Астрономия и микроскопия

Предполагаю требования для удобства работы. Когда переходишь с 40х на 100х, у плохо центрованных объективов, изображение может так "убежать", что потом соткой не найдешь. Надо возвращаться к 40х, а если есть иммерсия, то это не удобно, короче, всухую соткой ищем объект (в плохом качестве),если надо переключаемся на меньшие объективы и только потом наносим иммерсию.
Мое мнение, без специальных корректирующих колец(изменения оптической схемы или положения компонентов), на высокую апертуру сделать даже вода/масло не возможно, не говоря о сухой/масло. Дело не только в снижение апертуры, а в росте всех аберраций, без гарантии их коррекции объектив не будет рабочим/соответствовать стандартам качества.

Да, именно так он и объяснял. Проблемка решается, когда у 40ки большое рабочее расстояние, она может "смотреть" сквозь" иммерсию (хотя, конечно тоже с аберрациями). И это более "безопасный" (несмотря на коррекционные оправы) путь. Но - первичная оценка и выбор участка на 100х без иммерсии - тоже решение понятное...Повторюсь, любые аберрации можно "компенсировать" соответствующим ПО (например, DUKE показывал прогу, способную "исправить" хру). Ну и так далее...

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

Мнение не может быть основой рассуждений в такой, любящей точность науке, как оптика.

Я почти уверен, что ничего страшного при замене масла на воду не произойдет. Самое страшное - упадет апертура = упадут освещенность и максимально полезное увеличение. В остальном ничего принципиально не изменится. Максимум, что прийдется сделать, это несколько изменить передний и задний рабочие отрезки. И то, совсем не намного.

А по самому максимуму объективы типа 100х Plan Apo используются отнюдь не так уж и часто. Кроме того, в реальности оптика дифракционная, многое именно дифракцией и определяется и замывается. В природе нет геометрической оптики с ее "пятнами рассеивания" и прочими штучками. Дифракционная оптика куда более толерантна и то, что на экране компьютера может выглядеть не столь хорошо, в реальности работает и часто даже на ура.

Программ, которые могли бы исправить сферическую аберрацию, кому, астигматизм и т.п. нет и врядли когда-нибудь будет. В смысле есть программы для деконволюции изображений по заданной модели PSF, но восстановить качество изображения ими не удаётся. Конечно, если речь идёт о математических точках рассеянных по полю, зная их размер и светимость, что-нибудь получить можно, но для реальной микро фотографии это мало применимо.
Про работу иммерсионных объективов насухо и наоборот. Практически все сухие объективы высоких апертур содержат первый менисковый элемент, а у иммерсионных там наоборот - плоская площадка. Думаю, что никакими фокусами этого уже не изменить. Меня вот всегда занимал вопрос - почему нельзя как-нибудь "примагнитить" каплю иммерсии к самой линзе, (и) или сделать покровное стекло с отталкивающим иммерсию покрытием, вообщем так чтоб капля всегда оставалась только на линзе и не растекалась по препарату. Вот как контактные объективы например, только с мягким\жидким зондом.

Удается, да еще как хорошо! Сам эти почти ежедневно занимаюсь. Причем, размытие изображений там совсем тухляк - разные части апертуры вообще дают даже не изображение точки, а спеклы, набор спеклов.
Я как-то рабоал с разъюстированным прибором - кома около 1/2 волны. Так восстановленные изображения никак не отличались от тех, которые были восстановлены в случае с полностью съюстированной оптикой.

Расчет параметров объектива в различных условиях работы дело конечно интересное...
Объектив 100/1.3, тубус 160 мм
Воздух:

Вода:

Масло:

_________________
МБИ-3, МБИ-11, МБС-2, МБИ-4, МИН-8, МББ-1А, КФ-1, КФ-4, МФА-2

В астрофотографии - очень полезный инструмент, с практически гарантированным результатом. В микрофотографии -
Из того, что я пробовал, пришел к выводу, что добиться улучшения качества изображения можно лишь в некоторых частных случаях: это были микрофотографии идеально тонких объектов, снятые в люминесценции, темном поле и в редких случаях в фазовом контрасте (то, что эти техники являются сверхдифракционными - отнюдь не совпадение). PSF извлекал путем фотографирования диспергированных ультразвуком частиц красителей (интерференционные фильтры 470, 535, 620 нм). Для каждого канала в RAW - свой PSF.
В светлопольной микроскопии и ДИК ничего вменяемого, несмотря на все старания, не вышло. Я пришел к выводу, в микрофотографии в случае, где доминирует дифракция (т.е. почти в каждом), деконволюцией ничего полезного сделать нельзя.
Не поймите так, будто я Вас в чем-либо пытаюсь убедить, просто делюсь опытом - пробуйте, конечно, если не пробовать, то точно ничего не выйдет!

Конечно, нужно пробовать. По роду нашей работы очень много кто предлагал нам "такие штучки". Мы сотрудничаем с компанией Сиамс из Екаиеринбурга, доверяем им, они скорее всего лучшие, уж точно "самые старые" (где-то с 90го года) кто профессионально занимается вопросами оптики МИКРОСКОПОВ в связке с матрицами. Многое из ПО, которое предлагалось нам как российское и "профессиональное" было скопировано с китайского с последующей модернизацией (в общем, просто перевод на русский). Мои контакты с индийскими программистами тоже не принесли "даже надежды" на скорое решение задачи (индийцы считаются лучшими программистами в мире). Но, всё-ж думаю, что русские - "круче", знаком с "главой" (Парфенов) итмовских студентов-программистов, которые много лет подряд выигрывают какие-то там мировые олимпиады..Эта команда помогала при создании ПО для ломовских Микровизоров....Поэтому - дерзать нужно, во всяком случае, нужны дискуссии, "постановка задачи" и тп...

