현미경 분해능에 영향을 미치는 요인
1. 색상 차이
색수차는 다색광을 광원으로 하고 단색광은 색수차를 일으키지 않을 때 발생하는 렌즈 이미징의 심각한 결함이다. 백색광은 빨강, 주황, 노랑, 초록, 청록색, 파랑, 보라의 7가지로 구성됩니다. 다양한 빛의 파장이 다르기 때문에 렌즈를 통과할 때의 굴절률도 다릅니다. 이와 같이, 물체측의 점은 이미지측에 컬러 스폿을 형성할 수 있다.
색수차는 일반적으로 위치 색수차와 배율 색수차를 포함한다. 위치 색수차로 인해 이미지가 어느 위치에서나 흐릿하게 보입니다. 배율 색수차로 인해 이미지에 컬러 줄무늬가 생깁니다.
2. 볼 수차
구면 수차는 렌즈의 구면으로 인한 축상 지점의 단색 위상 차이입니다. 구면 수차의 결과는 포인트가 이미징된 후 더 이상 밝은 점이 아니라 밝은 중심과 점차적으로 가장자리가 흐려지는 밝은 점입니다. 따라서 이미지 품질에 영향을 미칩니다.
구면 수차 보정은 일반적으로 렌즈 조합으로 제거됩니다. 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 구면 수차는 반대이기 때문에 재질이 다른 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 접착하여 제거할 수 있습니다. 구형 현미경의 경우 대물 렌즈의 구면 수차가 완전히 보정되지 않으며 보정 효과를 얻으려면 해당 보정 접안 렌즈와 일치해야 합니다. 일반적으로 새 현미경의 구면 수차는 대물 렌즈에 의해 완전히 제거됩니다.
3. 혼수상태
코마는 축외 지점에서의 단색 수차입니다. 축을 벗어난 물체 지점이 대구경 빔에 의해 촬영될 때 방출된 빔은 렌즈를 통과하고 한 지점에서 교차하지 않습니다. 그러면 광점의 이미지는 쉼표 모양이 됩니다. 혜성과 같아서 "코마 수차(coma aberration)"라고 합니다.
4. 난시
난시는 선명도에 영향을 미치는 축외 점 단색 위상차이기도 합니다. 시야가 넓은 경우 가장자리의 물체 지점이 광축에서 멀어지고 빔이 크게 기울어져 렌즈를 통과한 후 난시가 발생합니다. 난시는 촬영 후 원래 물체 점이 두 개의 분리된 수직 짧은 선이 되고 이상적인 이미지 평면에서 합성된 후 타원형 점이 형성됩니다. 난시는 복잡한 렌즈 조합을 통해 제거됩니다.
5. 밭의 노래
필드 곡률은 "필드 곡률"이라고도 합니다. 렌즈에 필드 곡률이 있으면 전체 빔의 교차점이 이상적인 이미지 포인트와 일치하지 않습니다. 각각의 특정 지점에서 선명한 이미지 포인트를 얻을 수 있지만 전체 이미지 평면은 곡면입니다. 이와 같이, 거울 검사 중에 전체 위상 표면을 명확하게 볼 수 없으므로 관찰 및 사진 촬영이 어렵습니다. 따라서 연구용 현미경의 대물렌즈는 일반적으로 상면 곡률에 대해 보정된 평면 대물렌즈입니다.
6. 왜곡
필드 곡률 외에도 위에서 언급한 다양한 위상 차이가 이미지의 선명도에 영향을 미칩니다. 왜곡은 본질적으로 또 다른 위상차이며 빔의 동심도는 파괴되지 않습니다. 따라서 이미지의 선명도에는 영향을 미치지 않지만 이미지를 원본 개체와 비교하여 모양이 왜곡됩니다.
(1) 물체가 렌즈 물체 쪽의 이중 초점 거리를 넘어 위치할 때 이미지 쪽의 이중 초점 거리 내에서 초점 외부에 축소된 반전 실상이 형성됩니다.
(2) 물체가 렌즈의 물체측 이중초점거리에 위치할 때, 상측 이중초점거리에는 동일한 크기의 반전된 실상이 형성된다.
(3) 물체가 렌즈 물체측 초점 거리의 2배 이내이고 초점 외부에 있을 때 확대된 반전 실상은 상측의 이중 초점 거리 외부에 형성됩니다.
(4) 물체가 렌즈 물체의 초점에 위치하면 이미지를 촬영할 수 없습니다.
(5) 물체가 렌즈 물체측의 초점 내에 있을 때 상측에는 상이 맺히지 않고 물체에서 멀어질수록 렌즈 물체측과 같은 쪽에 확대된 직립 허상이 형성된다. .
분해능 현미경의 분해능은 현미경으로 명확하게 구별할 수 있는 두 물체 지점 사이의 최소 거리를 말하며 "판별률"이라고도 합니다. 계산 공식은 σ=λ/NA입니다. 여기서 σ는 최소 해상도 거리입니다. λ는 빛의 파장입니다. NA는 대물 렌즈의 개구수입니다. 눈에 보이는 대물 렌즈의 해상도는 대물 렌즈의 NA 값과 광원의 파장이라는 두 가지 요소에 의해 결정됩니다. NA 값이 클수록 조명광의 파장이 짧아지고 σ 값이 작을수록 해상도가 높아집니다. 분해능을 높이려면, 즉 σ 값을 낮추려면 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
(1) 파장 λ값을 줄이고 단파장 광원을 사용한다.
(2) 매체 n 값을 높여 NA 값을 높입니다(NA=nsinu/2).
(3) 개구각 u 값을 증가시켜 NA 값을 증가시킵니다.
(4) 밝음과 어두움의 대비를 높입니다.
