长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
为了实现对细胞工厂中细胞的实时监测, 设计一款高分辨率、长工作距离的视频显微镜。采用卡塞格林式物镜与折射式显微系统相结合的设计方法, 在反射式系统中加入厚弯月形透镜补偿系统产生的像差, 缩短光学系统的横向尺寸, 校正像差。针对被观察细胞的具体特征, 设计了一种工作距离100mm、分辨率1.2μm、线视场2mm的视频显微镜, 达到高清水平, 系统很好地校正色差、球差、场曲和畸变, 达到了平场消色差显微镜的要求。实现对细胞状态的高清实时监测。
视频显微镜 高清 长工作距 折反射式 video microscope high definition long working distance catadioptric
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
干涉显微物镜是干涉测量显微镜的关键部件，在微纳表面三维形貌测量中应用广泛。设计了一款无限远共轭大倍率Mirau干涉显微物镜，其放大倍率为50×，数值孔径为0.5。基于系统长工作距的特性，干涉物镜采用反远距物镜结构。根据二级光谱理论，分析了干涉物镜的二级色差校正，合理选择了玻璃材料和初始结构。利用光学设计软件Code-V进行系统优化设计，设计结果表明，光学系统全视场范围内在800 lp/mm处的调制传递函数大于0.3，其他各项指标满足设计要求。通过非序列模式建模对所设计的干涉物镜进行光线追迹，仿真分析得到清晰的牛顿环干涉图，结果验证了设计的合理性。
光学设计 Mirau干涉显微物镜 长工作距 二级光谱 干涉图 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 112205
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
视频显微镜随着CCD探测器的发展得到了广泛应用。但其工作距离受以往折射式光学系统的限制, 工作距离较短, 影响了其应用范围。分析了长工作距视频显微镜的像差特点, 并结合其长工作距离, 利用光学设计软件Zemax进行光学成像效果的仿真, 给出了工作距84.5 mm, 数值孔径0.16, 光学放大倍率5倍, 物方线视场1.2 mm, 分辨率7.7 μm的折反射式显微镜光学系统的设计结果。
视频显微镜 长工作距 光学设计 折反射式 video microscope long working distance optical design catadioptric configuration
基于目前国内对于细胞工厂（1~40层培养皿）监测观察方法的局限性，为了方便观察，节省时间，提高工作效率，设计出一款用于监测“细胞工厂”中培养细胞的长工作距离的视频显微物镜。设计利用卡塞格林反射系统，放大倍率为5×，工作距离85 mm，数值孔径(NA)达到0.3，根据培养皿中的细胞大小，经过计算，运用ZEMAX软件进行模拟，配以维视图像生产的MV-200UC 1/3″电荷耦合器件(CCD)进行观察，接以视频显示器二次放大，总放大倍率M在200倍左右，系统分辨的最小距离在1.1 μm左右，满足分辨培养皿细胞的要求。
光学设计 高分辨率 细胞工厂 长工作距 显微物镜 中国激光
2014, 41(10): 1016002
