getal van Abbe (v) wordt genoemd.

Principe en correctie van chromatische aberratie

De brandpuntsafstand van licht met korte golflengten ligt zoals weergegeven in de volgende afbeelding, dicht bij de lens en de brandpuntsafstand van licht met lange golflengten is verder van de lens verwijderd door de dispersie van licht. Wanneer licht met een specifieke golflengte scherp in beeld wordt gebracht, wordt licht met een andere golflengte onscherp, waardoor de kleuren van het beeld vervagen. Dit fenomeen staat bekend als chromatische aberratie.

Wat is sferische aberratie?

Chromatische aberratie ontstaat als gevolg van verschillen in de golflengten van licht. Aberratie komt echter zelfs voor met een enkele kleur en wordt dan monochromatische aberratie genoemd. Een typisch voorbeeld sferische aberratie. Een oppervlak van een bolle lens heeft de vorm van een deel van een bol. Daarom, hoe dichter een punt bij de rand van een lens, hoe groter de invalshoek waardoor de brekingshoek groter wordt. Het fenomeen waarbij de brandpuntpositie verschilt tussen punten dicht bij het lenscentrum en punten verder van het lenscentrum, wordt sferische aberratie genoemd.

Hoe een sferische aberratie te corrigeren

Sferische aberratie kan bijvoorbeeld worden gecompenseerd door een bolle lens te combineren met een holle lens, waarbij de aberratie in de tegenovergestelde richting gaat, of lenzen met verschillende brekingsindices met elkaar te combineren.

Een andere manier om sferische aberratie te compenseren, is het gebruik van asferische lenzen. In plaats van meerdere lenzen met elkaar te combineren, kan de brandpuntsafstand worden gecorrigeerd door het sferische oppervlak aan de lensrand tot een gebogen oppervlak te verwerken, zonder dat daarvoor nog meer lenzen moeten worden toegevoegd.

Lensen (calciumfluoride, CaF2) waarmee chromatische aberratie tot een minimum kan worden beperkt.

Lenzen die zijn gemaakt van fluoriet, worden gebruikt wanneer chromatische aberratie tot een minimum moet worden beperkt.
Fluoriet lenzen die zijn gemaakt van natuurlijk fluoriet, hebben een lage brekingsindex en lage dispersie-eigenschappen, die niet voorkomen in gewone glassoorten.
Bovendien hebben fluoriet lenzen lage dispersie-eigenschappen voor golflengten van licht van rood naar groen, en buitengewone partiële dispersie-eigenschappen die de golflengten van licht sterk verspreiden van groen naar blauw. De digitale microscopen KEYENCE zijn voorzien van fluoriet lenzen die uitstekende beelden met een lage aberratie opleveren.

Voorbeelden van het waarnemen en meten van lenzen met digitale microscopen

Dit zijn de nieuwste voorbeelden van het waarnemen en meten van lenzen met de 4K digitale microscoop van KEYENCE uit de VHX-reeks.

• Downloaden
• Contact / Aanvragen