Endlich-DIK am Unendlich-Mikroskop

junio · Juni 04, 2023, 18:13:22 NACHMITTAGS

Liebe Foristen!

Es heißt hin und wieder, dass durch Einbau einer Tubuslinse ein ,,endliches Mikroskop" auf ,,unendlich"- Anwendungen umgebaut werden kann.

Vor einiger Zeit bin ich diesen Weg gegangen und möchte meine Erfahrungen gerne weitergeben.
Ich bin mit dem endlichen Zeiss-Standard-Programm im Laufe der Jahre gut ausgerüstet und weiß auch, dass für meine eher bescheidenen Anwendungen ein Umstieg nicht opportun ist. Dennoch reizt mich als Bastler und mit der Optik einigermaßen Vertrauter die Aussicht auf größere Sehfelder auf neuere Optik usw. ... und überhaupt.

Also kaufte ich vor längerer Zeit einen gebrauchten Unendlich-Trinotubus (von Rolf Reblaus), einen Axiovert-Tubus mit den großen 30mm Okularaufnahmen, kaufte ein Okularpaar SFZ 25 und einen Plan-Neofluarsatz PH, da ich wusste, dass die Phasenringe mit denen des endlichen Systems kompatibel sind.

Geplant war der Umbau für ein Standard-WL-Stativ. Also wurde zunächst ein Adapter Standard-Tubusringschwalbe auf Tubusringschwalbenaufnahme des Unendlich-Tubus gebaut. Das Bild war da (ein Bild gibt es ja immer!) aber das 25er Sehfeld zeigte Vignettierungen.

Mittlerweile wusste ich, dass die Tubuslinse auch passen muss. Denn der Unendlichraum (Objektivanschlag bis Tubuslinse) ist für die Erzielung einer guten Abbildungsqualität gar nicht unendlich.
Eine Tubuslinse für das Axioskop war noch in meinem Fundus. Eine schöne Erinnerung an einen im letzten Jahr verstorbenen Mikroskopiker. Die Tubuslinse wurde ausgewechselt. Streng genommen wurde die alte Tubuslinse (für Axiovert Unendlichräume konzipiert) entfernt und die neue einfach unverschraubt unter dem Tubus positioniert. Die 4mm Tubuslängenänderung sollte und konnte optisch vernachlässigt werden.

Zum Unendlichraum Folgendes: er beträgt beim Axioskop, Axioplan, 105 mm von der Objektivaufnahme bis zur Tubuslinse (=Tubusanschlag). 40mm ist beim Standard-Mikroskop das Maß vom Objektivaufnahme bis zum Tubusanschlag. Also sollte unter strengen Gesichtspunkten ein optikloser Zwischentubus von 65 mm Länge zum Einsatz kommen.
Wenn der Unendlichraum kleiner oder größer konstruiert wird, zeigen sich mit abweichenden Längen von größer +/- 5mm zunehmende chromatische Querfehler. Diese Querfehler treten in der Bildmitte nicht auf und verstärken sich zum Bildrand hin immer mehr. Sie erscheinen als grüne, rote, blaue und gelbe Säume an nicht radial verlaufenden Kontrastkanten. Zum Test fotografiert man ein Objektmikrometer und vergrößert das Bild sehr stark in der Mitte und am Rand des Sehfeldes. Für die Aufklärung zur Problematik des Unendlichraumes bedanke ich mich bei Michael al. Apochromat.

Bei vorgeschriebenem Unendlichraum zeigte sich in meinem Falle bei der hohen SFZ 25 eine Ausleuchtungsproblematik des Objektfeldes, die auch nicht zu beheben war. Eine Verkürzung des Unendlichraumes auf 75mm erschien als guter Kompromiss: einwandfreies Sehfeld bei sehr vertretbarem Farbquerfehler. Zusätzliche Anmerkung: Beleuchtungsproblematiken durch relativ hohe Kondensoraperturen bei kleiner Objektivvergrößerung lassen sich recht einfach durch eine Linse (z.B. mit 60mm Brennweite), die zwischen Kondensor und Lichtaustrittsöffnung platziert wird, beheben.
Für das Tubusstück zur Erzielung des vorgesehenen Unendlichraumes wurde ein optikloser Zwischentubus mit einer Aufnahme des für Zeiss üblichen Schiebers (z.B.Pol-Schieber) gebastelt.

