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顯微鏡的像差對成像的影響?以及常見的六種像差

2013-10-16  發布者:admin 

顯微鏡成象受各種象差的影響,顯微鏡的主要光學部件是物鏡,而物鏡有各種各樣的型號,比如消色差物鏡,平場物鏡等等,這些物鏡都是對應於要消除某種象差,從而提高成像質量的,例如消色差物鏡是用來消除色差,平場物鏡是用來消除場曲的.下麵就介紹一下顯微鏡一般存在的象差。

一 色差(Chromatic aberration)
發生在多色光為光源的情況下,單色光不產生色差。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍 紫 七種組成,各種光的波長不同 ,所以在通過透鏡時的折射率也不同,這樣物方一個點,在象方則可能形成一個色斑。

消除方法:
使用單色光(加入濾光片),光學設計消除
色差

顯微鏡 色差

二 球差(Spherical aberration)
球差是軸上點的單色相差,是由於透鏡的球形表麵造成的。球差造成的結果是,一個點成像後,不在是個亮點,而是一個中間亮 邊緣逐漸模糊的亮斑。從而影響成像質量。

消除方法:
使用凸、凹透鏡組合

球差

球差

三 慧差(Coma)
慧差屬軸外點的單色相差。軸外物點以大孔徑光束成象時,發出的光束通過透鏡後,不再相交一點,則一光點的象便會得到一逗點壯,型如慧星,故稱"慧差"。

消除方法:
使用軸向平行光

彗差
慧差

四 象散(Astigmatism)
象散也是影響清晰度的軸外點單色相差。當視場很大時,邊緣上的物點離光軸遠,光束傾斜大,經透鏡後則引起象散。象散使原來的物點在成象後變成兩個分離並且相互垂直的短線,在理想象平麵上綜合後,形成一個橢圓形的斑點。

消除方法:
通過複雜的透鏡組合來消除。


五 場曲(Curvature of field)
“象場彎曲”。當透鏡存在場曲時,整個光束的交點不與理想象點重合,雖然在每個特定點都能得到清晰的象點,但整個象平麵則是一個曲麵。這樣在鏡檢時不能同時看清整個相麵,給觀察和照相造成困難。

研究用顯微鏡的物鏡一般都是平場物鏡,這種物鏡已經矯正了場曲。

場曲

場曲

六 畸變(Distortion)
前麵所說各種相差除場曲外,都影響象的清晰度。畸變是另一種性質的相差,光束的同心性不受到破壞。因此,不影響象的清晰度,但使象與原物體比,在形狀上造成失真。

畸變

畸變



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