ICP用的第一个透镜是什么透镜?凸透镜还是凹透镜或是平面透镜?请详细解答一下,谢谢各位大哥 大姐。
http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20090218/1742265/和电子光学不同,光学号称可以通过透镜组合来消除球差,不过我有点疑问,这种消除的程度是多大?是不是技术上已经能做到完全消除了呢?谢谢!
看到介绍,当初消除色差,是用了冕玻璃和燧石玻璃做的凸凹透镜组合,解决了色差的问题。今天看到介绍,现在的光学显微镜通常是用单色器,这种单色器是用什么做的呢?还有其他消色差的方式吗?十分感谢!
(一) 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。显微镜 (二) 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。显微镜 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 (三) 凸透镜的五种成象规律 1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象;显微镜 4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象; 5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。
[b][font=宋体][size=19px]【作者按】[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]仪器的测试过程可归类为两件事:激发样品的信息,接收及处理样品的信息。因此其可被看成是由两类功能部件所组成:信号激发、信号接收处理。对扫描电镜来说电子枪和磁透镜属于激发样品信号的部件,探头属于接收样品信息的部件。它们都是构成扫描电镜的最基本部件,其性能的高低将对扫描电镜测试结果产生重大影响。学习扫描电镜也必须从认识这三个功能部件做起。篇幅所限,本文将只探讨激发信号的关键部件:电子枪、电磁透镜。[/size][/font][size=24px]一、[font=&][size=9px] [/size][/font][/size][font=宋体][size=24px]电子枪[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子枪是电子显微镜产生高能电子束,这一样品信号激发源的源头。透射电镜和扫描电镜电子枪的构造基本一致。[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子枪分为两种:热发射、场发射,它们主体都是三极结构设计。不同点:热发射(阴、栅、阳);场发射(阴极、第一阳极、第二阳极)。热场电子枪在阴极下方增加了一个抑制热电子发射的栅极。[/size][/font][b][size=19px]1.1[/size][font=宋体][size=19px]热发射电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]热发射电子枪按阴极材质分为两类:发叉钨丝和六硼化镧。[/size][/font][font=宋体][size=19px]发叉钨丝材质是多晶钨,功函数大,电子须由高温激发。电子束发散性、色差都比较大,束流密度低。故本征亮度低,分辨能力较差。[/size][/font][font=宋体][size=19px]六硼化镧灯丝的材质为六硼化镧单晶,功函数较发叉钨丝低,激发电子的温度也较低,电子束发散性、色差较发叉钨丝小,束流密度较高。本征亮度和分辨力都好于发叉钨丝。[/size][/font][b][size=19px]1.1.1[/size][font=宋体][size=19px]钨灯丝结构图[/size][/font][/b][align=center][b][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析1.png,664,215]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/ce0d7ace-71d6-4ab7-8f68-495672dab472.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][b][size=19px]1.1.2 [/size][font=宋体][size=19px]六硼化镧灯丝结构图[/size][/font][/b][align=center][size=19px][b][img=电子枪与电磁透镜的另类解析2.png,664,278]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/a3341978-d9d2-4556-b62b-1f1c8cfe9484.jpg[/img][/b][/size][/align][size=19px][b]1.1.3[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]热发射电子枪(钨灯丝、六硼化镧)结构如下图:[/size][/font][/b][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析a.png,664,239]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/186b57f0-421c-4d0e-afcb-fcf35820cb7e.jpg[/img][/align][b][size=19px]1.2[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]场发射电子枪分为:热场发射电子枪、冷场发射电子枪。[/size][/font][b][size=19px]1.2.1[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪灯丝的结构及对比[/size][/font][/b][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析1.png,664,215]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/100f10a3-fe51-4966-96a8-ff2395470ad4.jpg[/img][/align][b][size=19px] 1.2.2[/size][font=宋体][size=19px]场发射电子枪的结构[/size][/font][size=19px] [/size][/b][font=宋体][size=19px]其结构图如下:[/size][/font][size=19px] [/size][align=center][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析5.png,664,219]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/201f9912-eb0e-4749-9f83-1d2fb5184e03.jpg[/img][/size][/align][align=center][b][size=18px][font=宋体]左图为热场发射电子枪结构图[/font] [font=宋体]右图为冷场发射电子枪结构图[/font][/size][/b][/align][font=宋体][size=19px]从上图可见,电子枪无论是热场还是冷场,其基本架构都是阴极、第一阳极、第二阳极结构。热场电子枪结构多了一个栅极保护器,以抑制热场电子枪为降低功函数,在灯丝上加高温所发射的热电子。[/size][/font][size=19px][b]1.2.3[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]场发射电子枪的工作过程[/size][/font][size=19px]1.2.3.1[/size][font=宋体][size=19px]热场发射电子枪:[/size][/font][font=宋体][size=19px]氧化锆[/size][/font][font=宋体][size=19px]∕[/size][/font][font=宋体][size=19px]钨单晶[/size][/font][font=宋体][size=19px]?[/size][/font][size=19px]1.0.0[/size][font=宋体][size=19px]?[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]所构成的灯丝(阴极)通电后其温度达到[/size][/font][size=19px]1200K[/size][font=宋体][size=19px]。位于灯丝下方的栅极(电压低于阴极)保护层将抑制多晶钨和单晶钨的热电子发射。