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显微镜的六种象差

   显微镜的六种象差

  光学显微镜成象受各种象差的影响,显微镜的主要光学部件是物镜,而物镜有各种各样的型号,比如消色差物镜,平场物镜等等,这些物镜都是对应于要消除某种象差,从而提高成像质量的,例如消色差物镜是用来消除色差,平场物镜是用来消除场曲的.下面就介绍一下显微镜一般存在的象差。

  一 色差(Chromatic aberration)

  发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在象方则可能形成一个色斑。

  消除方法:

  使用单色光(加入滤光片),光学设计消除

  色差

  

显微镜 色差

 

  二 球差(Spherical aberration)

  球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮 边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。

  消除方法:

  使用凸、凹透镜组合

  球差

  

球差

 

  三 慧差(Coma)

  慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成象时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的象便会得到一逗点壮,型如慧星,故称"慧差"。

  消除方法:

  使用轴向平行光

  彗差

  

慧差

 

  四 象散(Astigmatism)

  象散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起象散。象散使原来的物点在成象后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想象平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。

  消除方法:

  通过复杂的透镜组合来消除。

  五 场曲(Curvature of field)

  “象场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想象点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的象点,但整个象平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面,给观察和照相造成困难。

  研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。

  场曲

  

场曲

 

  六 畸变(Distortion)

  前面所说各种相差除场曲外,都影响象的清晰度。畸变是另一种性质的相差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响象的清晰度,但使象与原物体比,在形状上造成失真。

  畸变

  

畸变

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