Wir arbeiten kontinuierlich daran, die Forschung in den Bereichen Biowissenschaften, Industrie und Medizin durch die Entwicklung hochwertiger optischer Geräte, Komponenten und Zubehörteile voranzubringen. Dazu stellen wir den Herstellern von Bildanalyse- und Mikroskop-Bildgebungssystemen unter anderem die neuesten Hochleistungsobjektive für den Einbau in ihre Geräte zur Verfügung.
Bei unseren Gesprächen mit Herstellern hören wir oft, dass sie Schwierigkeiten haben, mit ihren Geräten eine gleichbleibend gute Bildqualität zu erreichen. Selbst Hersteller, die Hochleistungsgeräte entwickeln, können die zugesicherte Qualität, die Kosten und die Lieferzeit nicht einhalten, wenn bei ihren Fertigungsprozessen aufgrund von Leistungsmängeln der verwendeten Mikroskopobjektive größere Abweichungen oder Fehler auftreten. Es sind Gespräche wie diese, die uns zu weiteren Innovationen anspornen.
Unser neuester Durchbruch sind die X Line Objektive. Diese Objektive brachten wir im Jahr 2019 auf den Markt. Sie bieten sowohl eine große numerische Apertur als auch eine deutliche Korrektur der chromatischen Aberration und eine hohe Bildplanität und sprengen damit die traditionellen Grenzen der Bildgebung. Außerdem ermöglichen diese Objektive die Kontrolle von Wellenfrontaberrationen und sind damit eine Lösung für Anbieter von Bildanalysesystemen und Mikroskopen zur Behebung von Problemen, die durch Schwankungen der Objektivleistung entstehen.
Die Standardmethode zur Messung der optischen Eigenschaften eines Objektivs ist die Bestimmung der Strehl-Zahl. Die Strehl-Zahl ist der in Prozent angegebene Quotient aus dem bei einem gegebenen optischen System mit Aberrationen erreichbaren Konvergenzverhältnis (der Intensität der Punktquelle) im Bildfeld eines idealen aplanatischen optischen Systems. Je höher die Strehl-Zahl ist, desto besser ist die Qualität eines optischen Systems. So haben beispielsweise unsere Objektive MPLAPON50X und MPLAPON100X eine Strehl-Zahl von 95 % oder höher.
Doch weshalb ist die Wellenfrontaberration so wichtig? Mehr dazu hier.
Wie die Kontrolle der Wellenfrontaberration Schwankungen der Objektivleistung reduziert
Leistungsverbesserungen bei Mikroskopobjektiven haben dazu geführt, dass die interne Struktur von Objektivlinsen immer komplexer und kleiner wird (Abbildung 1). Daher entstehen Qualitätsunterschiede der Objektive infolge von Fertigungsfehlern, was mitunter zu abweichenden Eigenschaften des Endprodukts führen.
Abbildung 1: Beispiel einer komplexen und kompakten Linsengruppe in einem Objektiv.
Um die Wahrscheinlichkeit solcher Abweichungen zu minimieren, messen die Techniker bei Olympus die Wellenfrontaberration während der Montage der X Line Objektive und einiger anderer Objektivtypen. Wellenfrontaberrationen werden durch die Abweichung des geformten Bildes von einem idealen Bild verursacht und stellen einen wichtigen Qualitätsparameter dar, der überprüft werden muss.
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Abbildung 2: Techniker von Olympus prüfen Wellenfrontaberrationen bei Mikroskop-Objektivlinsen. |
Wir messen und steuern die Wellenfrontaberration jedes einzelnen Objektivs, um es seinem Idealzustand (aberrationsfrei) näher zu bringen. So können wir Objektive herstellen, die deutlich weniger Schwankungen ihrer optischen Eigenschaften aufweisen als herkömmliche Objektive (siehe Abbildung 3 (a) weiter unten). Das Ergebnis ist eine gleichbleibende Qualität wie in Abbildung 3 (b) dargestellt.
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Abbildung 3: Beispiele für Wellenfronten. (a) Links: Wellenfront mit Aberration (herkömmliches Objektiv). (b) Rechts: Nahezu aberrationsfreie Wellenfront (X Line Objektiv). |
3 Gründe dafür, Objektive mit Wellenfrontaberrationskontrolle in ein Bildgebungsgerät zu integrieren
Hier sind die wichtigsten Gründe für die Integration von Objektivlinsen mit Wellenfrontaberrationskontrolle in ein Mikroskop:
- Führt zu stabilen Bildern mit hoher Qualität
Die Qualität eines Bildes bestimmt, wie schnell und genau es mit der Software eines Geräts vermessen werden kann. Objektive mit Wellenfrontaberrationskontrolle können eine stabile, hohe Bildqualität liefern. Wenn also Zuverlässigkeit beim Endprodukt eine Rolle spielt, ist die Verwendung eines Objekts mit Wellenfrontaberrationskontrolle ein Muss. - Kostensenkung
Ein Bildgebungsgerät, das wegen Schwankungen der Objektiveigenschaften nicht optimal arbeitet, verursacht zusätzliche Kosten. So kann es beispielsweise sein, dass das Objektiv ausgemustert und durch ein neues ersetzt werden muss. Bei Objektiven mit Wellenfrontaberrationskontrolle fallen solche Kosten nicht an. - Stabilisiert den Produktlieferplan
Ein Gerät, von dem hohe Leistung erwartet wird, erfordert zusätzliche Einstellungen zur Kompensation von Schwankungen der Objektiveigenschaften. Dies führt möglicherweise zu einer längeren Lieferzeit. Der Einsatz von Objektiven mit Wellenfrontaberrationskontrolle und daher gleichbleibender Bildqualität ermöglicht die Lieferung zu den zugesagten Terminen. Außerdem können zuverlässige Objektiven am Lager gehalten werden.
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