Az optikai mikroszkópiában az immerzió (merítési módszer a mikroszkópos megfigyeléshez) folyadék bevezetése a mikroszkóp lencséje és a vizsgált tárgy közé a fényerő növelése és a képnagyítás határainak kiterjesztése érdekében.
Az immerziós rendszer olyan optikai rendszer, amelyben az első lencse és a tárgy közötti teret folyadékkal töltik meg. Az így felvitt folyadékot merítésnek nevezzük .
A mikroszkóp felbontásának alapképletéből: d = 0,61λ / A, az következik, hogy a felbontás határát a λ hullámhossz és az A objektív numerikus apertúrája határozza meg. Mivel a hullámhossz változtatására nem mindig van lehetőség ( különösen, ha a vizsgálatot fehér fényben végezzük), akkor a jobb felbontás eléréséhez általában nagyobb numerikus rekesznyílású objektívet használunk.
Azonban egy "száraz" objektívnél, amelynek törésmutatója az elülső lencse előtt n=1, az objektív numerikus rekesznyílásának maximális értéke nem haladhatja meg a körülbelül 0,95 értéket.
A probléma megoldására merülőfolyadékot veszünk, amelynek n 2 törésmutatóját és az elülső lencse törésmutatóját n 3 bizonyos módon választjuk meg. Az OP objektum egy pontjából kiinduló sugarak törés nélkül haladnak át az immerziós filmen, és az objektív elülső lencséje „fogadhatja” őket.
Ebben az esetben a numerikus rekesznyílás n 2 -szeresére nő, a felbontási határ pedig csökken .
A mikroszkóp lencsék számításánál a merülőfolyadék optikai paramétereit (törésmutató és diszperzió ) figyelembe veszik az optikai rendszer aberrációinak korrigálásakor (a térgörbület, a gömb- és kromatikus aberrációk korrekciója).
Alkalmaz:
A természetes cédrusolajat használták első merülőfolyadékként. Legfőbb hátránya azonban a tulajdonságok időbeli változása volt. Levegőben a folyadék fokozatosan lecsapódott a gyantásodásig és a keményedésig, a törésmutató megváltozott.
A 20. században csak olyan szintetikus merülőolajat kezdtek gyártani, amely nem rendelkezik ezzel a hátránnyal, és jelenleg is használatos.
Feltételezik, hogy 1878 -ban jelent meg az első soros mikroszkóp számított olajimmerziós objektívvel .
A merülőolaj fő paraméterei szabványosak.
A GOST 13739-78 "Bemerítő olaj" szerint: törésmutató n d = 1,515±0,001; áteresztőképesség 1 mm vastag rétegben az 500-720 nm spektrális tartományban - 95%, 400-480 nm - 92%. A merülőolajat +20 °C körüli hőmérsékleten kell használni.
Az ISO 8036/1 „Imersion Oil” nemzetközi szabvány szerint: törésmutató n e = 1,518 + 0,0005; áteresztőképesség egy 10 mm vastag rétegben az 500-760 nm spektrális tartományban - 95%, 400 nm - 60%.
Az ISO 8036-1/2 „Immersion oil for luminescence” nemzetközi szabvány szerint: az áteresztőképesség egy 10 mm vastag rétegben az 500-700 nm spektrális tartományban - 95%, 365-400 nm - 60%.
A szabványok bizonyos eltérései különösen egy adott lencse teljesítményének esetleges romlását jelentik olyan olaj esetén, amely nem illik hozzá. Ennek eredménye lehet:
Glicerin - az elektromágneses hullámok ultraibolya tartományának átvitele miatt merülőfolyadékként használják. Bizonyos koncentrációjú vizes oldat formájában használják. A glicerinbemerítés első célját 1867 -ben számították ki .
Desztillált vizet használnak. Úgy gondolják, hogy először 1850 -ben helyeztek be számított vízbemerítő objektívet egy soros mikroszkópba .
Számos merülőlencse kialakítása korrekciós keretet tartalmaz. Beépítésük határozza meg az objektív és a fedőüveg lencserendszerének pontos egymáshoz viszonyított helyzetét. A mikroszkóp optikai rendszerének gömbi aberrációjának kompenzációját ennek a relatív pozíciónak a pontossága befolyásolja a legnagyobb mértékben.
Az objektív hengerét általában a következőkkel jelölik:
Ennek megfelelően egy adott érték kerül alkalmazásra a korrekciós keretre, amely alatt a lencse és a keret kombinációja kompenzálva van. A korrekciós keretek cseréje a következő esetekben szükséges:
A különféle merülőfolyadékokkal (általában „víz-olaj-glicerin” vagy két merítőrendszerrel különböző kombinációkban), valamint a „száraz merítésű” változatokhoz tervezett objektív megköveteli a törésmutatók különbségének kompenzálását. .
