현미경 성능을 제한하는 주요 결함에 대한 간략한 논의
렌즈 결함으로 인해 이상적인 광 경로 다이어그램을 모두 수정해야 합니다. 이러한 결함은 현미경의 해상도를 제한하지만 역설적으로 현미경에서 더 나은 초점 심도와 피사계 심도를 얻는 데 도움이 됩니다.
근축 조건에서, 즉 궤도와 광축 사이의 작은 각도를 가진 전자가 이미징에 참여할 때 동일한 물체 평면의 모든 지점은 단일 값과 변형 없이 가우스 이미지 평면에 이미징됩니다. 그러나 실제로는 이미징에 참여하는 전자가 이론적으로 설정된 근축 조건을 완전히 충족하지 못하여 결과적인 물체 이미지가 흐릿하거나 왜곡될 수 있습니다.
현재 렌즈에는 결함이 많이 있으며, 모든 결함은 이미지나 회절 패턴에서 관찰할 수 있습니다. 그러나 실제로는 대부분의 사람들이 이에 대해 포괄적으로 이해할 필요가 없습니다. 여기서는 구면수차, 색수차, 난시 등 현미경 성능의 주요 한계를 소개합니다.
1. 볼 차이
수차라는 용어는 허블 망원경의 주요 광학 부품에서 처음 언급된 이후로 그 사용이 더욱 빈번해졌습니다. 이 결함은 축을 벗어난 광선에 대한 렌즈 필드의 고르지 못한 효과로 인해 발생합니다. 전자기 렌즈의 경우 전자가 축에서 멀어질수록 전자가 더 많이 편향되어 물체와 같은 점이 굴절된 후 일정한 크기의 디스크가 형성됩니다. 이미징 프로세스 중에 세부 사항이 축소되므로 개체의 세부 사항을 확대하는 기능이 제한됩니다.
구면 수차의 효과는 다음 그림에 나와 있습니다. 여기서 객체 P와 같은 점이 가우시안 평면 P에 이미지를 형성합니다. 이는 점 2처럼 보이지 않으며 주변 후광이 있는 높은 강도의 중앙 밝은 영역입니다.-
구면 수차는 TEM 이미지의 품질을 저하시키고 다른 모든 렌즈는 이로 인해 발생하는 오류를 확대시키기 때문에 대물 렌즈에서 가장 중요한 요소입니다. 볼 수차는 AEM 및 STEM의 포커싱 미러에서도 똑같이 해롭습니다. 두 가지 모두 가장 작은 전자 빔 스폿을 형성하기 위해 큰 여기 전류가 필요합니다. 모든 형태의 TEM이 해상도 한계에서 달성할 수 있는 기능은 구면 수차에 의해 거의 제한됩니다. 이것이 바로 사람들이 구면 수차를 교정할 수 있다는 사실에 열광하는 이유입니다.
