顯微鏡像差的分類

顯微鏡像差的分類

上一篇文章介紹了“顯微鏡的像差”現在就由上海巴拓儀器有限公司介紹一下顯微鏡像差的分類：

影響結像性能的像差可按下圖9-2分類。

  賽德爾(Seidel)像差=“點像的擴展”+“成像面彎曲”+“形狀畸變”

  上述的(1)到(3)是不符合圖9-1中理想成像條件(i)的“點像的擴展”，(4)是不符合(ii)的“成像面彎曲”，(5)是不符合(iii)的“形狀畸變”

  而(6)、(7)則是由光學系統中使用的玻璃材料的特性產生的成像的“色滲”。此外，由于“點像的擴展”也包含了衍射的影響，把光作為波考慮并且考慮到相位的“波面像差”也屬于“點像的擴展”

  (1)球差(球面像差)

  軸上的物點發出的光線入射進透鏡時，數值孔徑(NA)越大的光線，其折射越強，與光軸相交時偏離理想成像的位置也就越大。這種由于數值孔徑(NA)的差而造成的成像位置不同的像差被稱為“球差”。(“球差”與數值孔徑的3次方成比例。)

  對物鏡而言，數值孔徑(NA)越大分辨率越高，但存在球面像差惡化的傾向。上海巴拓儀器有限公司的顯微鏡，使得高數值孔徑(NA)的物鏡也保持有良好的光學性能。

  (2)慧差

  即使對球差作很小的校正，軸外物點發出的光線也無法集中于成像平面上的一點，形成像彗星尾巴一樣的不對稱模糊。這就叫做慧差。

  (3)像散

  校正了球差和慧差的透鏡，軸外物點的像仍可能無法結成一點，而是以同心圓方向分布的線上成像以及放射狀方向分布的線上成像分離。這就叫“像散”。產生 像散時；在焦點位置的前后，縱向、橫向上點像會產生模糊。

  (4)場曲

  在垂直于光軸的平面上的物體的成像面，未必是與光軸垂直的平面，一般都成為彎曲的面。這個現象被稱為“場曲像差”。產生場曲像差時．成像位置會在我場周圍出現偏移。如果將焦點對準像的中心，像的周圍會出現模糊。為了使整幅圖像，包括圖像周圍也很清晰，就需要完全校正該像差

  (5)畸變

  物體平面上的形狀與成像面上的形狀不相似的現象稱為“畸變”。產生畸變時．如圖9-6所示的正方形的像會變成桶形或枕形。

  顯微鏡光學系統包含一定的畸變。產生畸變時，可能會導致檢測形狀的結構發生謬誤。若利用顯微鏡進行精確測量，必須對這一畸變像差非常小心．例如，利用像差校正功能進行修正。

  (6)色差

  光學系統中使用的玻璃具有不同波長產生不同折射率的特性。因此，每種波長的焦距不同，會引起成像位置的偏移。這個現象被稱為“色差”，光軸上軸方向的偏移叫，“軸色差”(也叫縱向色差)，結像平面上的偏移稱為“倍率色差”。