A szabványos fedőlemezzel (n = 1,52) történő munkavégzés a fedőlemez vastagságának korrekcióját is igényli, ha a lencsét vízbe (n = 1,33) vagy glicerinbe (n = 1,47) merítik. Az ilyen eszközök testén betűjelek vannak, amelyek jelzik a korrekciós gyűrű helyes helyzetét egy adott folyadéktípushoz, és ezen belül a fedőüvegek azon vastagságát jelzik, amelyeknél a gömbaberráció kompenzációja minimális.
Robert Hooke volt az első tudós, aki elmagyarázta az immerziós technikát a Lectures and Collections előadásában 1678 -ban . A jelentés szövegét még ugyanabban az évben publikálta "Microscopium" című könyvében. Ettől az eseménytől kezdődik a merülőlencsék története.
David Brewster 1812 -ben javasolta az immerziót a lencse kromatikus aberrációinak kijavítására, és 1840 körül Giovanni Battista Amici (1786-1868) elkészítette az első merülőlencséket. Merítési folyadékként ánizsolajat használtak, mivel törésmutatójuk a legközelebb volt az üvegéhez.
A rekesznyílás növelésének feladatát azonban ebben az esetben nem tűzték ki. Amici megértette ezt a problémát. De a tárgylemezek magas költsége miatt a 19. századi mikroszkóposok még nem fordítottak kellő figyelmet az olajmerítésre. Ennek eredményeként belemerült a vízbe. 1853-ban vízmerítő lencsét tervezett, és 1855 -ben Párizsban kiállította.
Robert Tall (1820-1883) 1858 -ban cserélhető elülső lencsékkel rendelkező objektívet hozott létre: az egyiket szárazon, a másikat vízbe merítésre.
Edmund Hartnal (1826-1891) 1859 -ben mutatta be első vízbemerítő objektíveit egy korrekciós gyűrűvel. A következő 5 évben körülbelül 400 darabot adott el. Ez fellendülést hozott a vízbe merülő lencsék gyártásában számos német mikroszkópgyártónál, mint például a Bruno Hazert Eisenachban, a Kellner Wetzlarban, a G&S Merz Münchenben és a Hugo Schroder Hamburgban. A legjobbnak azonban a Hartnal immerziós lencséit tartották.
Párizs. 1867 Ernst Gundlach (1834-1908), aki a víznél magasabb törésmutatójú merülő közeget kívánt használni, egy glicerin lencsét tervezett és mutatott be az Egyetemes Kiállításon.
A Zeiss jénai optikai műhelyei 1871-ben készítették el az első vízmerítő lencséket. És már 1872-ben a Carl Zeiss bemutatta az Abbe vízmerítő lencséit. A Zeiss akkori katalógusa 3 objektívet kínált, amelyek mindegyike 180°-os látómezővel rendelkezett. Különböző munkatávolságuk volt, de állandó numerikus rekeszértékük 1,0; A 3-as számú objektívnek korrekciós gyűrűje volt a szférikus aberráció kompenzálására.
1871-ben Toll új felfedezést mutatott be: a homogén (olajos) bemerítéshez kanadai balzsam immerziós közeget használt , amelynek törésmutatója megegyezik az akkor általánosan használt koronaüvegével. 1873 augusztusában egy háromlencsés objektívet készített homogén olajmerítésre, A = 1,25 numerikus rekeszértékkel. Ezt az eredményt a mikroszkópok rekordjaként ismerték el. De ugyanebben a hónapban az általa a glicerinbemerítésre tervezett objektív A = 1,27 numerikus rekeszértéket ért el.
1877 augusztusától a Carl Zeiss megkezdte az Abbe olajimmerziós lencsék gyártását. Ők váltak leghíresebbé az "olajos" merítéshez használt lencsékként. 1879-ben Ernst Abbe arról számolt be a Jenai Orvosi és Természettudományi Társaságnak , hogy az olajmerítési célkitűzésekről alkotott elképzelését J. W. Stevenson munkája befolyásolta.
Ernst Abbe 1879 - ben a Royal Microscopical Society-ben megjelent "New Methods for Improving Spherical Correction" (On New Methods for Improving Spherical Correction) című cikkében foglalta össze az immerziós rendszerek fejlődését és kísérleteit. A fő kiegészítés az volt, hogy a homogén immerziós rendszerek lehetővé teszik a maximális rekeszérték elérését bármilyen elérhető optikai anyaggal.
Robert Koch volt az egyik első kutató, aki alkalmazta az Abbe olajimmerziós objektíveket és az Abbe kondenzátorrendszert.
1904-ben a Carl Zeiss elkészítette a 10.000. olajimmerziós lencsét.