徠卡生物顯微鏡——解決色差問題，景深和焦深

如果透鏡電性能或機(jī)械性能方面存在某些微小的缺陷，（可稱微擾），這種缺陷也能引起橡差，如色差和軸上像散等。

·徠卡生物顯微鏡解決色差

因?yàn)橥哥R的焦距與透鏡區(qū)的規(guī)范化電位及線圈電流有關(guān)。當(dāng)電子柬本身的能量有離散或透鏡區(qū)靜電位有起伏時(shí)，都將導(dǎo)致規(guī)范化電位的改變。這種電位的變化，或者透鏡的激勵(lì)電流不穩(wěn)．又都會(huì)引起焦距的變化。它們將使軸上物點(diǎn)受到不同的偏轉(zhuǎn)，zui終與軸相交在不同處。在理想像平面中傷點(diǎn)與軸有了橫向偏離，從而形成模糊因斑。這種偏離稱為中心色差。像平面或物平面中的色差模糊圓半徑分別為：為減小色差，在設(shè)計(jì)透鏡時(shí)應(yīng)使c盡量小，因?yàn)樯钕禂?shù)c‘和極靴結(jié)構(gòu)及透鏡的激勵(lì)情況有關(guān)。此外，加速電壓和透鏡的線圈電流部應(yīng)采用高穩(wěn)定度酌電源系統(tǒng)，例如千和千應(yīng)達(dá)到10“／血n的量級(jí)。為減小電子能量的分散度，應(yīng)采用盡量薄的樣品，在透射電鏡中這一點(diǎn)更有重要意義。zui后，應(yīng)該用小孔徑的物鏡光闌來控制電子束孔徑角。

徠卡生物顯微鏡由于極靴材料的不均勻相加工精度的限制使透鏡場不能嚴(yán)格滿足軸對(duì)稱條件時(shí)，我們可以把它看作是一種附加的傲擾。徠卡生物顯微鏡技術(shù)可以解決其中橢圓度造成的影響，即軸上像散，zui為重要。橢圓度可使物點(diǎn)發(fā)出的電子束在透鏡場的長抽方向和短軸方向受到不同的作用力，zui終聚焦在袖上不同位置處（見圖1—9）。例如在。軸上x方向電子束的聚焦處（她），得到的不是一個(gè)點(diǎn)而是平行于g方向的一根焦線方向電子束的聚焦處（助）得到的是平行于x方向的一根焦線。

總之，兩者不能同處聚焦成一個(gè)清晰的像點(diǎn)。離開焦線處，電子束斑成模糊橢圓斑，而在兩報(bào)焦線之間軸上某點(diǎn)處可得到電子束的zui小模糊圓斑這個(gè)模糊圓的半徑稱為油上像散量。如果換算到物方得到，可以從計(jì)算得到。徠卡切片機(jī)除加工和裝配過程會(huì)帶來像散外，在使用過程中極靴孔和光鬧的沾污也會(huì)破壞軸對(duì)稱性。因此為減小像散除控制設(shè)計(jì)制造過程外．通常在電鏡中部裝備有消像散器，用附加的不對(duì)稱性有意識(shí)抵消原有的橢圓性。zui后還應(yīng)經(jīng)常清洗電鏡光路中的有關(guān)部件。

徠卡生物顯微鏡正如1．1中已經(jīng)指出，由于電子的被動(dòng)性，當(dāng)它通過小孔光闌時(shí)會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。衍射結(jié)果表現(xiàn)為每個(gè)物點(diǎn)形成的像是一個(gè)圓班（周圍的副光環(huán)可忽略不計(jì)）。定義這個(gè)衍射圓斑的半徑為衍射像差。式中各符號(hào)的意義同前?？梢钥闯黾哟蠊怅@孔徑角鞏，可以減小衍射差。但實(shí)際工作中還應(yīng)注意這樣會(huì)帶來的不利影響。

·徠卡生物顯微鏡關(guān)于景深和焦深

景深就是在保持像清晰的前提下，可允許物面在袖上的移動(dòng)距離，或者說可允許物上不同部位處的凹凸差。根據(jù)圖1—10，理想情況F切點(diǎn)P成保在Q點(diǎn)c如果物面在尸點(diǎn)前后嚴(yán)P’之間移動(dòng)，則在Q看到的物有—‘定橫向?qū)挾?。如果透鏡有各種像差．該系統(tǒng)實(shí)際存在一個(gè)對(duì)物的可分辨極限（分辨率6）。只要PJP“間平面上的物點(diǎn)寬度小于或等于5，剛在Q處的成像效果與P點(diǎn)處幾何物點(diǎn)造成的像斑是相同的，即其清晰度相同。因此可允許的物在袖上zui大距離PrP”稱景探D6，它由下式定出：式中6一電子光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物的分辨率；對(duì)于100kv的電鏡，如果分辨宰為1nm，物鏡孔徑角為5×10—：rad。則景深D。＝200nm。這表示樣品厚度或表面凹凸起伏不超過200M時(shí)，能得到均勻清晰的圖像。由此可見景深也常常成為對(duì)樣品厚度的限制因素之一。

徠卡生物顯微鏡把景深這一特性轉(zhuǎn)換到像方便可得到焦深。它就是為了得到清晰度相同的像，可允許的圖像顯示或記錄平面的軸向位移量。像方分辨串久受觀察熒光屏的分辨串所限制。通常熒光屏的分辨我們只對(duì)熒光屏調(diào)焦，而把像記錄在其下方的電子感光板或其上方的35mm膠片上時(shí)，總能得到清晰的像。

備注:徠卡生物顯微鏡——解決色差問題，景深和焦深部分文章由http://www.cnnoptics.com/，編輯上傳。