栅极保护层下方第一阳极上加载的电位高于阴极,称为引出电压,在该电压作用下氧化锆电子被从灯丝尖部拔出,由第二阳极与阴极间的加速电场加速,形成扫描电镜信息激发源[/size][/font] [font=宋体][size=19px]—[/size][/font] [font=宋体][size=19px]直径小于[/size][/font][size=19px]50nm[/size][font=宋体][size=19px]的“高能电子束”。[/size][/font][b][size=19px]1.2.3.2[/size][font=宋体][size=19px]冷场发射电子枪:[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]冷场发射电子抢灯丝尖为单晶钨?[/size][/font][size=19px] 3.1.0 [/size][font=宋体][size=19px]?面。该晶面逸出功低,可由位于其下方第一阳极上的引出电压直接拔出。该电子枪不设栅极保护层。拔出的电子由阴极与第二阳极间加速电场加速,形成扫描电镜信号激发源 — 直径小于10nm的“高能电子束”。[/size][/font][b][size=19px]1.2.4[/size][font=宋体][size=19px]冷、热场电子枪的优缺点[/size][/font][size=19px]1.2.4.1[/size][font=宋体][size=19px]冷场电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]冷场电子枪阴极采用单晶钨([/size][/font][size=19px]3.1.0[/size][font=宋体][size=19px])面,功函数极低,针尖电子可以被第一阳极直接拔出。在工作中电子枪温度和环境温度一致而得名“冷场电子枪”。该电子枪灯丝电子的出射范围小,溢出角(立体角)也小,溢出电子的能量差也小(色差)。这些结果会使得以该阴极为基础形成的电子枪本征亮度大。电子枪本征亮度大有利于扫描电镜获取高分辨的测试结果。[/size][/font][font=宋体][size=19px]由于电子枪温度低,镜筒中气体分子容易在灯丝表面积累,对拔出电子产生影响。故在工作中发射电流会逐渐下降,需要不断提升引出电压([/size][/font][size=19px]set[/size][font=宋体][size=19px])或定时加一个瞬时电流([/size][/font][size=19px]FLASH[/size][font=宋体][size=19px])来驱赶这些气体分子,使发射束流满足测试需求。为了保持束流在测试中尽可能稳定,镜筒真空要求更高,高真空也是高分辨的基础条件之一。[/size][/font][font=宋体][size=19px]由于发射面积较小,因此虽然电子枪的本征亮度大,但是束流总量不如热发射以及热场电子枪来的大。[/size][/font][font=宋体][size=19px]冷场电子枪可以有更好的图像分辨,但束流的稳定度以及束流总量略显不足。不过现在最新的日立[/size][/font][size=19px]REGULUS 8230[/size][font=宋体][size=19px]冷场电镜在电子枪设计、真空度以及镜筒质量上的改进使这些缺陷有所弥补。[/size][/font][b][size=19px]1.2.4.2[/size][font=宋体][size=19px]热场电子枪[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]热场电子枪问世时间较冷场电子枪来得早。电子枪阴极采用的是单晶钨([/size][/font][size=19px]1.0.0[/size][font=宋体][size=19px])面,其功函数较多晶钨丝和六硼化镧单晶要低很多但比冷场枪的单晶钨([/size][/font][size=19px]3.1.0[/size][font=宋体][size=19px])面要大。电子发射虽然也是由第一阳极拔出,但需要采用一系列降低功函数的方法:[/size][/font][size=19px]1.[/size][font=宋体][size=19px]灯丝加一定电流产生[/size][/font][size=19px]1200K[/size][font=宋体][size=19px]的高温,[/size][/font][size=19px]2.[/size][font=宋体][size=19px]表面涂覆一层氧化锆,以降低灯丝表面的功函数,提升发射效果。由于电子基本由第一阳极在单晶钨针尖部拔出,因此其发射面积、立体角及色差都较热发射小很多,但比冷场要大。故本征亮度要比热发射提高很多,但略低于冷场电子枪。[/size][/font][b][font=宋体][size=19px]热场和冷场电子枪对比:[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]本征亮度低会造成仪器分辨能力不足;氧化锆的消耗会降低灯丝束流发射效果,氧化锆有破损,灯丝的高分辨寿命也到头,因此其高分辨寿命较短。束流大且稳定对微区分析有利,但是随着分析设备([/size][/font][size=19px]EDS\EBSD[/size][font=宋体][size=19px])性能的提升该优势也在逐步淡化,而分析过程中的空间分辨劣势也会逐步加深。不过这都有个度,而且和测试需求有关,辩证的关系无处不在。[/size][/font][size=24px]二、[font=&][size=9px] [/size][/font][/size][font=宋体][size=24px]电磁透镜[/size][/font][font=宋体][size=19px]透镜系统是显微镜对样品信息激发源(光)进行操控的部件。不同激发源(光束、电子束)使用不同的透镜系统:光学显微镜用的是光学透镜,电子显微镜是电磁透镜和静电透镜(静电透镜在电镜中应用面较窄,效果也较差,本文不予探讨)。无论光学透镜还是电磁透镜都是通过对激发源(可见光、高能电子束)运行方向的改变来对其进行操控。尽管高能电子束在电磁透镜中的运行轨迹较可见光在光学透镜中要复杂的多,但结果基本相似,因此在电子显微镜教材中对电磁透镜和电子光路路径的探讨都是以光学显微镜为模板。[/size][/font][size=19px][b]2.1[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]光学透镜[/size][/font][size=19px]2.1.1[/size][font=宋体][size=19px]光的折射现象[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]直线传播、反射、折射是光的三种运行(传播)模式。在同一种均匀介质中光是以直线方式来运行,小孔成像、影子等都是光线直线传播的反映。光线在两种介质交界处会发生传播方向的改变,如果光返回原来介质中这就是反射,反射光光速和入射光相同。光线从一个介质进入另一个介质,会发生传播方向以及传播速度的改变,这就是光线的折射现象。初中的物理教科书告诉我们透镜的成像原理正是基于这种折射现象。[/size][/font][size=19px][b]2.1.2[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]光学透镜的成像原理[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜可以看成许多棱镜按照特别设计的构造所进行的组合。通常情况下光通过透镜时:凸透镜会将光线经两次折射后会聚在透镜另一侧的焦点(平行光)或像平面上,凹透镜将光线经两次折射后按照像点和虚像各点连线所形成的角度发散出去。[/size][/font][align=center][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析7.png,664,347]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/323d613a-1a81-4dda-9653-58a36a6d5ef1.jpg[/img][/size][/font][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]凸透镜和凹透镜的经典成像图[/size][/font][/b][/align][font=宋体][size=19px]显微系统中凸透镜的作用是对光线进行会聚、成像(实像、虚像、放大、缩小),也可对光路进行调整,是组成显微系统的主体部件。凹透镜在显微系统中主要是用于消除系统像差对分辨率的影响。[/size][/font][align=center][img=7.jpg,664,307]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3543cd28-5d88-47f4-9ff7-0e6d73d304ad.