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奧林巴斯顯微鏡的散光像差

2014-10-30  發布者:admin 

散光像差類似於彗形像差,但是這些構件是不敏感的孔徑尺寸和更強烈地依賴於光束的傾斜角。 像差被顯示為一條線,而不是一個點或橢圓形的試樣點的離軸圖像表現。 根據進入鏡頭的離軸光線的角度,該線圖像可被定向在兩種不同的方向,切線方向(經向)或矢狀(平展)。 單位圖像會減弱的強度比,以定義,詳細地說,與此相反的丟失作為離中心的距離增大。

教程初始化與出現在該小程序的左手側的窗口中的牛肺動脈細胞的熒光顯微照片。 該電池是三用DAPI染色,BODIPY和MitoTracker紅CMXRos。 下麵的圖像窗口中選擇標記的樣品下拉菜單,可以用來從調色板中選擇一個新的樣本。 該離軸距離滑塊用於控製教程通過引入象散的增加量進光學係統。 將滑塊移動到右側強調的切平麵,而將滑塊向左說明在矢狀麵上發生的影響。 當滑塊移動到左側或右側,在奧林巴斯顯微鏡圖像搖身一變以展示如何散光會出現通過目鏡(模糊的水平線而銳化垂直線,反之亦然)誇大圖。 同時,點擴展函數和艾裏模式(在小程序窗口的中心部分示出)也發生變化,以模擬引入的散光。 一個四裂艾裏模式時,產生的焦點設置在矢狀麵和切向兩個極端之間的妥協立場。 增加散光的假想光學係統中的程度也與在該小程序的右側呈現的光線跟蹤圖。

散光像差被發現在圖中未校正的透鏡領域的外部部分,並導致了理想的圓形點圖像(艾裏圖案)模糊為漫圓的,橢圓的補丁,或者線,這取決於在焦平麵的位置。 如圖1中所示離軸光線穿過所述切線和弧矢麵,其被共同用於定義散光的幾何形狀。 的切平麵 (也稱為子午平麵)中包含的主光線與透鏡(或透鏡係統)的光軸,而在矢狀麵 (也稱為徑向和/或equitorial平麵)隻包含主光線和被定位垂直於切平麵。 主光線定義為一個特殊射線從離軸點光源通過透鏡入射光瞳的中心發出的。 在一個光學係統,它是無像差的主光線也將穿過孔徑光闌的中心和透鏡的出射光瞳。

當考慮一個複雜的多元件透鏡係統,如顯微鏡物鏡,切平麵是從係統中的其他的一端相幹。 與此相反,在矢狀麵通常會發生變化斜率作為主射線由構成該透鏡係統中,這通常會導致一係列連續變化的矢狀平麵為係統的每個區域的元件偏移。 與任一矢狀或切向平麵相關聯的光光束將具有不同的結構,從而導致不同的焦距為每個平麵。 這種差異在焦距是衡量散光的,通常被稱為象散差 ,並且將依賴於光線的傾斜角和所述透鏡的功率(相對於所述形狀或折射率)。 作為一個對象(或檢體)的光源點移到更遠離軸射線通量進入光學係統的日益傾斜角度,從而產生較大的焦距差異。

光線趴在切線和弧矢平麵的折射不同,這兩組射線相交的主光線在不同的圖像點,稱為切線影像 (切向焦平麵)和矢狀線像 (矢狀焦平麵;參見圖2) 。 這些光線不能產生聚焦圖像點,而是產生一係列細長的圖像,從線性到橢圓形,這取決於光學列車內的位置的。 在被稱為最小模糊圈 ,定位在所述切線圖像和矢狀線圖像之間的區域中,橢圓的長軸和短軸是相等的,並在圖像接近圓形的幾何形狀。 這些概念示於圖2,其中給出了切向和弧矢光線的主軸線,至少混亂的圓,並示出了近似的艾裏圖案在該途徑中的戰略位置。

每個透鏡係統具有固有的曲率,稱為佩茲伐曲率 ,與組分透鏡元件和它們的表麵曲率的折射率有關。 缺乏象散係統具有彼此一致,並躺在珀茲伐表麵弧矢和子午像麵。 散光的特征往往是主光線與透鏡係統的光軸,稱為視場角(ε)之間的角度的依賴性。 (圖;圖3 T)和矢狀透鏡校正散光通常由一個情節拋物線曲線,它代表了切向的位置表示(S;圖3)的圖像點的視場角(ε)的函數。 未校正的透鏡顯示一個典型的曲線如圖3(a)中,而若幹小塊透鏡散光校正示於圖3(b)和圖3(c)。 散光表示切向和弧矢場的曲線(圖3(a))的相對於所述佩茨瓦爾麵之間的偏離。

當散光是存在於一個透鏡係統中,從珀茲伐表麵的切向場出發比由矢場顯示大三倍。 如果切向和弧矢圖像都被定位於佩茨瓦爾表麵的左側(圖3的(a)),像散叫做負,欠矯正,或向內彎曲(朝該透鏡)。 當這個順序顛倒,散光矯或向後彎曲。 負透鏡引入向後彎曲成一個象散透鏡係統,而正透鏡產生的珀茲伐表麵的向內彎曲。 在薄透鏡係統,一個珀茲伐表麵的從理想平圖像麵上的縱向離開等於二分之一的圖像高度由焦距加上透鏡元件的折射率劃分的平方。 為了校正像散,有必要以降低的象散差的值,或在切向和徑向線圖像之間的距離。 完全除去散光是困難的,但可以發生在光學係統中時,這兩條曲線,S和T,變得平坦,重合(如圖3(c)),然後將生成的圖像中的珀茲伐表麵附近的區域(P)的 。

可憐的鏡片中心定位的物鏡,中間光學和目鏡之間的物鏡還是窮人比對增加散光,因為它確實昏迷。 當透鏡係統被誤組裝時,象散造成嚴重的影響,通常產生非對稱的性能在整個圖像區域。 小的傾斜角度,甚至低至5弧分,有嚴重的,導致圖像劣化。 散光誤差通常是由物鏡設計修正為提供各透鏡元件的精確間隔以及適當的透鏡形狀,孔徑大小和折射率。 散光的校正通常是完成與場曲像差校正相結合。




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