浅谈显微镜——物镜的球差与色差

2020
04/23

+
分享
评论
德泉兴业
A-
A+
球差的矫正技术目前在物镜中较为基础,市场上几乎所有的物镜都具有矫正球差的功能(物镜上会有PLAN或PL的标记),从而在选择物镜的过程中不用担心球差问题。

上期我们聊到物镜的数值孔径,了解到数值孔径的大小直接影响最终获取的图像分辨率,为物镜的重要参数。然而,在物镜上我还会看到一些简写,如下图所示:

60411587622727271

物镜的球差与色差

那么,这些英文简写表示什么意思呢?

可以看到,上图物镜上游两个简写:N、PLAN。分别表示色差矫正和球差矫正的等级。有些小伙伴就会问道,什么是色差,什么是球差?

49881587622727531

物镜的球差与色差

自然光或LED光源发出的光线都是白光,白光由不同波长的光组合而成,不同的波长呈现不同的颜色,穿过透镜的折射率也不相同,如上图所示:一束白光从w点发出斜射至一块凸透镜中,不同波长的光折射率不同从而分散开来,从而不同颜色的光落在不同的位置。这只是一个点光源就出现这种效果,如果在显微镜成像中,复杂的颜色分布,多种颜色的组合,如果颜色依旧如此乱的呈现在视野中,我们可能都认不出所观察的图像是什么了。

下图为一张白纸在体视镜下观察的效果,左边为无色彩矫正的图像,右边为色彩校正后的图像。明显可以看出,白纸的网格状结构未进行色差校正后的像有红色的彩边,产生色差,而色彩校正后就可以还原图像的本质。那么色彩校正是如何实现的?

48051587622727574

物镜的球差与色差

在凸透镜的两侧添加一些校正透镜(如下图),形成透镜组,不同波长的光通过透镜组后改变行程方向,还原初始位置,从而完成色差校正。然而,不同波长的光校正难度有差异,从而物镜的档次有消色差、半复消色差、复消色差等多个等级,可校正颜色越多的物镜等级越高。

21571587622727781

物镜的球差与色差

说完色差校正,凸透镜还有球差需要进行矫正。所谓球差,同一个平面的物体通过透镜后,呈现的像不在同一平面上。如下图所示:凸透镜左侧红、黄两点在同一个平面上,通过透镜折射后,在凸透镜右侧成像却不在同一平面。

97541587622727858

物镜的球差与色差

34591587622727937

倒置相差显微镜

在实际的观察中表现的效果为:同一个视野中间是可以清晰可见的,而四周呈现的图像为模糊的,这样的图像给使用者带来的观察效果和感受会很差,无法一次性分析和观察全视野的图像。

球差的矫正技术目前在物镜中较为基础,市场上几乎所有的物镜都具有矫正球差的功能(物镜上会有PLAN或PL的标记),从而在选择物镜的过程中不用担心球差问题。

69191587622728037

Leica徕卡 DMi1 倒置相差显微镜 

39901587622728429

Leica徕卡 DMiL倒置荧光显微镜

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:guikequan@hmkx.cn

人点赞

收藏

人收藏

打赏

打赏

我有话说

0条评论

0/500

评论字数超出限制

表情
评论

为你推荐

推荐课程


精彩视频

您的申请提交成功

确定 取消
×

打赏金额

认可我就打赏我~

1元 5元 10元 20元 50元 其它

打赏

打赏作者

认可我就打赏我~

×

扫描二维码

立即打赏给Ta吧!

温馨提示:仅支持微信支付!