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]透镜的成像规律[/size][/font][/b][/align][b][size=19px]2.1.3[/size][font=宋体][size=19px]像差及像差校正[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]色差和球差是显微系统中光线经过透镜时形成的两个主要像差,对显微镜分辨率有极大影响。消除像差影响对获取高分辨像帮助极大。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.1[/size][font=宋体][size=19px]色差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]任何光都很难保证光束中能量完全一致。不同能量的光线传播速度不同,通过透镜时折射程度也存在差别,因此其焦点也不相同。如此就会在焦平面或像平面上形成一个弥散斑,使图像模糊不清,影响图像的分辨能力。不同能量的光线对应不同色彩,因此由光的能量差异而引起的像差被称为“色差”。不同形态(凸透镜、凹透镜)、不同材质的透镜色差通过合理的安排可以相互抵消,以此方式就可以消除整个透镜系统的色差。[/size][/font][font=宋体][size=19px][img=电子枪与电磁透镜的另类解析8.png]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0cf133ab-eb6d-4b98-83bd-95d8413e54a0.jpg[/img][/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2[/size][font=宋体][size=19px]球差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜中心区与边缘区对光线折射会有差异,使得轴上某个物点发出的光束最后会聚在光轴上不同位置,在像面上形成一个弥散斑从而影响图像的分辨力,这种差异被称为“球差”。利用光阑只让近光轴光线通过可以减少球差,另外还有两种方法最常见:配曲以及组合。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2.1[/size][font=宋体][size=19px]配曲[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]透镜两个曲面采用不同曲率半径,这两个曲面会对光线的折射产生差异,互相抵消和弥补会减少透镜球差的数值。[/size][/font][b][size=19px]2.1.3.2.2[/size][font=宋体][size=19px]组合[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]利用凸凹透镜的组合消除球差。组合方式有胶合和分离。[/size][/font][align=center][img=电子枪与电磁透镜的另类解析9.png,664,709]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/546f7baa-45c4-4b2c-9bf5-06508692bd6f.jpg[/img][/align][b][size=19px]2.2[/size][font=宋体][size=19px]电磁透镜[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]电子显微镜使用高能电子束做为光源,若用光学透镜对电子束进行会聚的结果是损耗大、工艺繁琐、效果差。因此必须选用另外的方式来对电子束进行操控。[/size][/font][font=宋体][size=19px]一个轴对称的均匀弯曲磁场对电子束拥有更好的折射效果,而且操控简单、效果优异,是对电子束进行会聚的主要方式,类似于光学透镜对光线的会聚,被称为“磁透镜”。该磁场是利用电流通过铜线圈来产生,故而被命名为“电磁透镜”。[/size][/font][size=19px][b]2.2.1[/b][/size][b][font=宋体][size=19px]电磁透镜的构造及工作原理[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]电磁透镜构造是将一个轴对称螺旋绕制的铜芯线圈置于一个由软磁(顺磁)性质的材料[/size][/font][size=19px]([/size][font=宋体][size=19px]纯铁或低碳钢[/size][/font][size=19px])[/size][font=宋体][size=19px]制成具有内环间隙的壳子里。内部插入磁导率更高的锥形环状极靴。该构造可以使得磁场强度、均匀性、对称性得到极大提升,从而在较小空间获得更大的电磁折射率来提升磁透镜的会聚效果。[/size][/font][img=123.png,664,199]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0ea4c139-2224-402e-8f16-0c835e6079c0.jpg[/img][font=宋体][size=19px]电磁透镜的工作过程如下:当电流通过铜芯线圈时,将产生一个以线圈轴中心对称分布的闭环磁场。电子束在穿越磁场时因切割磁力线而受洛仑兹力作用发生向心的偏转折射,该偏转和电子运行方向叠加后使得电子在磁场中以圆锥螺旋曲线轨迹运行,并使电子束从磁场另一端飞出后被重新会聚。类似于光学透镜中的光线会聚,电磁场对电子束起到一个透镜的作用。改变线圈电流的大小,可以改变电磁透镜对电子束的折射率。电子显微镜通过对透镜电流的调节,来无级变换焦点及放大倍率。任何一级透镜可以在需要时打开,不用时关闭,因此更易于仪器的调整。[/size][/font][img=电子枪与电磁透镜的另类解析10.png,664,199]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/21c7877d-4b03-4a3c-a3a9-778f4197b5e6.jpg[/img][b][size=19px]2.2.2[/size][font=宋体][size=19px]电磁透镜的像差[/size][/font][/b][font=宋体][size=19px]虽然电子束在电磁透镜中的电子轨迹比可见光在光学透镜中的轨迹要复杂得多,但结果基本类似。光学透镜成像过程中存在的像差,在电磁透镜的成像过程中也同样存在,只是程度以及解决方式不一样。解决像差,对扫描电镜和透射电镜成像效果的影响也不一样。[/size][/font][font=宋体][size=19px]电子显微镜使用高能电子束和电磁透镜,相对于光学显微镜,其所形成的像差要小很多。而解决像差影响也会对测试结果产生负面影响,比如束流密度增大带来的热损伤、运用单色器会对信号量形成衰减、会聚角增大在扫描电镜测试时会增加样品信号扩散,这些负面影响是否会超过解决像差所带来的正面效果?这里存在着一个辨证的关系。[/size][/font][font=宋体][size=19px]光学显微镜显然是解决像差带来的正面效果要大,所以大量的消像差组件存在于光路当中。电子显微镜呢?目前仅在场发射透射电镜中加入球差校正器有着极为明显的作用,扫描电镜中却未见使用。这与两种电子显微镜所针对的样品以及所获取的样品信息特性有关。[/size][/font][font=宋体][size=19px]透射电镜样品极薄、样品中信号扩散基本可以忽略不计。球差的改善会带来两个结果:束流密度的增加、会聚角的增加。束流密度增加会使得信息的激发区缩小同时信号量增加,这无疑对提高分辨力有利;电子束会聚角的增加有利于散射电子散射角的扩大,对[/size][/font][size=19px]stem[/size][font=宋体][size=19px]成像有利。因此对于透射电镜来说,解决球差所带来结果基本都是正面,这使得球差校正对透射电镜提高分辨力的影响十分明显。当然基础还是电子枪,热发射电子枪加装球差校正,结构更复杂而且结果差。[/size][/font][font=宋体][size=19px]扫描电镜样品相对电子束来说无穷厚,电子束击入样品所引起的信号扩散较大。采用信号又是溢出样品表面的二次电子和背散射电子,电子束会聚角的改变对它们溢出范围影响不可忽略。球差校正结果到底如何?目前还没看到球差校正在扫描电镜中被运用。[/size][/font][font=宋体][size=19px]球差校正器是采用多极子校正装置产生的磁场对电子束做一个补偿散射(如凹透镜对光线的散射),来消除聚光镜边缘所引起的球差。[/size][/font][align=center][size=19px][img=10.jpg]https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/c178f974-3020-497b-9c33-5f66b75f8046.jpg[/img][/size][/align][align=center][b][font=宋体][size=19px]球差校正器图解[/size][/font][/b][/align][font=宋体][size=19px]电子显微镜减少色差主要依靠单色器。其原理是将电子束按照能量进行分离,然后选取某个能量段的电子束,由此降低电子束的能量差也就是色差。其缺点是电子束强度同时降低,这就要求样品能产生充足信号,同时信号接收器的接收效果也要相应提升。目前单色器主要被用在热场电子枪电镜。冷场电子枪由于色差很小,束流也较小,单色器对测试结果的正面影响不大,负面影响(束流的衰减)可能会更大,因此冷场电镜未见使用单色器。[/size][/font][font=宋体][size=19px]辩证法的规律无处不在,任何条件的改变,部件的设计都不会是完美无缺。任何事、任何物的存在和变化都包含有正、反两方面的结果。我们必须对事和物做全面的正确了解,根据自己需求选取最大的正面因素,才能使得我们在做事和选物时获得最好的结果。最后以老祖宗的名言来做结束。那就是被我们常常认为是消极思维,其实却包含极大哲理的[/size][/font][b][font=宋体][size=24px]“中庸之道、过犹不及”。[/size][/font][/b]
