Les microscopes sont souvent utilisés pour visualiser des objets trop petits pour être vus par l’œil. Ils conviennent généralement à l’analyse scientifique de matériaux ainsi qu’à l’étude d’échantillons biologiques au niveau cellulaire. La lumière d’un échantillon sur une lame de verre traverse d’abord les objectifs du microscope, qui déterminent la résolution des images produites. Plusieurs objectifs peuvent être incorporés dans un microscope pour fournir le grossissement souhaité. Ces pièces de microscope sont généralement construites avec un boîtier extérieur et une série de lentilles à l’intérieur.
Pour construire des objectifs de microscope, une série de petites lentilles sont généralement montées à l’intérieur d’un cylindre. L’ensemble est alors généralement placé dans un barillet, et un rebord métallique est placé à l’extrémité pour verrouiller la lentille ou quelques-unes d’entre elles dans l’objectif. Des entretoises et des vis sont souvent utilisées pour régler la mise au point et la qualité de l’image. La limite de résolution du microscope dépend généralement de la longueur d’onde et de l’angle de la lumière capturée par l’objectif, tandis que la réfraction entre la lentille frontale et l’échantillon observé peut affecter la clarté.
Le niveau de grossissement, l’indice de réfraction et d’autres détails sur l’utilisation de l’objectif sont souvent inscrits sur le canon extérieur. Les inscriptions peuvent également indiquer quelle doit être l’épaisseur optimale du verre de protection sur la lame pour une image claire. Certains objectifs de microscope sont utilisés dans des conditions sèches, tandis que d’autres nécessitent de placer de l’huile entre la lentille et l’échantillon ; ceci est souvent indiqué à l’extérieur également. La distance focale et le type d’objectif peuvent également être affichés.
Les objectifs de microscope présentent généralement des caractéristiques telles que la profondeur de champ, la plage de mise au point dans laquelle la netteté d’une image est la même. Habituellement, plus l’ouverture de l’objectif, ou ouverture, de l’objectif est large, plus la profondeur de champ est faible. D’autres aspects importants incluent la distance de travail, ou l’espace entre la lentille frontale et le verre de protection, ou l’échantillon s’il n’y a pas de revêtement. Dans les objectifs de microscope conçus pour fonctionner à proximité de l’échantillon, un mécanisme appelé butée de rétraction peut verrouiller les unités en place et empêcher la propagation de matériaux tels que l’huile le long de la lame.
Les erreurs optiques sont souvent évitées lorsque les objectifs de microscope comportent des éléments de correction indépendants de l’oculaire. Des revêtements antireflets sont également souvent placés sur les lentilles d’objectif, pour transmettre les rayons lumineux plus efficacement. La taille de la pupille de sortie, au niveau de l’ouverture arrière de l’objectif, peut limiter la lumière qui la traverse ; une ouverture plus petite réduit généralement l’éclairage et donc la qualité de l’image.