显微镜照明光学系统设计案例分享

  • 21 June 2022
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显微镜照明光学系统设计

简介

以下介绍显微镜的照明光学系统设计。

显微镜的规格如下所示:

放大倍率:10倍

NA:0.2(CCD对角的1/2

视场数:8

无限远校正系统(infinity corrected ): 12mm

成像镜头焦点距离:200mm

工作距离:45mm

使用的光源:2mm NA=0.25

光学系统的设计分为2类:

  1. 成像系统
  2. 照明系统

这里介绍的是照明系统的设计。

暗场反射式照明用的非球面聚光镜设计

作为暗场照明,为设置上一例中显微镜(成像系统)设计中的物镜,需要使用中心半径为8.5mm的中心遮蔽。

最终的镜头数据以及布局图如下所示。

在STOP表面上设置中心遮挡半径为8.5mm的孔径。

这一部分是对暗场照明物镜的预设。

在优化向导中,输入0.57遮蔽因子。

表示中心遮蔽比例。本例中设置为中心遮蔽半径为8.5mm / 镜头半径15mm = 0.57 。

所使用的评价函数如下所示。

第1行 _  EFLY

焦点距离设置为20mm。

※与显微镜(成像系统)设计的物镜具有相同的焦距。

第2行 _  REAB

对于像面,指定主光线垂直入射。

 

对这个光学系统的照度分布进行模拟。

在序列模式中可以进行简单的照度分布模拟。

选择 分析 >扩展光源分析>几何图像模拟

由于现在视场数据的定义是角度,视场大小的单位也是角度。

文件选择“CIRCLE”,定义直径为4 ° 面光源。

由于指定像面的大小为2,模拟结果表示直径为2mm的区域。

结果显示选择为“Cross X”,以显示照度分布的截面图。

进行分析之后的结果如下所示。

半径0.4mm的范围内可读取到几乎一致的明亮度。

在这里,将显微镜(成像系统)和显微镜(照明系统)设计的内容设置在一个文件内。

成为显微镜的光学系统的设计案例。

另外,该数据通过在多重结构中使用,可以根据结构在明场和暗场照明中进行切换。

最终的镜头数据以及布局图如下所示。

所使用的多重结构如下所示。

在序列模式中使用多重结构。

多个光学系统可同时进行定义。

多重结结构1是明场照明的设定。

使用显微镜(成像系统)设计的物镜数据。

镜头数据编辑器中的数据如下所示。

多重结构2是暗场照明的设定。

使用的是显微镜(照明系统)设计的聚光镜数据。因此明场镜头数据被抑制。

对该光学系统进行照度分布的模拟。

选择分析 > 扩展光源分析 > 几何图像分析。

明场照明(config1)中的照度分布如下所示。

在0.64×0.48mm范围内可以看到被均匀照射。

结构在分析结果的右上方进行切换。

暗场照明(config2)中的照度分布如下所示。

可以看到样品表面上的照射均匀。

所有configuration结果如下所示。

 


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原文及附件链接:

 

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