第一章: 显微镜简史随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于金属材料,生物学,化工等领域。第二章 显微镜的基本光学原理一. 折射和折射率光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。二. 透镜的性能透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称“像方焦点”,该处的焦平面,称“像方焦平面”。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 三. 影响成像的关键因素—像差由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的像,各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。1. 色差(Chromatic aberration)色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。光学系统最主要的功能就是消色差。色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。2. 球差(Spherical aberration)球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑,从而影响成像质量。球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。3. 慧差(Coma)慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点状,型如慧星,故称“慧差”。4. 像散(Astigmatism)像散也是影响清晰度的轴外点单色像差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想像平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。5. 场曲(Curvature of field)场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个像面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。6. 畸变(Distortion)前面所说各种像差除场曲外,都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的像差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响像的清晰度,但使像与原物体比,在形状上造成失真。四. 显微镜的成像(几何成像)原理显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成像具有像差,严重影响成像质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成像规律:(1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像;(2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像;(3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像;(4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像;(5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像于原物体的像,方向相反。五.显微镜光学系统简介显微镜光学系统的设计有三种光学系统。1 . 长筒光学系统2 . 万能无限远校正光学系统:是较先进的光路设计,它体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结像透镜处折射或完成无像差的中间像。物镜与观察筒内结像透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图像。3. 万能无限远双重色差校正光学系统:是目前最先进的光路设计,不但能矫正位置色差,同时还能矫正倍率色差可提高水平分辨率12%,提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的最锐利图象。-----------------------[color=#00008B][size=4]资料不错,已经按照2个帖子的形式发表,这样集中些[/size][/color]
显微镜基础知识 http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7 第一章: 显微镜简史 随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于金属材料,生物学,化工等领域。 下载资料:http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080102/1123578/index.shtml 第二章 显微镜的基本光学原理 一. 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现像,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 二. 透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过交点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称“像方焦点”,该处的焦平面,称“像方焦平面”。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 三. 影响成像的关键因素—像差 由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的像,各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。 1. 色差(Chromatic aberration) 色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。光学系统最主要的功能就是消色差。 色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。 2. 球差(Spherical aberration) 球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮边缘逐渐模糊的亮斑,从而影响成像质量。 球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。 3. 慧差(Coma) 慧差属轴外点的单色像差。轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点状,型如慧星,故称“慧差”。 4. 像散(Astigmatism) 像散也是影响清晰度的轴外点单色像差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想像平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。 5. 场曲(Curvature of field) 场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个像面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。 