Objektive ermöglichen es Mikroskopen, vergrößerte, reale Bilder zu liefern, und sind aufgrund ihres aus mehreren Elementen bestehenden Aufbaus möglicherweise die komplexeste Komponente in einem Mikroskopsystem. Objektive sind mit Vergrößerungen von 2X – 100X erhältlich. Sie werden in zwei Hauptkategorien eingeteilt: den traditionellen refraktiven Typ und den reflektiven Typ. Objektive werden hauptsächlich mit zwei optischen Designs verwendet: endlichen oder unendlich konjugierten Designs. Bei einem endlichen optischen Design wird das Licht von einem Punkt mithilfe einiger optischer Elemente auf einen anderen Punkt fokussiert. Bei einem unendlich konjugierten Design wird das divergierende Licht von einem Punkt parallel gemacht.
Bevor unendlich korrigierte Objektive eingeführt wurden, hatten alle Mikroskope eine feste Tubuslänge. Mikroskope, die kein unendlich korrigiertes optisches System verwenden, haben eine bestimmte Tubuslänge – das heißt einen festgelegten Abstand vom Objektivrevolver, an dem das Objektiv befestigt ist, bis zum Punkt, an dem das Okular im Okular sitzt. Die Royal Microscopical Society standardisierte im 19. Jahrhundert die Länge der Mikroskopröhre auf 160 mm und dieser Standard wurde über 100 Jahre lang akzeptiert.
Wenn dem Lichtweg eines Mikroskops mit fester Tubuslänge optisches Zubehör wie eine vertikale Beleuchtung oder ein Polarisationszubehör hinzugefügt wird, verfügt das einst perfekt korrigierte optische System jetzt über eine effektive Tubuslänge von mehr als 160 mm. Um sich an die Änderung der Rohrlänge anzupassen, waren die Hersteller gezwungen, zusätzliche optische Elemente in das Zubehör einzubauen, um die Rohrlänge von 160 mm wiederherzustellen. Dies führte in der Regel zu einer stärkeren Vergrößerung und weniger Licht.
Der deutsche Mikroskophersteller Reichert begann in den 1930er Jahren mit der Entwicklung unendlich korrigierter optischer Systeme. Das optische Unendlichkeitssystem wurde jedoch erst in den 1980er Jahren allgemein verbreitet.
Optische Infinity-Systeme ermöglichen die Einführung von Hilfskomponenten wie DIC-Prismen (Differential Interference Contrast), Polarisatoren und Epi-Fluoreszenzbeleuchtungen in den parallelen optischen Pfad zwischen Objektiv und Tubuslinse mit nur minimaler Auswirkung auf Fokus- und Aberrationskorrekturen.
Bei einem unendlich konjugierten oder unendlich korrigierten optischen Design wird Licht von einer im Unendlichen platzierten Quelle auf einen kleinen Punkt fokussiert. Bei einem Objektiv ist der Punkt das zu untersuchende Objekt und die Unendlichkeit zeigt auf das Okular oder den Sensor, wenn eine Kamera verwendet wird. Dieses moderne Design verwendet eine zusätzliche Tubuslinse zwischen Objekt und Okular, um ein Bild zu erzeugen. Obwohl dieses Design viel komplizierter ist als sein endlich konjugiertes Gegenstück, ermöglicht es die Einführung optischer Komponenten wie Filter, Polarisatoren und Strahlteiler in den optischen Pfad. Dadurch können in komplexen Systemen zusätzliche Bildanalysen und Extrapolationen durchgeführt werden. Wenn man beispielsweise einen Filter zwischen dem Objektiv und der Tubuslinse einfügt, kann man bestimmte Lichtwellenlängen betrachten oder unerwünschte Wellenlängen blockieren, die andernfalls den Aufbau stören würden. Anwendungen in der Fluoreszenzmikroskopie nutzen diese Art von Design. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines unendlich konjugierten Designs ist die Möglichkeit, die Vergrößerung entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen zu variieren. Denn die Objektivvergrößerung ist das Verhältnis der Brennweite der Tubuslinse
(fTube Lens) zur Objektivbrennweite (fObjective) (Gleichung 1), durch Erhöhen oder Verringern der Tubenlinsenbrennweite ändert sich die Objektivvergrößerung. Typischerweise handelt es sich bei der Tubuslinse um eine achromatische Linse mit einer Brennweite von 200 mm, es können jedoch auch andere Brennweiten eingesetzt werden, wodurch die Gesamtvergrößerung eines Mikroskopsystems individuell angepasst werden kann. Wenn ein Ziel unendlich konjugiert ist, befindet sich auf dem Körper des Ziels ein Unendlichkeitssymbol.
1 mObjektiv=fTubusobjektiv/fObjektiv
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.09.2022