Parametre šošoviek mikroskopu a ich vplyv na kvalitu mikroskopického zobrazenia
Existujú rôzne typy šošoviek optického mikroskopu, ale aj pre rovnaký typ šošoviek je kvalita zobrazenia veľmi odlišná, čo je spôsobené najmä faktormi, ako je materiál, presnosť spracovania a štruktúra šošoviek, a tiež vedie k rôznym druhom šošoviek. . Cena sa značne líši od niekoľkých stoviek juanov až po desiatky tisíc juanov. Najpopulárnejšie sú štvordielne trojskupinové Tiansai šošovky a šesťdielne štvorskupinové dvojité Gaussove šošovky. Pre dizajn a výrobcov šošoviek sa vo všeobecnosti používa funkcia optického prenosu OTF (Optical Transfer Function) na komplexné vyhodnotenie kvality zobrazenia objektívu. Optický systém prenáša informácie o rozložení jasu pozdĺž priestoru. Sínusový signál každej priestorovej frekvencie, stupeň jej modulácie a zmena fázy pri vytváraní skutočného obrazu sú všetky funkcie priestorovej frekvencie a táto funkcia sa nazýva funkcia optického prenosu. OTF sa vo všeobecnosti skladá z dvoch častí, z funkcie prenosu modulácie MTF (funkcia prenosu modulácie) a funkcie prenosu fázy PTF (funkcia prenosu fázy). Aberácia je dôležitým aspektom, ktorý ovplyvňuje kvalitu obrazu. Existuje šesť bežných aberácií:
Rozdiel loptičiek:
Monochromatický kužeľový lúč vysielaný z určitého bodu objektu na hlavnej osi do optickej sústavy po lomení optickým radom, ak sa lúče rôznych otvorových uhlov pôvodného lúča nemôžu pretínať v rovnakej polohe na hlavnej osi, tzv. že ideálny obraz na hlavnej osi V rovine sa vytvorí difúzna škvrna (bežne známa ako kruh zmätku) a chyba zobrazenia tohto optického systému sa nazýva sférická aberácia.
kóma:
Monochromatický kužeľový svetelný lúč vyžarovaný do optického systému z bodu objektu mimo osi, ktorý sa nachádza mimo hlavnej osi, po lomení optickou sériou, ak nemôže vytvoriť jasný bod v ideálnej rovine obrazu, vytvorí jasný chvost Škvrna v tvare kométy, zobrazovacia chyba tohto optického systému sa nazýva kóma.
Astigmatizmus:
Šikmý monochromatický kužeľový svetelný lúč vysielaný do optického systému mimoosovým objektovým bodom umiestneným mimo hlavnej osi nemôže tvoriť jasný obrazový bod po tom, čo bol lomený optickým radom, ale môže tvoriť iba difúzny bod. Zobrazovacia chyba optického systému sa nazýva astigmatizmus.
scéna:
Ak jasný obraz tvorený optickou sústavou rovinného objektu kolmého na hlavnú os nie je v obrazovej rovine kolmej na hlavnú os, ale na zakrivenom povrchu symetrickom k hlavnej osi, to znamená, že najlepšia obrazová rovina je zakrivený povrch, potom toto Chyba zobrazenia optického systému sa nazýva zakrivenie poľa. Keď je obraz v strede obrazovky jasný, obrazy okolo obrazovky sú rozmazané; a keď je obraz v strede obrazovky jasný, obraz v strede obrazovky sa opäť začne rozmazávať.
Farebný rozdiel:
Z bieleho objektu sa do optického systému vysiela lúč bieleho svetla. Po lomení optickou sústavou sa rôzne farby svetla nemôžu zbiehať v jednom bode a vzniká farebný obrazový bod, ktorý sa nazýva chromatická aberácia. Dôvodom chromatickej aberácie je to, že rovnaké optické sklo má rôzne indexy lomu pre rôzne vlnové dĺžky svetla, index lomu krátkovlnného svetla je veľký a index lomu dlhovlnného svetla je malý.
skreslenie:
Priamka mimo hlavnej osi v rovine objektu sa po zobrazení optickým systémom stáva krivkou a chyba zobrazenia optického systému sa nazýva skreslenie. Aberácie skreslenia ovplyvňujú iba geometriu obrazu, nie jeho ostrosť. Toto je základný rozdiel medzi skreslením a sférickou aberáciou, kómou, astigmatizmom a zakrivením poľa.
Keď hodnotíme kvalitu objektívu, vo všeobecnosti usudzujeme z niekoľkých praktických parametrov ako rozlíšenie, ostrosť a hĺbka ostrosti.
Rozhodnutie:
Tiež známy ako diskriminačná miera a rozlíšenie, označuje schopnosť šošovky jasne rozlíšiť detaily vlákna fotografovanej scény. Dôvodom, ktorý obmedzuje rozlíšenie šošovky, je difrakčný jav svetla, teda difrakčný bod (Airy spot). Jednotkou rozlíšenia je pár čiar/mm.
Ostrosť (ostrosť):
Tiež známy ako kontrast, označuje kontrast medzi najjasnejšími a najtmavšími časťami obrazu.
Hĺbka ostrosti (DOF):
V priestore scény môžu scény umiestnené v určitej vzdialenosti pred a za rovinou zaostrovacieho objektu tiež vytvárať relatívne jasný obraz. Vyššie uvedená hĺbková vzdialenosť medzi scénami, ktorá môže vytvoriť relatívne jasný obraz pred a za rovinou zaostrovacieho objektu, to znamená hĺbkový rozsah priestoru scény, ktorý môže získať relatívne jasný obraz na skutočnej obrazovej rovine, sa nazýva hĺbka ostrosti.
