Upotus (mikroskooppisen havainnoinnin upotusmenetelmä) optisessa mikroskopiassa on nesteen lisäämistä mikroskoopin linssin ja tarkasteltavan kohteen väliin kirkkauden lisäämiseksi ja kuvan suurennuksen rajojen laajentamiseksi.
Upotusjärjestelmä on optinen järjestelmä, jossa ensimmäisen linssin ja kohteen välinen tila on täytetty nesteellä. Tällä tavalla levitettyä nestettä kutsutaan immersioksi .
Mikroskoopin resoluution peruskaavasta: d = 0,61λ / A, seuraa, että resoluutioraja määräytyy objektiivin A aallonpituuden λ ja numeerisen aukon perusteella. Koska aallonpituutta ei aina ole mahdollista muuttaa ( varsinkin jos tutkimus suoritetaan valkoisessa valossa), niin paremman resoluution saavuttamiseksi yleensä käytetään objektiivia, jolla on suurempi numeerinen aukko.
Kuitenkin "kuivalle" linssille, jonka väliaineen taitekerroin sen etulinssin edessä on n = 1, objektiivin numeerisen aukon maksimiarvo ei voi ylittää arvoa noin 0,95.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi otetaan upotusneste, jonka taitekerroin n 2 ja etulinssin taitekerroin n 3 valitaan tietyllä tavalla. OP-objektin yhdestä pisteestä lähtevät säteet kulkevat taittumatta immersiokalvon läpi, ja objektiivin etulinssi voi "vastaanottaa" ne.
Tässä tapauksessa numeerinen aukko kasvaa ja resoluutioraja pienenee kertoimella n2 .
Mikroskoopin linssien laskennassa huomioidaan upotusnesteen optiset parametrit (taitekerroin ja dispersio ), kun korjataan optisen järjestelmän poikkeavuuksia (korjataan kentän kaarevuutta, pallomaisia ja kromaattisia aberraatioita).
Käytä:
Luonnollista setriöljyä käytettiin ensimmäisenä upotusnesteenä. Sen suurin haitta oli kuitenkin ominaisuuksien muuttuminen ajan myötä. Ilmassa neste tiivistyi vähitellen hartsin muodostumiseen ja kovettumiseen asti, taitekerroin muuttui.
1900-luvulla alettiin valmistaa ja nyt käytetään vain synteettistä upotusöljyä, jolla ei ole tätä haittaa.
Uskotaan, että ensimmäinen sarjamikroskooppi lasketulla öljyimmersioobjektiivilla ilmestyi vuonna 1878 .
Upotusöljyn pääparametrit on standardoitu.
GOST 13739-78 "Immersioöljy" mukaan: taitekerroin n d = 1,515±0,001; läpäisy 1 mm paksuisessa kerroksessa spektrialueella 500-720 nm - 95 %, 400-480 nm - 92 %. Upotusöljyä tulee käyttää noin +20 °C lämpötilassa.
Kansainvälisen standardin ISO 8036/1 "Immersion Oil" mukaan: taitekerroin n e = 1,518 + 0,0005; läpäisy 10 mm paksussa kerroksessa spektrialueella 500-760 nm - 95 %, 400 nm - 60 %.
Kansainvälisen standardin ISO 8036-1/2 "Immersioöljy luminesenssiöljy" mukaan: läpäisykyky 10 mm paksussa kerroksessa spektrialueella 500-700 nm - 95%, 365-400 nm - 60%.
Tietyt erot standardeissa tarkoittavat erityisesti tietyn linssin suorituskyvyn mahdollista heikkenemistä öljyllä, joka ei vastaa sitä. Tämän seurauksena voi olla:
Glyseriini - löydetty käyttö upotusnesteenä sähkömagneettisten aaltojen ultraviolettialueen siirron vuoksi. Sitä käytetään tietyn pitoisuuden vesiliuoksen muodossa. Ensimmäinen glyseriiniimmersion tavoite laskettiin vuonna 1867 .
Tislattua vettä käytetään. Uskotaan, että ensimmäistä kertaa laskettu veteen upotettu objektiivi tuotiin sarjamikroskooppiin vuonna 1850 .
Useiden upotuslinssien suunnittelu sisältää korjauskehykset. Niiden asennus määrittää objektiivin ja suojalasin linssijärjestelmän tarkan suhteellisen sijainnin. Tämän suhteellisen asennon tarkkuudella on suurin vaikutus mikroskoopin optisen järjestelmän pallopoikkeaman kompensointiin.
Linssin kotelossa on yleensä merkintä:
Vastaavasti korjauskehykseen sovelletaan tiettyä arvoa, jonka alle tämä linssin ja kehyksen yhdistelmä kompensoidaan. Korjaavat kehykset on vaihdettava seuraavissa tapauksissa:
Objektiivi, joka on suunniteltu toimimaan erilaisten upotusnesteiden kanssa (yleensä "vesi-öljy-glyseriini" tai kaksi upotusjärjestelmää eri yhdistelmissä) sekä "kuivaupotus"-versioissa, vaatii kompensointia taitekertoimien erosta. .
