在深入探讨各类荧光显微系统设计方法和步骤之前,本章将重点阐述远摄物镜的设计特点。光学系统的特性决定了其设计特点,因此我们将首先分析远摄物镜的光学特性。
望远镜系统通常由物镜、目镜以及棱镜或透镜式转向系统构成,而远摄物镜是整个望远镜系统的重要组成部分。其光学特性要求在计算整个系统的外形尺寸时就需确定。
远摄物镜的光学特性主要体现于以下几个方面:
1. 相对孔径较小
在望远镜系统中,进入系统的平行光束经过系统后依然保持平行,因此物镜的相对孔径 (D/f) 与目镜的相对孔径 (D'/f') 相等。目镜的相对孔径主要由出瞳直径 D' 和出瞳距离 l' 决定。
目前,观察望远镜的出瞳直径 D' 通常在 4mm 左右,出瞳距离 l' 通常要求在 20mm 左右。为了确保出瞳距离,目镜的焦距 f' 通常不能小于 25mm。因此,目镜的相对孔径为:
D'/f' = 4/25 = 1/6
所以,远摄物镜的相对孔径 D/f 小于 1/5。
2. 视场较小
远摄物镜的视场角 ω 和目镜的视场角 ω' 以及系统的视放大率 Γ 之间的关系如下:
ω = ω'/Γ
目前常用的目镜视场角 2ω' 大多在 70° 以下,这就限制了物镜的视场角不可能太大。例如,对于一个 5 倍的望远镜,由上式可得物镜视场角 2ω 等于 10°。
通常,远摄物镜的视场角不大于 10°。
由于远摄物镜的相对孔径和视场角都不大,因此其结构相对简单,所需校正的像差也比较少,一般主要校正轴向边缘球差 δr'、轴向色差 Δs' 和边缘孔径的正弦量 SC',而不校正畸变 x', y' 和垂轴色差 Δy'。
暂无评论