6. 畸变(Distortion) 前面所说各种像差除场曲外,都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的像差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响像的清晰度,但使像与原物体比,在形状上造成失真。 四. 显微镜的成像(几何成像)原理 显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成像具有像差,严重影响成像质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成像规律: (1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像; (2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像; (3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像; (5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。 显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像于原物体的像,方向相反。 五.显微镜光学系统简介 显微镜光学系统的设计有三种光学系统。 1 . 长筒光学系统 2 . 万能无限远校正光学系统:是较先进的光路设计,它体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结像透镜处折射或完成无像差的中间像。物镜与观察筒内结像透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图像。 3. 万能无限远双重色差校正光学系统:是目前最先进的光路设计,不但能矫正位置色差,同时还能矫正倍率色差可提高水平分辨率12%,提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的最锐利图象。下载资料:http://www.instrument.com.cn/vip/paper.asp?sel=&keywords=lzb836&Submit=%CB%D1%CB%F7 http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080102/1123578/index.shtml
用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究,同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。比较普通生物显微镜:适合用于观察、记录附着于培养皿底部或悬浮于培养基中的活体物质,在食品检验、水质鉴定、晶体结构分析及化学反应沉淀物分析等领域也能发挥巨大作用。 工作原理 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。 光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 1. 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象; 2. 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象; 3. 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; 4. 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象; 5. 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。 在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。 显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。
显微镜基础知识第一章: 显微镜简史随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于医学,生物学,金属材料,化工等领域。第二章 显微镜的基本光学原理一. 折射和折射率光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。二. 透镜的性能透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。三. 影响成像的关键因素-相差由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的象,各种象差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种相差。1. 色差(Chromatic aberration)色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在象方则可能形成一个色斑。色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察,都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘2. 球差(Spherical aberration)球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮 边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。3. 慧差(Coma)慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成象时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的象便会得到一逗点壮,型如慧星,故称"慧差"。4. 象散(Astigmatism)象散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起象散。象散使原来的物点在成象后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想象平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。象散是通过复杂的透镜组合来消除。5. 场曲(Curvature of field)场曲又称"象场弯曲"。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想象点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的象点,但整个象平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲;。6. 畸变(Distortion)前面所说各种相差除场曲外,都影响象的清晰度。畸变是另一种性质的相差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响象的清晰度,但使象与原物体比,在形状上造成失真。三 显微镜的成象(几何成象)原理显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成象具有象差,严重影响成象质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成象规律:(1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在象方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实象;(2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在象方二倍焦距上形成同样大小的倒立实象;(3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在象方二倍焦距以外形成放大的倒立实象; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则象方不能成象;(5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则象方也无象的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚象。显微镜的成象原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜象方的二倍焦距以外形成放大的倒立实象。