Työskentely tavallisella peitinlasilla (n = 1,52) edellyttää myös peitinlasin paksuuden korjausta, jos linssi on suunniteltu veteen (n = 1,33) tai glyseroliin (n = 1,47) upotettavaan. Tällaisten laitteiden rungossa on kirjainmerkit, jotka osoittavat korjausrenkaan oikean asennon tietyntyyppiselle nesteelle, ja tämän merkin sisällä on ilmoitettu kansilasien paksuudet, joilla pallopoikkeaman kompensointi on minimaalista.
Robert Hooke oli ensimmäinen tiedemies, joka selitti immersiotekniikan Lectures and Collections -luennossa vuonna 1678 . Raportin tekstin hän julkaisi kirjassaan "Microscopium" samana vuonna. Tästä tapahtumasta alkaa uppolinssien historia.
David Brewster ehdotti vuonna 1812 immersiota keinona korjata linssin kromaattisia aberraatioita, ja noin 1840 Giovanni Battista Amici (1786-1868) teki ensimmäiset immersioobjektiivit. Upotusnesteenä käytettiin anisöljyjä, koska niiden taitekerroin oli lähinnä lasin taitekerrointa.
Tässä tapauksessa ei kuitenkaan asetettu aukon suurentamista. Amici ymmärsi tämän ongelman. Mutta objektilasien korkeiden kustannusten vuoksi 1800-luvun mikroskoopit eivät vielä kiinnittäneet riittävästi huomiota öljyupotukseen. Tämän seurauksena hän uppoutui veteen. Vuonna 1853 hän suunnitteli vesiimmersiivisen linssin ja esitteli sen vuonna 1855 Pariisissa.
Robert Tall (1820-1883) loi vuonna 1858 objektiivin, jossa oli vaihdettavat etulinssit: yksi kuivakäyttöön ja toinen veteen upotettavaan.
Edmund Hartnal (1826-1891) esitteli vuonna 1859 ensimmäiset vesiupotusobjektiivinsa korjausrenkaalla. Seuraavien 5 vuoden aikana hän myi noin 400 kappaletta. Tämä loi vesiimmersiivisten linssien tuotannon puomin monien saksalaisten mikroskooppien valmistajien keskuudessa, kuten Bruno Hazert Eisenachissa, Kellner Wetzlarissa, G&S Merz Münchenissä ja Hugo Schroder Hampurissa. Hartnalin immersiolinssejä pidettiin kuitenkin parhaimpana.
Pariisi. 1867 Ernst Gundlach (1834-1908), joka halusi käyttää upotusainetta, jolla on korkeampi taitekerroin kuin vedellä, suunnitteli ja esitteli yleisnäyttelyssä glyseriinilinssin.
Zeissin Jenan optiset työpajat valmistivat vuonna 1871 ensimmäiset vesiuppolinssit. Ja jo vuonna 1872 Carl Zeiss esitteli Abben vesiuppolinssit. Zeissin tuolloinen luettelo tarjosi 3 linssiä, joissa kaikissa oli 180° näkökenttä. Niillä oli erilaiset työskentelyetäisyydet, mutta vakio numeerinen aukko 1,0; linssissä numero 3 oli korjausrengas pallopoikkeaman kompensoimiseksi.
Vuonna 1871 Toll esitteli uuden löydön: homogeeniseen (öljy)immersioon hän käytti kanadalaista balsami -immersioväliainetta , jolla on sama taitekerroin kuin silloin yleisesti käytetyllä kruunulasilla. Elokuussa 1873 hän teki kolmilinsisen objektiivin homogeenista öljyimmersiota varten, jonka numeerinen aukko A = 1,25. Tämä saavutus tunnustettiin mikroskooppien ennätykseksi. Mutta samassa kuussa hänen suunnittelemansa glyseriini-upotusobjektiivi saavutti numeerisen aukon A = 1,27.
Elokuusta 1877 lähtien Carl Zeiss aloitti Abbe öljyimmersioobjektiivien valmistuksen. Juuri heistä tuli tunnetuimpia "öljy" upotuslinsseinä. Vuonna 1879 Ernst Abbe raportoi Jena Medical and Natural Science Societylle , että hänen käsitykseensä öljyimmersiotavoitteista vaikutti J. W. Stevensonin työ.
Vuonna 1879 Ernst Abbe teki yhteenvedon upotusjärjestelmien kehityksestä ja kokeistaan artikkelissa "New Methods for Improving Spherical Correction" (On New Methods for Improving Spherical Correction), joka julkaistiin Royal Microscopical Societyssa. Hänen tärkein lisäyksensä oli, että homogeeniset upotusjärjestelmät mahdollistavat suurimman aukon saavuttamisen kaikilla käytettävissä olevilla optisilla materiaaleilla.
Robert Koch oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, joka käytti Abben öljyimmersioobjektiivia ja Abben lauhdutinjärjestelmää.
Vuonna 1904 Carl Zeiss valmisti 10 000. öljyimmersiolinssin.