6 Faktoren, die die Mikroskopauflösung beeinflussen
1. Farbunterschied
Chromatische Aberration ist ein schwerwiegender Fehler in der Linsenabbildung, der auftritt, wenn polychromatisches Licht die Lichtquelle ist und monochromatisches Licht keine chromatische Aberration erzeugt. Weißes Licht besteht aus sieben Arten von Rot, Orange, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Lila. Die Wellenlängen verschiedener Lichter sind unterschiedlich, daher ist auch der Brechungsindex beim Durchgang durch die Linse unterschiedlich. Auf diese Weise kann ein Punkt auf der Objektseite einen Farbfleck auf der Bildseite bilden.
Die chromatische Aberration umfasst im Allgemeinen die chromatische Aberration der Position und die chromatische Aberration der Vergrößerung. Durch die chromatische Lageabweichung erscheint das Bild an jeder Position unscharf und unscharf. Durch die chromatische Aberration bei der Vergrößerung weist das Bild farbige Ränder auf.
2. Ballaberration
Die sphärische Aberration ist der Unterschied in der monochromatischen Phase von Punkten auf der Achse aufgrund der sphärischen Oberfläche der Linse. Das Ergebnis der sphärischen Aberration ist, dass ein Punkt nach der Abbildung kein heller Fleck mehr ist, sondern ein heller Fleck mit einem hellen Zentrum und allmählich unscharfen Rändern. Dadurch wird die Bildqualität beeinträchtigt.
Die Korrektur der sphärischen Aberration wird normalerweise durch die Linsenkombination eliminiert. Da die sphärische Aberration von konvexen und konkaven Linsen entgegengesetzt ist, können konvexe und konkave Linsen aus unterschiedlichen Materialien zusammengeklebt werden, um sie zu beseitigen. Bei Mikroskopen alter Art wird die sphärische Aberration der Objektivlinse nicht vollständig korrigiert und sollte mit dem entsprechenden Kompensationsokular abgestimmt werden, um den Korrektureffekt zu erzielen. Im Allgemeinen wird die sphärische Aberration neuer Mikroskope durch die Objektivlinse vollständig eliminiert.
3. Koma
Koma ist eine monochromatische Aberration an einem Punkt außerhalb der Achse. Wenn ein außeraxialer Objektpunkt durch einen Strahl mit großer Apertur abgebildet wird und die emittierten Strahlen durch die Linse gehen und sich nicht an einem Punkt schneiden, hat das Bild eines Lichtpunkts die Form eines Kommas, das geformt ist wie ein Komet, daher wird es „Koma-Aberration“ genannt.
4. Astigmatismus
Astigmatismus ist auch die monochromatische Phasendifferenz außerhalb der Achse, die sich auf die Schärfe auswirkt. Wenn das Sichtfeld groß ist, ist der Objektpunkt am Rand weit von der optischen Achse entfernt und der Strahl neigt sich stark, was nach dem Durchgang durch die Linse zu Astigmatismus führt. Durch Astigmatismus wird der ursprüngliche Objektpunkt nach der Abbildung zu zwei getrennten und senkrechten kurzen Linien, und nach der Synthese auf der idealen Bildebene entsteht ein elliptischer Fleck. Astigmatismus wird durch komplexe Linsenkombinationen beseitigt.
5. Feldlied
Die Feldkrümmung wird auch „Feldkrümmung“ genannt. Wenn die Linse eine Bildfeldkrümmung aufweist, fällt der Schnittpunkt des gesamten Strahls nicht mit dem idealen Bildpunkt zusammen. Obwohl an jedem einzelnen Punkt ein klarer Bildpunkt erhalten werden kann, ist die gesamte Bildebene eine gekrümmte Oberfläche. Dadurch ist die gesamte Phasenoberfläche bei der Spiegelinspektion nicht klar erkennbar, was die Beobachtung und Aufnahme von Bildern erschwert. Daher handelt es sich bei den Objektiven von Forschungsmikroskopen in der Regel um Planobjektive, die hinsichtlich der Feldkrümmung korrigiert wurden.
6. Verzerrung
Zusätzlich zur Bildfeldkrümmung beeinflussen die verschiedenen oben erwähnten Phasenunterschiede die Schärfe des Bildes. Eine weitere Phasendifferenz ist die Verzerrung, die Konzentrizität des Strahls wird dadurch nicht zerstört. Daher wird die Schärfe des Bildes nicht beeinträchtigt, das Bild wird jedoch mit dem Originalobjekt verglichen, was zu Formverzerrungen führt.
(1) Wenn sich das Objekt außerhalb der doppelten Brennweite der Objektseite des Objektivs befindet, wird innerhalb der doppelten Brennweite der Bildseite und außerhalb des Brennpunkts ein verkleinertes invertiertes reales Bild erzeugt;
(2) Wenn sich das Objekt auf der doppelten Brennweite der Objektseite des Objektivs befindet, entsteht auf der doppelten Brennweite der Bildseite ein umgekehrtes reales Bild derselben Größe.
(3) Wenn sich das Objekt innerhalb der doppelten Brennweite der Objektivobjektseite und außerhalb des Brennpunkts befindet, wird außerhalb der doppelten Brennweite der Bildseite ein vergrößertes invertiertes reales Bild erzeugt;
(4) Wenn sich das Objekt im Brennpunkt des Linsenobjekts befindet, kann das Bild nicht abgebildet werden;
(5) Wenn sich das Objekt im Brennpunkt der Linsenobjektseite befindet, wird auf der Bildseite kein Bild erzeugt, und auf der gleichen Seite der Linsenobjektseite, die weiter vom Objekt entfernt ist, wird ein vergrößertes aufrechtes virtuelles Bild erzeugt .
Auflösung Die Auflösung eines Mikroskops bezeichnet den minimalen Abstand zwischen zwei Objektpunkten, der vom Mikroskop deutlich unterschieden werden kann, auch „Diskriminierungsrate“ genannt. Die Berechnungsformel lautet σ=λ/NA, wobei σ der minimale Auflösungsabstand ist; λ ist die Wellenlänge des Lichts; NA ist die numerische Apertur der Objektivlinse. Die Auflösung der sichtbaren Objektivlinse wird durch zwei Faktoren bestimmt: den NA-Wert der Objektivlinse und die Wellenlänge der Beleuchtungsquelle. Je größer der NA-Wert, desto kürzer ist die Wellenlänge des Beleuchtungslichts und je kleiner der σ-Wert, desto höher ist die Auflösung. Um die Auflösung zu erhöhen, also den Wert von σ zu verringern, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
(1) Reduzieren Sie den Wellenlängen-λ-Wert und verwenden Sie eine kurzwellige Lichtquelle.
(2) Erhöhen Sie den mittleren n-Wert, um den NA-Wert (NA=nsinu/2) zu erhöhen.
(3) Erhöhen Sie den Wert des Öffnungswinkels u, um den NA-Wert zu erhöhen.
(4) Erhöhen Sie den Kontrast zwischen Hell und Dunkel.
