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(chǎng)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(chǎng)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。

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