Użycie mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów soczewek

Co to jest współczynnik załamania światła?

Współczynnik załamania światła jest wyrażany za pomocą wartości uzyskanej przez podzielenie prędkości światła w powietrzu przez prędkość światła w materii.
Ponieważ prędkość światła zmienia się w zależności od materii i długości fali światła, współczynnik załamania światła również zmienia się w zależności od materii i długości fali światła. Kierunek, w którym odbija się światło, można obliczyć za pomocą prawa Snelliusa.

Prawo Snelliusa (n₁sinα = n₂sinβ)

Współczynnik refrakcji 1 (np. powietrze): n₁
Współczynnik refrakcji 2 (np. woda, szkło): n₂
Kąt padania: α
Kąt refrakcji: β

Czym jest dyspersja?

Gdy białe światło przechodzi przez pryzmat, pojawia się widmo światła.
Zjawisko to nazywane jest dyspersją światła. Dzieje się tak, ponieważ współczynnik załamania światła różni się w zależności od długości fali światła.

Dyspersja szkła optycznego jest wyrażana za pomocą wartości zwanej liczbą Abbego (v).

Zasada i korekcja aberracji chromatycznej

Jak pokazano na poniższym rysunku, ognisko światła o krótkiej długości fali znajduje się blisko soczewki, a światło o długiej długości fali znajduje się dalej od soczewki ze względu na dyspersję światła. Gdy światło o określonej długości fali jest skupione, światło o innych długościach fal staje się nieostre, co powoduje rozmycie kolorów obrazu. Zjawisko to znane jest jako aberracja chromatyczna.

Czym jest aberracja sferyczna?

Aberracja chromatyczna występuje z powodu różnic w długości fal światła. Jednakże aberracja występuje nawet w przypadku pojedynczego koloru, zwana jest wówczas aberracją monochromatyczną. Typowym przykładem jest aberracja sferyczna. Wypukła powierzchnia soczewki ma kształt wycinka kuli. Dlatego im bliżej krawędzi soczewki znajduje się punkt, tym większy jest kąt padania, co z kolei zwiększa kąt załamania. Zjawisko, w którym położenie ogniskowej różni się między punktami znajdującymi się blisko środka soczewki i punktami znajdującymi się dalej od środka soczewki, nazywane jest aberracją sferyczną.

Jak skorygować aberrację sferyczną

Aberrację sferyczną można zniwelować, na przykład łącząc soczewkę wypukłą z soczewką wklęsłą, która ma aberrację w przeciwnym kierunku, lub łącząc soczewki o różnych współczynnikach załamania światła.

Inną metodą kompensacji aberracji sferycznej jest zastosowanie soczewek asferycznych. Zamiast łączenia wielu soczewek, powierzchnia sferyczna na krawędzi soczewki jest przetwarzana jako powierzchnia zakrzywiona, co pozwala skorygować położenie ogniskowej bez zwiększania liczby soczewek.

Soczewki fluorytowe (fluorek wapnia, CaF2) minimalizujące aberrację chromatyczną

W przypadku konieczności zminimalizowania aberracji chromatycznej stosuje się soczewki wykonane z fluorytu.
Soczewki wykonane z naturalnego fluorytu mają niski współczynnik załamania światła i niskie właściwości dyspersyjne, których nie można znaleźć w zwykłych rodzajach szkła.
Dodatkowo, soczewki fluorytowe mają niskie właściwości dyspersyjne dla długości fal światła od czerwonego do zielonego i nadzwyczajne właściwości częściowej dyspersji, które znacznie rozpraszają długości fal światła od zielonego do niebieskiego. Mikroskopy cyfrowe KEYENCE wykorzystują soczewki fluorytowe, dzięki czemu zapewniają doskonałe obrazy o niskiej aberracji.

Przykłady użycia mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów soczewek

Oto najnowsze przykłady użycia mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX firmy KEYENCE do przeprowadzania obserwacji i pomiarów soczewek.

• Pobierz
• Kontakt / Zapytania