64. Линзовые конденсоры

Конденсором принято называть оптическую систему, создающую действительное изображение источника света на конечном расстоянии от нее. Если линзовая система создает изображение источника света в бесконечности, то она, как уже было сказано, называется коллиматором. Число линз конденсора (его сложность) определяется суммой углов охвата и сходимости

Оптическими характеристиками конденсора являются: фокусное расстояние линейное увеличение ; относительное отверстие угол охвата и угол сходимости

Между входным апертурным углом (половина угла охвата) и диафрагменным числом К имеет место зависимость, которую можно выявить из рассмотрения рис. 148.

В самом деле,

но по формуле Таким образом,

Однолинзовый конденсор. Одну простую линзу можно использовать как конденсор, если сумма его углов охвата и сходимости не превышает 45°. Форма линзы зависит от линейного увеличения. Если источник света удален от конденсора на расстояние, превышающее в 20 раз его фокусное расстояние (или изображение источника света удалено от конденсора на расстояние, превышающее в 20 раз его фокусное расстояние), то в качестве конденсора применяют плосковыпуклую линзу, сферическая поверхность которой обращена в сторону удаленного источника света (или его изображения).

Если конденсор должен проецировать световое тело источника света в масштабе то целесообразно применять двояковыпуклую линзу с равными радиусами. Если однолинзовый конденсор используют при других увеличениях, то его форму

Рис. 148. Схема для вывода зависимости между углом и диафрагменным числом

определяют из условия получения наименьшей сферической аберрации.

Двухлинзовый конденсор используют, если сумма углов охвата и сходимости не превышает 60°.

Так как выпукло-плоская линза имеет наименьшую сферическую аберрацию при бесконечном (достаточно большом) удалении от изображения, то, очевидно, оптимальной будет форма двухлинзового конденсора, показанного на рис. 149. Для этой системы, если сферические поверхности линз 1 и 2 соприкасаются, оптическая сила а при одинаковых линзах

Такие конденсоры используют при (допускается Однако если то принимают

Трехлинзовые конденсоры позволяют получить сумму углов охвата и сходимости до 100°. При еще больших значениях этой суммы приходится применять конденсоры, имеющие четыре, пять и шесть линз, а их расчет вести с учетом вносимой ими сферической аберрации. Заметим, что и в случае использования двухлинзовых конденсоров с линейным увеличением или форму их линз также находят из условия минимальных сферических аберраций [6,35].

Уменьшение числа линз при повышенных углах охвата и сходимости может быть обеспечено введением несферических поверхностей. Например, в конденсоре многокамерного проектора (мультиплекса) используют две выпукло-плоские линзы с выпуклыми эллипсоидными поверхностями, обеспечивающие при угол охвата и угол сходимости по 122° каждый.

Большой угол охвата при практически отсутствующей (в случае точечного источника света) сферической яберрации при любом

Рис. 149. Двухлиизовый коидеисор

Рис. 150. Ахроматический коидеисор

заданном линейном увеличении имеют линзы Френеля (см. п. 32). Для увеличения степени использования светового потока от источника излучения применяют, как и в прожекторах (см. рис. 144), добавочное контрзеркало.

В конденсорах микроскопов с большим углом сходимости необходима еще и ахроматизацкя, что усложняет систему (рис. 150).

Иногда в осветительную систему микроскопа вводят так называемый коллектор, назначением которого является передача изображения источника света в плоскость апертурной диафрагмы конденсора, что позволяет удалить источник света от конденсора и тем самым исключить тепловое воздействие на объект наблюдения. К коллектору предъявляют такие же требования, как и к конденсору. По существу, осветительная система, состоящая из коллектора и конденсора, является каскадной схемой.