顯微鏡成像的原理一影響成像的各因素說明。
一、顯微鏡成像原理
我們知道光學顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物臺和反光鏡組成,目鏡和物鏡都是透鏡,兩者焦距有所不同。物鏡的凸透鏡焦距比目鏡小。在實際觀察中物鏡相當于投影儀的鏡頭,物體通過物鏡成道理、放大的實像。目鏡相當于普通的放大鏡,該實像又通過目鏡成正立、放大的虛像。經(jīng)顯微鏡到人眼的物體都成倒立放大的虛像。這就是所有光學顯微鏡的成像基本原理。
二、顯微鏡成像影響因素
1、色差
色差在透鏡成像中嚴重影響成像質(zhì)量,發(fā)生早多色光為光源的情況下,單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅、橙、藍、綠、青、藍、紫其中組成,各種逛的波長不同,所以在通過透鏡時的折射率也不同,這樣物方一個點,在像方則可能形成一個色斑。
2、球差
球差是軸上點的單色像差,是由于透鏡的球形表面造成的,球差造成的結(jié)果是,一個點成像,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(zhì)量。球差的矯正是利用透鏡組合來消除,由于凸、凹透鏡的球差是相反的,可選配不同材料的凸凹透鏡膠合起來給予消除。舊的顯微鏡,物鏡的球差沒有*矯正,應(yīng)與相應(yīng)的補償目鏡配合,才能達到糾正效果,想一般生物顯微鏡、工業(yè)顯微鏡包括體視顯微鏡的球差*由物鏡消除。
3、慧差
彗差屬于軸外點的單色像差。軸外物點以大孔徑光束成像時,發(fā)出的光束通過透鏡后,不再相交一點,則一點光的像便會得到一逗點狀,型如彗星,故稱彗差。使用軸向平行光可以消除彗差。
4、像散
像散也是影響清晰度的軸外點單色像差。當視場很大時,邊緣上的物點離光軸遠,光束傾斜大,經(jīng)透鏡后則引起像散。像散使原來的物點在成像后變成兩個分離并且相互垂直的短線,在理想像平面上綜合后,形成一個橢圓形的斑點,像散使通過復雜的透鏡組合來消除。
5、場曲
場曲又稱像場彎曲。當透鏡存在場曲時,整個光束的交點不與理想像點重合,雖然在每個特定點都能得到清晰的像點,但整個像平面則是一個曲面。這樣在鏡檢時不能同時看清整個像面,給觀察和照相造成困難。因此研究用顯微鏡的物鏡,一般都是平場物鏡,這種物鏡已經(jīng)矯正了場曲。
6、畸變
前面所說各種像差出場曲外,都影響像的清晰度?;兪橇硪环N性質(zhì)的像差,光束的同心性不受到破壞,因此,不影響像的清晰度,但使像與原物體比,在形狀上造成失真。
基于以上種種對顯微鏡成像產(chǎn)生影響的因素,顯微鏡生產(chǎn)廠家在設(shè)計顯微鏡時,就為顯微鏡配置了相關(guān)具有抑制這些缺陷的光學部件,如消色差物鏡、平場物鏡以及其他的一些部件,都在為用戶擁有理想的成像而努力。
除此之外,顯微鏡的成像的清晰度還和用戶配置的顯微鏡相關(guān)附件相關(guān),攝像頭的優(yōu)劣以及鏡頭光源的好壞都會對成像效果造成影響。