在显微镜的设计上,将此象落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次象(中间象),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间象的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间象而言)虚象。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的象于原物体的象,方向相反。 四.显微镜光学系统简介显微镜光学系统的设计有三种光学系统。1 长筒光学系统2 万能无限远校正光学系统:是目前最先进的光路设计,它分体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒,并在结象透镜处折射或完成无相差的中间象。物镜与观察筒内结象透镜之间可添加光学附件,而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜,都能得到最佳的显微图象。 第三章 显微镜的重要光学技术参数在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。一. 数值孔径数值孔径简写NA,数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数,是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低的重要标志。其数值的大小,分别标科在物镜和聚光镜的外壳上。 数值孔径(NA)是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(h)和孔径角(u)半数的正玄之乘积。用公式表示如下:NA=hsinu/2孔径角又称"镜口角",是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大,进入物镜的光通亮就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。显微镜观察时,若想增大NA值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质的折射率h值。基于这一原理,就产生了水浸系物镜和油浸物镜,因介质的折射率h值大于一,NA值就能大于一。数值孔径最大值为1.4,这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前,有用折射率高的溴萘作介质,溴萘的折射率为1.66,所以NA值可大于1.4。α这里必须指出,为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值,数值孔径与其他技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。 二. 分辨率分辨率又称"鉴别率","解像力"。是衡量显微镜性能的又一个重要技术参数。显微镜的分辨率用公式表示为:d=l/NA式中d为最小分辨距离;l为光线的波长;NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大,照明光线波长越短,则d值越小,分辨率就越高。要提高分辨率,即减小d值,可采取以下措施1. 降低波长l值,使用短波长光源。2.曾大介质h值和提高NA值(NA=hsinu/2)。3.增大孔径角。4.增加明暗反差。三. 放大率放大率就是放大倍数,是指被检验物体经物镜放大再经目镜放大后,人眼所看到的最终图象的大小对原物体大小的比值,是物镜和目镜放大倍数的乘积。放大率也是显微镜的重要参数,但也不能盲目相信放大率越高越好,在选择时应首先考虑物镜的数值孔径。
由于客观条件,任何光学系统都不能生成理论上理想的像,各种相差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种相差。 1、色差 色差是透镜成像的一个严重缺陷,发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在像方则可能形成一个色斑。 色差一般有位置色差,放大率色差。位置色差使像在任何位置观察,都带有色斑或晕环,使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。2、球差 球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮、边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。 球差的矫正常利用透镜组合来消除,由于凸、凹透镜的球差是相反的,可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜,物镜的球差没有完全矫正,应与相应的补偿目镜配合,才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。1、慧差慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成像时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的像便会得到一逗点状,型如慧星,故称“慧差”。 2、像散像散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时,边缘上的物点离光轴远,光束倾斜大,经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线,在理想像平面上综合后,形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。3、 场曲 场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面,给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜,这种物镜已经矫正了场曲。 4、 畸变 前面所说各种相差除场曲外,都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的相差,光束的同心性不受到破坏。因此,不影响像的清晰度,但使像与原物体比,在形状上造成失真。 (1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像; (2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像; (3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像; (4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像; (5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。 显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像与原物体的像,方向相反。 本文转自http://www.gzspecial.com/qyxw/19.html
倒置生物显微镜是生物显微镜的分支,用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究,同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。比较普通生物显微镜:适合用于观察、记录附着于培养皿底部或悬浮于培养基中的活体物质,在食品检验、水质鉴定、晶体结构分析及化学反应沉淀物分析等领域也能发挥巨大作用。 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体倒置生物显微镜(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称"焦点",通过交点并垂直光轴的平面,称"焦平面"。焦点有两个,在物方空间的焦点,称"物方焦点",该处的焦平面,称"物方焦平面";反之,在象方空间的焦点,称"象方焦点",该处的焦平面,称"象方焦平面"。光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。 在镜检时,人们总是希望能清晰而明亮的理想图象,这就需要显微镜的各项光学技术参数达到一定的标准,并且要求在使用时,必须根据镜检的目的和实际情况来协调各参数的关系。只有这样,才能充分发挥显微镜应有的性能,得到满意的镜检效果。显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。原来来自百度百科:http://baike.baidu.com/link?url=FeU3SMmqPCcoNxVQzC0cokR8B1vo__iOO6Dbd_HcGLN4aeFOLXpLIeKeQrPqUdY5NTpgqYYK9w9S96m3CvOsEq
离子透镜的设计是建立在光学透镜的基础之上的,二者有何相同的地方,又有何不同的地方?