So hatte ich bis letzte Woche ein sehr schönes unendliches Mikroskop mit großen ,,Guckis" für den Einsatz im Hellfeld, Dunkelfeld, Polarisation, Phasenkontrast usw. bei bester Abbildungsqualität. Es fehlte nur noch der DIK.

Versuche mit dem neuen DIK der endlichen Zeiss-Welt hatte ich schon gedanklich sofort verworfen, ohne es auszuprobieren. Es wird nicht funktionieren.
Aber der ,,alte" Zeiss DIK mit dem zentralen Schieber macht die Strahlenvereinigung nicht in der Nähe der hinteren Objektivbrennebene, sondern ziemlich weit dahinter zwischen dem Objektiv und dem Tubus. Die Versuche dazu waren sofort vielversprechend, weil wohl die notwendige Position des Schiebers mehr zufällig richtig war. Es bedurfte endlich mal keiner weiteren Bastelarbeit.
Das DIK-Bild ist ansprechend. Die ausreichende Spreizung der Interferenzstreifen lässt ein beinahe gradientenfreies Bild bei der SFZ 25 zu. Wie sich das DIK-Bild bei der hier vorgestellten Lösung gestaltet, wenn man Planachromate oder Nicht-Phasen-Objektive einsetzt, kann ich nicht beurteilen, da ich nicht entsprechend ausgerüstet bin und wohl auch in der Zukunft nicht sein werde. Aber vielleicht leiht mir mein Urologe einmal entsprechende Testoptik aus seinen Objektiv-Beständen.

Mit der Anlage nun noch einige erläuternde Bilder, wobei die Mikrofotos mit dem Smartphone ,,geschossen" und unbearbeitet sind.

Beste Grüße von Jürgen aus Hagen

Apochromat · Juni 04, 2023, 22:15:41 NACHMITTAGS

Hallo Jürgen,

sehr interessanter Bericht. Du machst am STANDARD mit ICS Objektiven, passender ICS Tubuslinse und ENDLICH DIK- Komponenten DIC. Das funktioniert auch. Den DIK- Prismen ist das alles egal: Zwillings- Wellenzüge ("Shear") werden im Kondensor- Prisma erzeugt und die auf der Unterseite des abbildungsseitigen DIK- Prismas auftreffenden Wellenzüge werden dort "abgefangen" und wieder vereinigt (interferenzfähig gemacht). Frage: Hast Du mit der Kondensorhöhenverstellung experimentiert? Bestimmt.

LG

Michael

PS: Wenn der Frauenarzt für Männer keine Leih- Objektive hat- daran soll es nicht scheitern....

Jürgen Boschert · Juni 04, 2023, 22:16:53 NACHMITTAGS

Hallo Jürgen,

Glückwunsch und herzlichen Dank für Deinen Beitrag!

Apochromat · Juni 05, 2023, 07:48:33 VORMITTAG

Hallo Jürgen,

ich habe noch eine Frage: Hast Du die Höhenlage der DIK- Schieber- Aufnahme, also die Entfernung des DIK- Schieber- Prismas zur Anschraubfläche des Objektivs experimentell ermittelt? Bei der ICS- Optik ist dies wichtig.

LG
Michael

Peter V. · Juni 05, 2023, 10:23:49 VORMITTAG

Lieber Jürgen,

der Frauenarzt für Männer leiht Dir selbstverständlich alles, was Du für Deinen Test brauchst.

Herzliche Grüße
Petef

junio · Juni 05, 2023, 15:16:08 NACHMITTAGS

Vielen Dank für die Rückmeldungen, lieber Jürgen, Michael und Peter.

