аберрация

В реальных оптических системах результаты, полученные при непараксиальной трассировке лучей, и результаты, полученные при параксиальной трассировке лучей, противоречивы, и эти отклонения от идеальных условий гауссовской оптики (теории приближения первого порядка или параксиальных лучей) называются аберрациями.

Как правило, существует два основных типа аберраций: хроматическая аберрация и монохроматическая аберрация. Хроматическая аберрация, называемая хроматической аберрацией, связана с тем, что показатель преломления материала линзы является функцией длины волны, и в результате образуется аберрация. Его можно разделить на два типа: позиционная хроматическая аберрация и хроматическая аберрация увеличения. Монохроматическая аберрация относится к аберрации, которая возникает даже при ярко выраженном монохроматическом освещении и делится на две категории: размытие изображения и искажение изображения в соответствии с полученным эффектом. К первой категории относятся сферическая аберрация, кома-аберрация и астигматизм. Последняя категория имеет искривление поля изображения и искажение.

1. Хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация – это серьезный дефект визуализации объектива, который возникает, когда источником света является многоцветный свет, а монохроматический свет не вызывает хроматической аберрации. Белый свет состоит из семи видов красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, синего и фиолетового, а длины волн различных источников света различны, поэтому показатель преломления при прохождении через линзу также отличается.

Хроматическая аберрация обычно включает позиционную хроматическую аберрацию и хроматическую аберрацию увеличения. Позиционная хроматическая аберрация делает изображение неясным с пятнами или ореолами при просмотре с любого положения. В свою очередь, хроматическая аберрация увеличения делает изображение с цветными краями

2. Сферическая аберрация

Сферическая аберрация – это монохроматическая фаза точек на оси, которая обусловлена сферической поверхностью линзы. В результате сферической аберрации после того, как точка изображена, это не яркое пятно, а яркое пятно с размытым ярким краем посередине. Это влияет на качество изображения.

Коррекция сферической аберрации часто устраняется комбинацией линз, а так как сферическая аберрация выпуклых и вогнутых линз противоположна, то для ее устранения можно склеивать между собой выпуклые и вогнутые линзы из разных материалов. В микроскопе старой модели сферическая аберрация линзы объектива полностью не корректируется, и для достижения корректирующего эффекта она должна быть согласована с соответствующим компенсационным окуляром. В целом, сферическая аберрация новых микроскопов полностью устраняется линзой объектива.

3. Кома

Кома — это монохроматическая разность фаз в внеосевой точке. Когда внеосевая точка объекта отображается с помощью луча с большой апертурой, после того, как луч пройдет через линзу, он уже не будет немного пересекаться, тогда изображение точки света получит сильную запятую, как у кометы, поэтому это называется «кома».

4. Астигматизм

Астигматизм также является внеосевой точечной монохроматической фазой, которая влияет на четкость. Когда поле зрения большое, точка объекта на краю находится далеко от оптической оси, и луч сильно наклонен, что вызывает астигматизм после прохождения через линзу. Астигматизм превращает исходную точку объекта в две короткие линии, которые после изображения являются отдельными и перпендикулярными друг другу, а после синтеза на воображаемой плоскости образуют эллиптическое пятно. Астигматизм устраняется за счет сложного сочетания линз.

5. Кривизна поля

Полевая песня также известна как «слоновье изгибание поля». При наличии кривизны поля в объективе точка пересечения всего луча не совпадает с воображаемой точкой, и хотя в каждой конкретной точке может быть получена четкая точка изображения, вся плоскость изображения представляет собой искривленную поверхность. Таким образом, вся фаза не может быть видна одновременно при микроскопическом исследовании, что затрудняет наблюдение и фотографирование. Таким образом, объектив исследовательского микроскопа, как правило, представляет собой объектив план-поля, который был скорректирован на кривизну поля.

6. Искажение

Вышеупомянутые различные фазы влияют на четкость изображения, за исключением кривой поля. Искажение является еще одним свойством фазового контраста, при котором концентричность луча не нарушается. Поэтому он не влияет на четкость изображения, но заставляет изображение сравниваться с исходным объектом, вызывая искажение формы.

(1) Когда объект находится за пределами двойного фокусного расстояния объектива, уменьшенное инвертированное реальное изображение формируется в пределах второго фокусного расстояния квадрата изображения и за пределами фокальной точки;

(2) Когда объект расположен на двойном фокальных расстояниях линзового объекта, на втором фокусном расстоянии квадрата изображения формируется перевернутое реальное изображение того же размера;

(3) Когда объект находится в пределах второго фокусного расстояния от объекта объектива и за пределами фокальной точки, увеличенное инвертированное реальное изображение формируется за пределами второго фокусного расстояния квадрата изображения;

(4) Когда объект расположен в фокусной точке объектива, изображение не может быть отображено;

(5) Когда объект находится в фокусной точке линзы, изображение в квадрате изображения не формируется, но увеличенное вертикальное виртуальное изображение формируется на той же стороне линзы, которая находится дальше объекта.