מה ההבדל בין מערכת אופטית סופית לאינסופית?

מטרות מאפשרות למיקרוסקופים לספק תמונות מוגדלות ואמיתיות והן, אולי, הרכיב המורכב ביותר במערכת מיקרוסקופ בגלל העיצוב הרב-אלמנטים שלהם. אובייקטים זמינים עם הגדלות הנעות בין 2X - 100X. הם מסווגים לשתי קטגוריות עיקריות: סוג השבירה המסורתי והרפלקטיבי. מטרות משמשות בעיקר עם שני עיצובים אופטיים: עיצובים מצומדים סופיים או אינסופיים. בעיצוב אופטי סופי, האור מנקודה ממוקדת לנקודה אחרת בעזרת כמה אלמנטים אופטיים. בעיצוב מצומד אינסופי, האור המתפצל מנקודה נעשה מקביל.

לפני שהוצגו מטרות מתוקנות אינסוף, לכל המיקרוסקופים היה אורך צינור קבוע. למיקרוסקופים שאינם משתמשים במערכת אופטית מתוקנת אינסוף יש אורך צינור מוגדר - כלומר, מרחק מוגדר מהאף שבו המטרה מחוברת לנקודה שבה העין יושבת בצינור העין. האגודה המיקרוסקופית המלכותית תיקנה את אורך צינור המיקרוסקופ ל-160 מ"מ במהלך המאה התשע-עשרה ותקן זה היה מקובל במשך למעלה מ-100 שנים.

כאשר מוסיפים אביזרים אופטיים כגון תאורה אנכית או אביזר מקטב לנתיב האור של מיקרוסקופ באורך צינור קבוע, למערכת האופטית שפעם מתוקנתה באופן מושלם יש כעת אורך צינור יעיל גדול מ-160 מ"מ. על מנת להתאים את השינוי באורך הצינור נאלצו היצרנים להציב אלמנטים אופטיים נוספים באביזרים על מנת לבסס מחדש את אורך הצינור של 160 מ"מ. זה הביא בדרך כלל להגדלה מוגברת והפחתת האור.

יצרנית המיקרוסקופים הגרמנית רייכרט החלה להתנסות במערכות אופטיות מתוקנות אינסוף בשנות ה-30. עם זאת, מערכת האינסוף האופטית לא הפכה למקום נפוץ עד שנות ה-80.

מערכות אופטיות אינפיניטי מאפשרות הכנסת רכיבי עזר, כגון מנסרות ניגודיות הפרעות דיפרנציאליות (DIC), מקטבים ומאירי אפי פלואורסצנטי, לנתיב האופטי המקביל בין המטרה לעדשת הצינור עם השפעה מינימלית בלבד על תיקוני מיקוד וסטייה.

בעיצוב אופטי אינסופי, או מתוקן אינסוף, אור ממקור הממוקם באינסוף ממוקד עד לכתם קטן. באובייקטיב, הנקודה היא האובייקט הנבדק ואינסוף נקודות לכיוון העינית, או החיישן אם משתמשים במצלמה. סוג זה של עיצוב מודרני משתמש בעדשת צינור נוספת בין האובייקט לעינית על מנת לייצר תמונה. למרות שהעיצוב הזה הרבה יותר מסובך מהמקביל המצומד הסופי שלו, הוא מאפשר הכנסת רכיבים אופטיים כגון מסננים, מקטבים ומפצלי אלומה לנתיב האופטי. כתוצאה מכך, במערכות מורכבות ניתן לבצע ניתוח והפקה נוספים של תמונה. לדוגמה, הוספת מסנן בין האובייקטיב לעדשת הצינור מאפשרת לצפות באורכי גל ספציפיים של אור או לחסום אורכי גל לא רצויים שאחרת היו מפריעים להגדרה. יישומי מיקרוסקופיה פלואורסצנטית משתמשים בסוג זה של עיצוב. יתרון נוסף של שימוש בעיצוב מצומד אינסופי הוא היכולת לשנות את ההגדלה בהתאם לצרכי היישום הספציפיים. מכיוון שההגדלה האובייקטיבית היא היחס בין אורך המוקד של עדשת הצינור
(fTube Lens)לאורך המוקד האובייקטיבי (fObjective)(משוואה 1), הגדלה או הקטנה של אורך המוקד של עדשת הצינור משנה את הגדלה האובייקטיבית. בדרך כלל, עדשת הצינור היא עדשה אכרומטית עם אורך מוקד של 200 מ"מ, אך ניתן להחליף גם אורכי מוקד אחרים, ובכך להתאים אישית את ההגדלה הכוללת של מערכת המיקרוסקופ. אם המטרה היא מצומדת אינסופית, יהיה סמל אינסוף הממוקם על גוף המטרה.
1 mObjective=fTube Lens/fObjective