还是读那本Egerton的PPEM,书中提到了静电透镜和磁透镜的特点,其中静电透镜是这样的:1. 无像转角2. 比较轻,consumes no power3. 对电压的稳定性要求不高4. 容易聚焦离子束磁透镜是:1. 低透镜像差2. 不需要高压激励3. 可以做浸入式透镜我有几个疑问:1. consumes no power指的是什么?静电透镜不需要专门的动力?2. 磁透镜的那个浸入式透镜,是不是说的是样品处于透镜内部中心轴,这样磁场比较均匀吧,而静电式透镜如果这么操作,如果放入导电样品,会引起电场的扭曲?3. (我自己加的)高加速电压时,容易击穿静电透镜。那么是不是扫描电镜比较适合采用静电透镜,而FIB更是因为聚焦离子束的原因,一般采用静电式透镜呢?
[b]问题:[/b]读那本Egerton的PPEM,书中提到了静电透镜和磁透镜的特点,其中静电透镜是这样的:1. 无像转角2. 比较轻,consumes no power3. 对电压的稳定性要求不高4. 容易聚焦离子束磁透镜是:1. 低透镜像差2. 不需要高压激励3. 可以做浸入式透镜我有几个疑问:1. consumes no power指的是什么?静电透镜不需要专门的动力?2. 磁透镜的那个浸入式透镜,是不是说的是样品处于透镜内部中心轴,这样磁场比较均匀吧,而静电式透镜如果这么操作,如果放入导电样品,会引起电场的扭曲?3. (我自己加的)高加速电压时,容易击穿静电透镜。那么是不是扫描电镜比较适合采用静电透镜,而FIB更是因为聚焦离子束的原因,一般采用静电式透镜呢?[b]回答:[/b]我的理解是静电透镜是个耐受高压电容器,只要加电压就成了。除非有空间电荷,也就是用于成像的时候会消耗能量,平时加着高压透镜是不消耗能量的。而磁透镜保持工作需要一直通电流,所以透镜要消耗能量。浸入式我觉得可能是考虑到介电材料会在静电透镜作用下产生极化的问题。静电透镜和磁透镜有适用范围,对于低压电子束用静电透镜比较好,可能考虑的是你前面所说的那些优点。而对高压电子束,静电透镜的会聚能力将大打折扣,相反磁透镜则受影响比较小,因此现在多是低压静电透镜,高压磁透镜的设计。记得Rose,Riemer,Egerton他们有专门的论述。因为离子荷质比大,磁透镜效果不好,所以FIB用静电透镜。我觉得主要是荷质比,离子比电子大多了,如用磁透镜聚焦需狂大的磁场,目前技术水平不能实现,改用静电透镜则可用几组负载电压为几~十几KV的电极来实现。
请教各位大侠,我用的A的气质,关于它的透镜组不是很清楚,还请各位老师指教!!!①A家的拉出极是不带电的,正常拉出极的话应该是带负电,这样能够把带正电的离子碎片给拉出来,不带电只靠推出极,那拉出极起到什么作用?②关于聚焦透镜,资料上给的是带负电,如果带正电荷的离子碎片不在中心,这样的话不会被拉到聚焦电极上而造成损失吗?③对于入口透镜,资料上的给出的是能够对正离子碎片加速,请问这个加速的过程是如何?“增加入口透镜补偿可以增加灵敏度”请问这句话怎么解释问题比较多,希望老师们能不吝赐教!!!
质谱的离子源中有透镜,这个透镜和光学透镜有什么区别?