Zu den Fragen, lieber Michael!
Natürlich habe ich etwas mit den Kondensorhöhen gespielt. Der Effekt war nicht spektakulär. In der hinteren Brennebene des Objektiv werden bei geringer Absenkung des Kondensors die Interferenzfarben etwas ( aber auch wirklich nur etwas verwaschener) was sich bestimmt ein wenig positiv auf die Homogenität des Bildhintergrundes auswirkt.
Senkt man den Kondensor dann noch etwas weiter ab, steigt der Kontrast, natürlich bei gleichzeitiger Absenkung der Beleuchtungsapertur.
Die Einstellung meiner Wahl ist in der Regel, klassischer Köhler und keine Einschränkung der Objektivapertur.

Die Positionierung des Schiebers war zufällig, weil ich die Schieber-Aufnahme nur für den Pol-Schieber gebastelt hatte und DIK war nicht in meiner Planung. Die Idee hatte ich erst vor ein paar Tagen. Die Aufnahme liegt mit ihrer Unterkante ca.10mm über dem Tubusanschlag, also 50mm über dem Objektivanschlag. Einen Adapter zur Verkürzung von Körperlängen gibt es ja leider noch nicht, aber Verlängerungen. So habe ich gerade noch einen Test gemacht, bei dem der Schieber um 35 mm angehoben wurde. Die Interferenzstreifen rücken stark zusammen. Das Bild wird unbrauchbarer. Beim Zwischentubus für den zentralen Schieber liegt übrigens die untere Telanlinse in Höhe des Tubusanschlages. Die Lage des Schiebers im Zwischentubus zwischen den zwei Telanlinsen ist doch wohl nicht wichtig. Oder?
Nun schreibst Du noch, dass bei der ICS-Optik die Lage des Prismas besonders wichtig ist. Kann das eine besondere Rolle spielen, weil das Prisma (in Form des Einzelschiebers) recht nah an der hinteren Objektivbrennebe ist? Ist eine Lage des zweiten Prismas weit hinter der Objektiv-Brennebene bezogen auf die Positionierung fehlertoleranter?
Also, ein paar Fragen sind noch offen!

Beste Grüße von Jürgen

Apochromat · Juni 05, 2023, 18:06:37 NACHMITTAGS

Lieber Jürgen,

ich meinte Folgendes: Auf das objektivseitige DIK- Prisma treffen vom Objektiv kommend die beiden Wellenfronten des DIC. Diese haben auf der Unterseite des DIK- Schiebers einen von der Objektivbrennweite (hier gemeinsam mit danach kommender Tubuslinse zu denken), der Höhenposition des DIK- Schiebers, sowie der Bildaufspaltung des Kondensorprismas abhängenden seitlichen Abstand zueinander. Durch die Orientierung und den Winkel der c- Achse in der unteren Hälfte des abbildungsseitigen DIK- Prismas wird dann sichergestellt, das beide Strahlen wieder in einem Raumpunkt vereinigt werden können und somit wieder interferenzfähig (in der reellen Zwischenbildebene) werden. Da ja Deine Kombination so niemals als technische Einheit kristallografisch aufeinander abgestimmt wurde, spielt hier die Höhenlage des DIK- Schiebers auch eine gewisse Rolle hinsichtlich Homogenität des DIC- Bildhintergrundes und der Frage, ob ein DIC- Bild überhaupt zustande kommen kann. Hier muss man dann auch mit verschiedenen Kondensorprismen herumprobieren.

