一种大倍率显微成像光学系统及光学装置制造方法及图纸

本申请提供了一种大倍率显微成像光学系统及光学装置，其技术方案要点是：包括沿光轴从物侧到像侧依次排列的：第一镜组，第一镜组沿光轴从物侧到像侧依次排列有具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜；第二镜组，第二镜组包括具有负光焦度的第八透镜；第一镜组的光焦度φA与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：0.055≤φA/φ≤0.075；第二镜组的光焦度φB与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：

【技术实现步骤摘要】
一种大倍率显微成像光学系统及光学装置


[0001]本申请涉及光学
，具体而言，涉及一种大倍率显微成像光学系统及光学装置。

技术介绍

[0002]在水环境中，微型生物如细菌、藻类以及生物碎屑形成的颗粒性有机碳是水环境中食物链以及碳循环过程的主要参与者与承担者。研究上述微小生物或微小颗粒在食物链维持或碳循环过程中的作用，是从微观层面探索与分析水环境中物质循环及变化机理的重要手段。尤其是水环境中微型生物的动态变化过程，由于种类繁多，尺度很小，精确检测与分类的难度较大，需要采用显微观测技术进行研究。
[0003]在微观成像领域，显微光学系统作为核心组件发挥了极其重要的作用，可实现对微型生物的微米级甚至亚微米级的观测成像。显微光学系统的主要技术指标包括工作距离、分辨率、放大倍率、焦深、成像视场等，这些指标相互之间是互相制约，互相影响。在大倍率显微成像中，由于数值孔径较大，成像分辨率较高，显微光学系统难以实现长工作距离的观测，需要贴近物面进行观测以降低设计难度。
[0004]为了实现对水环境中细菌、藻类等微型生物的活体、原位观测，被检测物体需要与显微光学系统保持一定距离，当前大数值孔径高倍率显微物镜难以满足长工作距离下的高分辨率观测。大倍率高分辨率及长工作距离显微光学系统成为解决此类需求的关键部件。
[0005]针对上述问题，亟需提供一种解决方案。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种大倍率显微成像光学系统及光学装置，具有大倍率、分辨率高、工作距离长的优点。/>[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种大倍率显微成像光学系统，技术方案如下：包括：沿光轴从物侧到像侧依次排列的：第一镜组，所述第一镜组沿光轴从物侧到像侧依次排列有：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜靠近物侧的一面为平面、靠近像侧的一面为凸面，所述第一透镜靠近像侧一面的曲率半径为25.48mm，所述第一透镜靠近物侧的通光孔径为33.4mm、靠近像侧的通光孔径为36mm；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第二透镜靠近物侧一面的曲率半径为25.48mm、靠近像侧曲率半径为24.12mm，所述第二透镜靠近物侧的通光孔径为36mm，靠近像侧的通光孔径为45.6mm；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第三透镜靠近像侧一面的曲率半径为45.38mm、通光孔径为62.2mm，靠近物侧一面的曲率半径为64.78mm、通光孔径为56.8mm；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一
面为凸面，所述第四透镜靠近像侧一面的曲率半径为118.38mm，通光孔径为70mm，靠近物侧一面的曲率半径为4582mm、通光孔径为68.6mm；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜靠近物侧的一面为凸面、靠近像侧的一面为凸面，所述第五透镜靠近像侧的一面的曲率半径为69.09mm、通光孔径为69.8mm，靠近物侧的一面的曲率半径为
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1348mm、通过孔径为70mm；具有负光焦度的第六透镜，所述第六透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第六透镜靠近像侧的一面的曲率半径为184.93mm、通光孔径为72.5mm，靠近物侧的一面的曲率半径为57.28mm、通光孔径为68.8mm；具有正光焦度的第七透镜，所述第七透镜靠近物侧的一面为凸面、靠近像侧的一面为凹面，所述第七透镜靠近像侧的一面的曲率半径为
‑
201.97mm、通光孔径为60.8mm，靠近物侧的一面的曲率半径为
‑
63.58mm、通光孔径为73.6mm；第二镜组，所述第二镜组包括具有：负光焦度的第八透镜，所述第八透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第八透镜靠近像侧的一面的曲率半径为6477mm、通光孔径为3.7mm，靠近物侧的一面的曲率半径为4.75mm、通光孔径为3.7mm；所述第一镜组的光焦度φA与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：0.055≤φA/φ≤0.075；所述第二镜组的光焦度φB与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：
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0.5≤φB/φ≤
‑
0.3。
[0008]进一步地，在本申请实施例中，所述第四透镜与所述第五透镜之间设置有孔径光阑。