前几天洗5975C离子源,发现离子聚焦透镜和入口透镜外层的那个土黄色绝缘体(透镜绝缘体)是一个整体,不能分成2半,离子聚焦拿不出来,最后不得不洗这玩意了而视频和说明书上都是可以分成2片的,可以洗离子聚焦问了安捷伦的工程师,最后说5975C的那个土黄色绝缘体本身就是一个整体,可我总感觉不对,一个整体的话离子聚焦就洗不了了啊大家的5975C的那玩意也是一个整体吗?大家怎么洗离子聚焦?
看文献--[font=方正黑体_GBK][color=#000000]质谱仪离子导向装置的原理[/color][/font][font=DY29][color=#000000]、[/color][/font][font=方正黑体_GBK][color=#000000]应用和进展里面介绍[/color][/font][font=方正黑体_GBK][color=#000000][font=宋体]离子传输系统一般由取样孔(samplingcone)、漏勺(skimmer)、离子导向装置(ionguide)和离子透镜(ionlens)等组成。[/font][/color][/font][font=方正黑体_GBK][color=#000000]离子导向装置里面又包含了静电透镜。这样看的话静电透镜和离子透镜就不属于同一分类,但又不清楚他们的区别在哪。[/color][/font][font=方正黑体_GBK][color=#000000]百度之后,感觉他们都是聚焦作用,也没看出什么区别,求大佬解惑![/color][/font]
今天做样的时候,不小心把石墨炉两侧的那个透镜给打碎一个本来是怕脏了影响检测来着,现在都不能做了各位给支个招,那个透镜是属于配件销售吗,我们是安捷伦的仪器,从哪里买到透镜的作用是什么,没有的话,影响检测吗[em09509][em09509]
请教下,EI源中产生的带正电荷的碎片,经推斥极(正电压)推出进入离子透镜,散射的离子经聚焦透镜(负电压)聚焦成束,防止了聚焦部件对离子的捕获。我想问的是,聚焦透镜形成的电场如何聚焦离子的,需要多组电压吗?同时加载负电压,是否起到加速离子的作用?后面通过的入口透镜,起到加速离子作用,是不是也加载了负电压呢?
在进行透镜清洗时,发现透镜上有一道划痕,在凹进去的那一面上,使用型号是OBLF QSN750,不知道对分析的结果会不会有影响呢~~如果有的话,不知道会影响到哪些元素~~
不小心动了 第一透镜和第二透镜,现在能量回不去了,第一透镜和第二透镜调整过很多次都无法回到以前的位置,有没有人来告诉我这两个透镜到底怎么调啊.
大家好,我想问一下大家准直透镜和一般的透镜有什么区别啊。。?就是说除了特别简单的准直以外,比如说一般的透镜你把光源放到焦点上输出的光也可以准直啊。。
为什么玻璃透镜对于波长较短的光如蓝光折射率大,而对波长较长的红光折射率相对小些,即红光焦距长于蓝光。而磁透镜聚焦电子波却相反,对波长较短能量高的电子波折射率较小呢?请高人解释一下。多谢啦。
你们是怎样清洗透镜呀?可否教教我哦!透镜清洗过后会影响曲线吗?
显微镜的六种象差显微镜成象受各种象差的影响,显微镜的主要光学部件是物镜,而物镜有各种各样的型号,比如消色差物镜,平场物镜等等,这些物镜都是对应于要消除某种象差,从而提高成像质量的,例如消色差物镜是用来消除色差,平场物镜是用来消除场曲的.下面就介绍一下显微镜一般存在的象差一 色差(Chromatic aberration) 发生在多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成,各种光的波长不同 ,所以在通过透镜时的折射率也不同,这样物方一个点,在象方则可能形成一个色斑。消除方法:使用单色光(加入滤光片),,光学设计消除色差[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/03/200803291332_83138_1622447_3.jpg[/img]二 球差(Spherical aberration)球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是,一个点成像后,不在是个亮点,而是一个中间亮 边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。消除方法:使用凸、凹透镜组合球差[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/03/200803291334_83139_1622447_3.jpg[/img]三 慧差(Coma)慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成象时,发出的光束通过透镜后,不再相交一点,则一光点的象便会得到一逗点壮,型如慧星,故称"慧差"。 消除方法:使用轴向平行光 彗差[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/03/200803291345_83140_1622447_3.jpg[/img]
有人可以提供X射线透镜相关内容介绍的网址和有关购买信息。多谢各位了!
我单位使用的是ARL4460型光谱仪,可分析氧和氮元素,透镜为镀氟化镁的,请问各位高手如何请洁透镜才不会伤到镜片。
赛默飞世尔,Thermo 热电ARL4460 ARL8860透镜配件编号:S702822产品名称:透镜产品型号:LENS HLDR,VUV LENS,V2, 4460 S
我在清洗德国OBLF GS1000透镜时,没有进入清洗透镜程序,这样对仪器有什么影响?有什么办法可以重使仪器处于一个良好的工作状态?请高人指点。