لنز شیئی میکروسکوپ

ویژگی‌های فنی لنز شیئی میکروسکوپ

گشادگی عددی (Numerical Aperture NA)

گشادگی عددی یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های لنز شیئی است که قابلیت تفکیک (رزولوشن) و توانایی جمع‌آوری نور لنز را تعیین می‌کند. NA بالاتر به معنای رزولوشن بهتر و تصویر روشن‌تر است. این پارامتر با فرمول n sin(θ) محاسبه می‌شود که در آن n ضریب شکست محیط بین لنز و نمونه (هوا، آب، روغن) و θ نصف زاویه مخروطی نوری است که لنز قادر به جمع‌آوری آن است. برای نمونه‌های خشک، حداکثر NA معمولاً در حدود 0.95 است، در حالی که برای لنزهای ایمرژن روغنی می‌تواند به 1.40 یا حتی 1.65 برسد.

بزرگنمایی (Magnification)

بزرگنمایی لنز شیئی نشان‌دهنده نسبت اندازه تصویر تولید شده توسط لنز به اندازه واقعی نمونه است. این مقدار معمولاً روی بدنه لنز حک شده و در ترکیب با بزرگنمایی چشمی، بزرگنمایی کل سیستم میکروسکوپ را تعیین می‌کند. لنزهای شیئی در بزرگنمایی‌های مختلفی از 1x تا 100x یا بیشتر موجود هستند.

فاصله کاری (Working Distance WD)

فاصله کاری عبارت است از فاصله بین سطح جلویی لنز شیئی و سطح نمونه در حالی که نمونه در فوکوس قرار دارد. لنزهایی با بزرگنمایی پایین‌تر معمولاً فاصله کاری بیشتری دارند، که امکان مانور بیشتر با ابزارهای جانبی و مشاهده نمونه‌های ضخیم‌تر را فراهم می‌کند. لنزهای با بزرگنمایی بالا (به خصوص لنزهای ایمرژن) فاصله کاری بسیار کوتاهی دارند.

انواع لنزهای شیئی بر اساس تصحیح اپتیکی

لنزهای آکروماتیک (Achromatic)

این لنزها پایه و اساس لنزهای شیئی را تشکیل می‌دهند و رایج‌ترین نوع هستند. آن‌ها برای تصحیح انحراف رنگی در دو رنگ (قرمز و آبی) و انحراف کروی در یک رنگ (معمولاً سبز) طراحی شده‌اند. میدان دید آن‌ها معمولاً کمی انحنا دارد.

لنزهای پلان آکروماتیک (Plan Achromatic)

این لنزها علاوه بر تصحیحات آکروماتیک، میدان دید تخت (Planar) را نیز ارائه می‌دهند، به این معنی که تمام نقاط میدان دید در یک صفحه فوکوس قرار می‌گیرند و لبه‌های تصویر به اندازه مرکز آن واضح هستند. این ویژگی برای میکروسکوپی فتوگرافیک و دیجیتال بسیار مهم است.

لنزهای فلوریت یا نیمه آپوکروماتیک (Fluorite / Semi-Apochromatic)

این لنزها از عناصر فلوریت برای بهبود تصحیح انحرافات رنگی استفاده می‌کنند و در سه رنگ (قرمز، سبز، آبی) تصحیح می‌شوند و دارای گشادگی عددی بالاتری نسبت به آکروماتیک‌ها هستند. این لنزها رزولوشن و کنتراست بهتری ارائه می‌دهند.

لنزهای آپوکروماتیک (Apochromatic)

لنزهای آپوکروماتیک بالاترین سطح تصحیح انحرافات رنگی را در سه یا چهار رنگ ارائه می‌دهند و انحراف کروی آن‌ها نیز در دو یا چند رنگ تصحیح شده است. این لنزها دارای بالاترین NA و بهترین رزولوشن ممکن هستند و برای کاربردهای تحقیقاتی و علمی بسیار پیشرفته مناسب می‌باشند.

لنزهای پلان آپوکروماتیک (Plan Apochromatic)

این لنزها ترکیبی از بهترین ویژگی‌های لنزهای آپوکروماتیک و میدان دید تخت لنزهای پلان هستند و بالاترین کیفیت تصویر را با حداکثر رزولوشن و کنتراست در سراسر میدان دید ارائه می‌دهند.

انواع ایمرژن (Immersion Types)

لنزهای خشک (Dry Objectives)

این لنزها بدون هیچ محیط واسطه‌ای بین لنز و نمونه کار می‌کنند. هوا محیط بین لنز و نمونه است. حداکثر NA برای این لنزها حدود 0.95 است.

لنزهای ایمرژن روغنی (Oil Immersion Objectives)

برای دستیابی به NA بالاتر از 0.95، از روغن ایمرژن با ضریب شکست مشابه شیشه استفاده می‌شود که از شکست نور در مرز هوا-شیشه جلوگیری کرده و به لنز اجازه می‌دهد تا نور بیشتری را جمع‌آوری کند. رایج‌ترین NA برای این لنزها 1.25 تا 1.40 است.

لنزهای ایمرژن آبی (Water Immersion Objectives)

این لنزها از آب به عنوان محیط ایمرژن استفاده می‌کنند و برای مشاهده نمونه‌های زنده در محیط آبی مناسب هستند. NA آن‌ها معمولاً کمتر از لنزهای روغنی است اما برای برخی کاربردهای بیولوژیکی ارجحیت دارند.