[0009]进一步地，在本申请实施例中，所述第三透镜与所述第二透镜在中轴线上的间隔为0.1mm，所述第四透镜与所述第三透镜在中轴线上的间隔为0.2mm，所述孔径光阑与所述第四透镜在中轴线上的间隔为0.1mm，所述第五透镜与所述孔径光阑在中轴线上的间隔为0.1mm，所述第六透镜与所述第五透镜在中轴线上的间隔为2.5mm，所述第七透镜与所述第六透镜在中轴线上的间隔为0.1mm，所述第八透镜与所述第七透镜在中轴线上的间隔为61.5mm，所述第一透镜在中轴线上的厚度为12.4mm，所述第二透镜在中轴线上的厚度为12.7mm，所述第三透镜在中轴线上的厚度为10.8mm，所述第四透镜在中轴线上的厚度为10.3mm，所述第五透镜在中轴线上的厚度为14.9mm，所述第六透镜在中轴线上的厚度为8.3mm，所述第七透镜在中轴线上的厚度为29.9mm，所述第八透镜在中轴线上的厚度为6mm。
[0010]进一步地，在本申请实施例中，所述第一透镜与所述第二透镜组成双胶合透镜。
[0011]进一步地，在本申请实施例中，所述第五透镜与所述第六透镜之间设有空气层。
[0012]进一步地，在本申请实施例中，物面到所述第一透镜的距离L与光学系统焦距f满足：L≥3f。
[0013]进一步地，在本申请实施例中，所述第一透镜的材料为H
‑
K9L、所述第二透镜的材料为H
‑
ZF52。
[0014]进一步地，在本申请实施例中，所述第五透镜的材料为H
‑
ZF52，所述第六透镜的材料为H
‑
ZF88。
[0015]进一步地，在本申请实施例中，所述第三透镜的材料为H
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ZF52，所述第四透镜的材
料为H
‑
ZF52，所述第七透镜的材料为H
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ZF88，所述第八透镜的材料为H
‑
ZF88。
[0016]进一步地，在本申请还提供一种光学装置，所述光学装置搭载有如上所述的大倍率显微成像光学系统。
[0017]由上可知，本申请实施例提供的一种大倍率显微成像光学系统及光学装置，利用第一透镜和第二透镜将大数值孔径的光线进行准直，在获得大光焦度的同时降低了系统的球差与彗差，然后通过第三透镜与第四透镜将光线进一步准直，并使用第五透镜和第六透镜产生正高级球差用于校正系统中剩余负球差，使用第七透镜来校正系统的场曲从而获得平场成像的效果并缩短系统的长度，最后通过第八透镜获得质量良好的平行光束，具有大倍率、分辨率高、工作距离长的有益效果。
[0018]本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大倍率显微成像光学系统，其特征在于，包括：沿光轴从物侧到像侧依次排列的：第一镜组，所述第一镜组沿光轴从物侧到像侧依次排列有：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜靠近物侧的一面为平面、靠近像侧的一面为凸面，所述第一透镜靠近像侧一面的曲率半径为25.48mm，所述第一透镜靠近物侧的通光孔径为33.4mm、靠近像侧的通光孔径为36mm；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第二透镜靠近物侧一面的曲率半径为25.48mm、靠近像侧曲率半径为24.12mm，所述第二透镜靠近物侧的通光孔径为36mm，靠近像侧的通光孔径为45.6mm；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第三透镜靠近像侧一面的曲率半径为45.38mm、通光孔径为62.2mm，靠近物侧一面的曲率半径为64.78mm、通光孔径为56.8mm；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第四透镜靠近像侧一面的曲率半径为118.38mm，通光孔径为70mm，靠近物侧一面的曲率半径为4582mm、通光孔径为68.6mm；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜靠近物侧的一面为凸面、靠近像侧的一面为凸面，所述第五透镜靠近像侧的一面的曲率半径为69.09mm、通光孔径为69.8mm，靠近物侧的一面的曲率半径为
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1348mm、通过孔径为70mm；具有负光焦度的第六透镜，所述第六透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第六透镜靠近像侧的一面的曲率半径为184.93mm、通光孔径为72.5mm，靠近物侧的一面的曲率半径为57.28mm、通光孔径为68.8mm；具有正光焦度的第七透镜，所述第七透镜靠近物侧的一面为凸面、靠近像侧的一面为凹面，所述第七透镜靠近像侧的一面的曲率半径为
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201.97mm、通光孔径为60.8mm，靠近物侧的一面的曲率半径为
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63.58mm、通光孔径为73.6mm；第二镜组，所述第二镜组包括具有：负光焦度的第八透镜，所述第八透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第八透镜靠近像侧的一面的曲率半径为6477mm、通光孔径为3.7mm，靠近物侧的一面的曲率半径为4.75mm、通光孔径为3.7mm；所述第一镜组的光焦度φA与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：0.055≤φA/φ≤0.075；所述第二镜组的光焦度φB与整个光学系统的光焦度...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍雁雄，乔健，陈太喜，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：