Sinnvolle Anwendung von Plan-Apo Objektiven

Begonnen von zooey, August 28, 2016, 20:24:08 NACHMITTAGS

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reblaus

Hallo Rolf -

irgendwo habe ich die Faustregel gelesen, dass die effektive numerische Apertur dem Mittelwert von Kondensor- und Objektiv-Apertur entspricht. Das ist ein wichtiges Argument für Faulenzer, die sich um das Ölen der 1,4 Kondensorfrontlinse drücken wollen, wenn sie mit einem 1,4-Objektiv mikroskopieren  ;D

Bei Kondensor 0,5 resultiert also beim APO 1,4 immerhin 0,95, beim Achro 0,65 noch 0,575.

Schließlich wird ja vom Objektiv nicht nur der direkte Lichtkegel aus dem Kondensor genutzt, sondern auch das Streulicht von den Objektdetails trägt zum Bildaufbau bei. Insofern könnten sich auch Bildfehler von den Randzonen der vielen Linsen in einem PlanApo schon irgendwie auswirken.

Leider sind meine theoretischen Kenntnisse nicht ausreichend um diese komplizierten optischen Beziehungen wirklich zu verstehen.

Rene

Hi Rolf&Rolf,

Image quality and resolution are two different things.
A high NA objective with small illumination cone would transmit a lot of high-NA deviated (diffraction) light, compared with a lower NA objective with bigger illumination cone. Of course that must result in a different visual image.

HTH, René

rhamvossen

Hi René,

ZitatA high NA objective with small illumination cone would transmit a lot of high-NA deviated (diffraction) light, compared with a lower NA objective with bigger illumination cone. Of course that must result in a different visual image

So, more artefacts are to be expected when the condenser is stopped down too much with a high NA objective? Best regards,

Rolf

Rene

diffraction rings and such around large objects, but otherwise with high resolution. It sounds a bit like the halo problem with phasecontrast. Haven't thought that through thoroughly, though.
Quite a funny sequense of words in that last sentence btw  ;D

Best wishes, Rene

rhamvossen

Hi Rene,

Zitatdiffraction rings and such around large objects, but otherwise with high resolution. It sounds a bit like the halo problem with phasecontrast

I think it' s good to realise that. Another reason why a high NA (plan)apo is much more versatile  when it has an iris to reduce the aperture if you need more depth of field and less resolution. And a reason why normal achromats with lower NA's have their place alongside better corrected objectives. Best,

Rolf

MikroTux

Zitat von: reblaus in August 29, 2016, 13:38:10 NACHMITTAGS
Insofern könnten sich auch Bildfehler von den Randzonen der vielen Linsen in einem PlanApo schon irgendwie auswirken.

Leider sind meine theoretischen Kenntnisse nicht ausreichend um diese komplizierten optischen Beziehungen wirklich zu verstehen.

Der Hauptfaktor, weshalb Objektive mit vielen Linsen in der klassischen Literatur als kritisch angesehen werden ist das Streulicht an den Glas-Luft-Übergängen. Dieses Thema hat durch die verbesserten Vergütungen inzwischen das meiste seiner Problematik verloren, das eigentlich schon seit geraumer Zeit - obwohl es natürlich nach wie vor so ist. (Einfachvergütungen werden seit 1930er Jahren, und seit 70er Jahren Mehrfachvergütungen eingesetzt.)

Am Linsenrand, da ist die spärische Abberation meist am stärksten. Aufgabe des Optikkonstrukteur besteht allerdings gerade darin durch Kombination mehrerer Linsen, deren Aberrationen so zusammenwirken lassen, daß das ein Gesamtsystem mit möglichst wenig Restfehler entsteht. Je mehr Linsen verwendet werden, desto mehr Freiheitsgrade hat der Konstrukteur, und er kann den Restfehler damit weiter minimieren. So sind meist Objektive mit vielen Linsen diejenige die wenig Fehler aufweisen.
Während Objektive die mit merklichen Restfehlern behaftet sind durch (moderates) Abblenden ihre Leistung etwas verbessern, führt bei solchen ohne spürbaren Fehler jedes Abblenden zu einer Verschlechterung.
Durch die Komplexität ist das entwickeln von Objektiven ein iteratver Verbesserungsprozess, so daß allgemeine Aussagen nichts über konkrete Objektive aussagt, wo durchaus ein Entwurf mal nach oben oder unten abweichen kann. Zudem sind alle Objektive immer nur Annäherungen an die theoretisch "ideale" Linse (Alle Strahlen durch denselben Brennpunkt), die meist nur in einem bestimmten Anwendugsbereich funktionieren. Je weiter man vom durch den Konstrukteur vorgesehenen Anwendungsfall abweicht, desto weniger funktioniert die "ausgetüftelte" Linsenkombination.
Je anspruchsvoller ein Objektiv optimiert ist, desto empfindlicher reagiert es -meist- auf Abweichungen vom vorgesehenen Einsatz.