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

Оно и понятно - в разных участках спектра снято и если не полный апохромат, то будет дефокус или в зеленом или в краснои и синем.
Во-вторых, плотность пикселов в зеленом свете в 2х выше - их просто физически больше на матрице.

Лучше всего снимать на черно-белую матрицу, TV камеру с малыми шумами и в масштабе, когда на дифракционный диск приходилось бы минимум четыре пиксела, а лучше пять. Я поначалу с цветной матрицей работал. Как перешел на ч/б и менее шумную, так такое впечатление, что просто другой уровень.

Посмотрел свои заметки чтобы воскресить в памяти эксперимент.

Объектив, с которым пробовал без иммерсии - CZJ Apochromat HI 100/1.32 160/0.17

Вопрос: что значит в этом случае HI ?

Я подозреваю, что иммерсия с высоким показателем преломления.
Если так, то даже масло не особо годится?


По сути эксперимента. Я взял фольгу и осветил ее снизу рассеянным светом.
В фольге множество мелких отверстий. Из них выбрал те, которые представлялись точками, т.е. не разрешались объективом. Из них выбрал средние по яркости. Гонял эти точки по полю зрения. Вид их не менялся от центра к краям. Резкость при перефокусировке пропадала почти сразу - чуть двинул колесико точного фокуса - все, уже нет классической дифракционной картинки.
Потом взял отверстия тоже неразрешаемые, но самые яркие и делал дефокусировку в несколько колец (2-4). И обращал внимание на подобие зафокальной и предфокальной картинок. Они были слегка различными, что говорит о не очень большой сферической аберрации. Причем, не ясно в чем ее причина - была ли она вызвана отсутствием иммерсии или свойственна объективу даже при иммерсии.

Но, во виду дифракционной картины, иммерсия в ряд ли радикально улучшила бы дело за исключением того, что дифракционная картинка стала бы меньше, а разрешение выше.

Надо будет провести эксперимент с водой в виде иммерсии.

Когда приедет Nikon Plan APO 100/1.4 160/0.17 обязательно проведу эксперимент масло vs вода. Сниму картинки, обработаю и посмотрю на разницу. И если разница будет не слишком заметна, буду в большинстве случаев применять воду. С маслом слишком много хлопот и его использовать можно будет, когда будет иметь смысл гнаться за тем, чтобы вытащить из препарата самое всё. А такое в ряд ли будет нужно часто.

По здравому размышлению я уже немного жалею, что купил масляный Nikon. Надо было покупать водный Лейтца.

Симметричность вне фокальной плоскости еще ничего не говорит, в фокусе должна быть очень четкая точка с еле заметным намеком на кольцо вокруг, никакой мутности бликов и тп.


А почему не сухой 40х0,95?
Тут, конечно, стоит упомянуть, с 40х0,95 не так легко работать, нужно уметь настраивать корректирующее кольцо. Но линза с максимальной апертурой (1,4) будет не лишней, в любом случае.
HI - это масляная иммерсия.

У меня не было тогда (да и сейчас нет) такого сухого 40х0,95. Есть сухой PL APO 40х0,75

Просто тогда было интересно как поведет себя иммерсионный 100х/1.32 апохромат.

И в том эксперименте средние по яркости точки именно так и выглядели - центральный диск, окруженный неярким колечком. Второе кольцо угадывалось и некоторых, чуть поярче, точек. Симметрия внефокалов - важнейший показатель качества волнвого фронта. Этим методом можно обнаружить сферическую аберрацию вплоть до 1/30L.

А вот вопрос - можно ли "привести к единому знаменателю" изображения, представленные RASALAM, это было бы наглядно для демонстрации возможностей вашего метода "исправления аберраций". Вопросы "реконструкции" и оценки качества изображения - мне кажется, несколько разные вопросы. В первое, скажу честно, не верю. По оценке качества изображения обеими руками "за" (хотя и не не считаю, что для микроскопии "внефокал" сколько-нибудь полезный метод, допустимая по ТУ кома составляе полкольца, а это значительно превышает указанные велмчмны. Вообще "главный критерий" качества - L/4

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

Дмитрий,

Повторюсь еще раз: вопросы веры - это религия. Давайте оставим это верующим людям.
Реконструкция искаженных, сильно зашумленных и даже разрушенных изображений - важнейший и мощнейший метод в современной науке, где есть место изображениям. В развитии этого направления (реконструкция изображений) были сосредоточены основные усилия, а вовсе не в области именно производства оптики. В последнем прогресс был как это не печально, совсем небольшим и связан от был с появлением новых сортов стекол и с созданием удобных и мощных программ расчета оптики.

Насчет вашего замечания о допустимой коме в пол-кольца. Это не очень хорошо. Насыпной метод сборки объективов самый дешевый, конечно, но он требует очень жестких допусков и на оптику и на механику в т.ч. и на диаметры линз.
Гораздо лучше, если предусмотрена возможность центрировки блоков линз в объективе микро-винтами. Насколько я знаю, такая возможность есть у некоторых объективов Nikon и Olympus. По остальным не скажу, не в курсе дела. В сети даже встречал продажи специальных наборов фиксаторов и микро-отверточек для юстировки микрообъективов. Кому довольно легко вывести и тем самым поднять качество объектива.

Это типичное заблуждение. Его слишком вольно трактуют. А меж тем, оно относится только к сферической аберрации 3-го порядка. Астигматизм в 1/4L или даже кома того же размаха, куда более вредны.