LG
Michael

PiusX · Juni 09, 2023, 09:57:56 VORMITTAG

Lieber junio,

danke für Deine Mitteilungen bezüglich Deines Projektes zur Umwandlung des endlichen Zeiss Standard WL in ein unendliches Zeiss Mikroskop für verschiedene optische Methoden. Dieses Projekt von Dir verfolge ich mit großem Interesse. Dazu habe ich noch einige Fragen:
1. Aus welchem Zeiss Bauteil bzw. wie und woraus hast Du den Unendlich-Zwischentubus angefertigt?
2. Welche Bauteilnummer hat die von Dir eingesetzte Tubuslinse eines Axioskop?
3. Hast Du die an Deinem Standard WL eingesetzte Großfeldlinse ebenfalls selbst angefertigt und, falls Deine Antwort "Ja" lauten sollte, wie bzw. woraus, oder ist diese ein fertiges Bauteil aus dem Zeiss-Katalog? Falls letzteres zutreffen sollte: Welche Bauteilnummer hat die Großfeldlinse (diese Linse kann ich nicht in dem Zeiss-Katalog mit den Komponenten des Standard WL finden)?
4. Dient die eben erwähnte Großfeldlinse als Alternative für ein Großfeld-Optovar?

Über eine Beantwortung meiner Fragen würde ich mich freuen.

Lieben Gruß

PiusX

junio · Juni 13, 2023, 18:37:43 NACHMITTAGS

Hallo, lieber Mitforist,
zu 1: der Tubus ist aus Aluminium gefertigt und anschließend eloxiert. Es ist kein Zeiss-Bauteil. Er hat unten die Standard-Ringschwalbe und oben eben die Ringschwalbenaufnahme des Axios.
zu 2: die Nummer der Tubuslinse ist 452960
zu 3: die Großfeldlinse ist ein Eigenbau und von mir veröffentlicht im Mikrokosmos 75, Heft 7, 1986
zu 4: es geht bei der "Großfeldlinse" nicht um das Sehfeld im Okular, sondern um die Ausleuchtung dieses Sehfeldes

Beste Grüße von Jürgen

PiusX · Juni 15, 2023, 21:48:09 NACHMITTAGS

Lieber junio,

vielen Dank für Deine Antworten.
Zum Unendlich-Zwischentubus habe ich noch weitere Fragen:
1. Dein Zwischentubus sieht so professionell hergestellt aus. Hast Du diesen selbst angefertigt oder hast Du den Tubus irgendwo herstellen lassen? Falls letzteres zutreffen sollte: Ist es möglich, zu erfahren, wo Du den Zwischentubus fertigen lassen hast bzw. bei welchen Firmen solche Einzelanfertigungen in Auftrag gegeben werden können?
2. Kannst Du vielleicht auch eine Skizze mit den exakten Abmessungen des Zwischentubus einschließlich der Abmessungen des Einschubes beim Tubus hier in Deiner zur Beantwortung meiner Fragen dienenden nächsten Mitteilung hochladen?

Vielen Dank im voraus für Deine Mühen.

Netten Gruß

PiusX

P.S.: Mein mit der Frage 2. geäußerter Wunsch ist darin begründet, daß ich in fernerer Zukunft möglicherweise einen derartigen Zwischentubus für mich anfertigen lassen möchte.

junio · Juli 01, 2023, 09:31:03 VORMITTAG

Hallo Pius,
aus dem Urlaub zurück, kann ich nun Deine Fragen beantworten.

Die für solche Umbauten notwendigen Bauteile fertige ich selbst. In diesem Fall aus eloxierbarem Aluminium. Die Ringschwalben sind entweder aus der Schublade, in der defekte oder nicht mehr einsetzbare Originalteile verwahrt werden oder sie werden je nach zu erwartender Beanspruchung aus Aluminium, Messing oder Edelstahl gefertigt.
Für viele Basteleien ist auch die Verwendung von schwarzen POM (Polyoxymethylen) vorteilhaft. Das Material hat brauchbare mechanische Eigenschaften, ist leicht zu zerspanen, die Oberflächen werden sehr gut, Gewinde lassen sich auch schneiden, Einfärbungen entfallen, innen spiegelnde Flächen entstehen nicht.
Ringschwalben-Aufnahmen, Schlitze für die Aufnahme von Schiebern werden von Originalteilen maßlich kopiert. Die Vermessung von Ringschwalben ist etwas komplizierter. Für die Zeiss-Standard-Ringschwalbe kann ich Dir bei Bedarf die notwendigen Maße und die Winkeleinstellung zukommen lassen.
Beste Grüße von Jürgen