Superapochromat: Design, Glasauswahl und Toleranzbetrachtung am Beispiel eines 100x Mikroskopobjektivs

In der optischen Messtechnik, insbesondere für die Halbleiterindustrie, werden in jüngster Zeit immer häufiger multispektrale Analyseverfahren eingesetzt. Man möchte über einen großen Wellenlängenbereich die Messdaten möglichst schnell erfassen, ohne den nötigen Zeitaufwand für eine Nachfokussierung für einzelnen Wellenlängenbereiche hinnehmen zu müssen. In Zusammenhang mit einer hohen räumlichen Auflösung erfordert dies hochaperturige Mikroskopobjektive mit einem sehr kleinen Farblängsfehler, für einen Spektralbereich der deutlich über das übliche Spektrum typischer Apochromate von 436 nm bis 656 nm hinausgeht. Objektive die für einen deutlich größeren Spektralbereich korrigiert sind, werden häufig als Superapochromate bezeichnet. Vorgestellt wird eine Designstudie eines hochaperturigen Mikroskopobjektivs mit einer 100-fachen Vergrößerung, das für einen Wellenlängenbereich von 400 nn bis 900 nm einen Farblängsfehler kleiner 75 nm aufweist. Die für die geplante Applikation mit einem Objektfelddurchmesser von 80 µm geforderten Verzeichnung kleiner 0,015% konnte realisiert werden. Das Design zeigt auf der optischen Achse einen polychromatischen Strehlwert größer 99%, am Feldrand 98% und kann somit als auskorrigiert betrachtet werden. Es wird die Glasauswahl sowie die Toleranzanforderungen diskutiert. 58 design (Beispiele / Designlösungen) Cornelius Hecker D O N N E R S T A G