设计结果对比与讨论优化：比较和讨论设计结果

将设计结果与近4年内相关文献、专利发表的三个同类物镜(文献[64,65,106])进行对比,四个物镜都属于平场复消色差物镜,但是在放大倍率、数值孔径等方面有所差别。表12-6为四个物镜设计指标对比,表12-7为四个物镜设计的性能对比,表中δ表示焦深。由于设计指标的提升,我们的设计结构比其他三种参考的物镜片数增加了1～4片,性能基本相近甚至优于参考物镜,如我们设计的物镜畸变均小于参考物镜的畸变,0.7孔径处的色差小于参考物镜2、参考物镜3。设计采用独特的结构与设计思想,虽然透镜片数略有增加,但在数值孔径、视场、光谱范围等总体指标与成像质量方面具有明显综合优势。

表12-6　物镜指标对比

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表12-7　物镜性能对比

本节对宽光谱、大NA、复消色差、平场荧光显微物镜的设计过程做了细致的阐述,其中的选型方法具有一定的参考价值。从装配加工难度角度考虑,设置前组承担主要光焦度,是装调过程中的调节组分,中间组及后组为低光焦度组分,复消色差材料如CaF2设置在中间组,显著放松了CaF2等材料的加工要求;中间组内的光焦度分配根据先确定的前组及后组结构和选定的玻璃材料参数求解,结合ZEMAX自动优化功能实现整体物镜的平场复消色差。结果显示在0.8视场内弥散斑半径小于艾里斑半径,斯切列尔比大于0.8,全视场斯切列尔比小于0.6,像质接近衍射极限,符合多种癌细胞突变基因检测要求。通过与近4年来同类型的物镜对比,证明了本项目组设计在数值孔径、光谱范围等参数指标以及成像性能方面形成了综合优势。