Инновационные объективы Nikon с линзой Френеля

В объективах Никон используются линзы Френеля, в данной статье рассмотрим, что это такое и какие преимущества это дает для микроскопических исследований.

Что из себя представляет линза Френеля?

Линза Френеля представляет собой оптическую деталь со сложной ступенчатой поверхностью. Она может заменить как сферическую, так и цилиндрическую линзы, а также другие оптические детали, например, призмы, при этом ступени такой линзы могут быть разграничены концентрическими, спиральными или линейными канавками.

На рисунке представлена классическая линза - по сути за преломление лучей отвечает только выпуклая поверхность линзы, а объемная зона внутри нее лишь занимает полезное пространство. Отсекая ее, оставив лишь полезные кусочки с поверхности позволяет уменьшить итоговые размеры объектива, и как следствие, увеличить рабочее расстояние.


Поперечное сечение
(1) линзы Френеля и (2) обычной линзы


Увеличенное рабочее расстояние

Благодаря увеличенному рабочему расстоянию у пользователя появляется возможность помещать на предметный столик более крупные образцы и исследовать глубокие дефекты даже при больших увеличениях.

Коррекция цветовых аберраций

В плане получения высококачественного изображения одним из важных факторов является коррекция цветовых аберраций. Этим свойством также обладают линзы Френеля.

Начнем с рассмотрения, что же подразумевается под цветовыми аберрациями и чем они вредны?

Хроматические (цветовые) аберрации — паразитная дисперсия света, проходящая через оптическую систему. Такое может возникнуть из-за линзы или неправильного преломления света при фотографировании. Хроматическая аберрация ведет к снижению четкости изображения, а иногда также и к появлению на нем цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.

Линзы Френеля решают данную проблему. Для классических собирающих линз работает правило: коротковолновые лучи фокусируются ближе к линзе, длинноволновые – дальше. В случае же с линзой Френеля – наоборот. Коррекция происходит за счет их взаимокомпенсации при использовании сразу обеих линз.
При рассмотрении микрообъектов эта проблема особо существенна, поскольку из-за размытых границ сложно определить точные границы объектов, как визуально, так и с помощью ПО.


В результате получаем чистое изображение без цветовых градиентов на границе, благодаря чему повышается разрешающая способность.

Еще одной особенностью линз Никон – является применение в них технологии Fly-eye. Благодаря особой ячеистой структуре, напоминающей глаз мухи, свет от источника равномерно распределяется по поверхности объекта наблюдения во всем поле зрения, без засветов. При этом можно использовать менее мощные галогеновые осветители, без потери итоговой яркости, и избегая температурных дрейфов.

...

15.03.2022

Рекомендуемые