Eine kurze Diskussion über die Hauptmängel, die die Leistung des Mikroskops einschränken
Aufgrund von Defekten im Objektiv müssen alle idealen Strahlengangdiagramme korrigiert werden. Diese Mängel begrenzen die Auflösung des Mikroskops, tragen aber paradoxerweise dazu bei, eine bessere Schärfentiefe und Tiefenschärfe des Mikroskops zu erzielen.
Unter paraxialen Bedingungen, das heißt, wenn Elektronen mit einem kleinen Winkel zwischen ihrer Flugbahn und der optischen Achse an der Abbildung teilnehmen, werden alle Punkte auf derselben Objektebene auf einer Gaußschen Bildebene mit Einzelwerten und ohne Verformung abgebildet. In der Realität erfüllen die an der Bildgebung beteiligten Elektronen jedoch nicht vollständig die theoretisch festgelegten paraxialen Bedingungen, und das resultierende Objektbild kann unscharf oder verzerrt sein.
Gegenwärtig gibt es viele Defekte an Linsen, und alle Defekte können in Bildern oder Beugungsmustern beobachtet werden. In der Praxis benötigen die meisten Menschen jedoch kein umfassendes Verständnis davon. Hier stellen wir die wichtigsten Einschränkungen der Mikroskopleistung vor, einschließlich sphärischer Aberration, chromatischer Aberration und Astigmatismus.
1. Ballunterschied
Seitdem der Begriff Aberration erstmals in den optischen Hauptkomponenten des Hubble-Teleskops erwähnt wurde, wird er immer häufiger verwendet. Dieser Defekt wird durch die ungleichmäßige Wirkung des Linsenfelds auf außeraxiale Strahlen verursacht. Bei elektromagnetischen Linsen gilt: Je weiter die Elektronen von der Achse entfernt sind, desto stärker werden sie abgelenkt, was zur Bildung einer Scheibe einer bestimmten Größe führt, nachdem das punktförmige Objekt gebrochen wird. Dies schränkt die Möglichkeit ein, die Details des Objekts zu vergrößern, da die Details während des Bildgebungsprozesses verkleinert werden.
Der Effekt der sphärischen Aberration wird in der folgenden Abbildung dargestellt, in der ein Punkt wie Objekt P ein Bild auf der Gaußschen Ebene P erzeugt. Dies sieht nicht wie ein Punkt zwei aus, es ist ein zentraler heller Bereich hoher-Intensität mit einem umgebenden Halo.
Die sphärische Aberration ist der wichtigste Faktor bei der Objektivlinse, da sie die Qualität von TEM-Bildern verringert und alle anderen Linsen die dadurch verursachten Fehler vergrößern. Kugelaberration ist in den Fokussierungsspiegeln von AEM und STEM gleichermaßen schädlich, da beide große Anregungsströme erfordern, um den kleinsten Elektronenstrahlfleck zu bilden. Die Funktionalität, die alle TEM-Formen an der Auflösungsgrenze erreichen können, wird durch die sphärische Aberration nahezu eingeschränkt, weshalb die Menschen so begeistert von der Möglichkeit sind, die sphärische Aberration zu korrigieren.
