徠卡生物顯微鏡——解決色差問題，景深和焦深

徠卡生物顯微鏡解決色差

因為透鏡的焦距與透鏡區的規范化電位及線圈電流有關。當電子柬本身的能量有離散或透鏡區靜電位有起伏時，都將導致規范化電位的改變。這種電位的變化，或者透鏡的激勵電流不穩．又都會引起焦距的變化。它們將使軸上物點受到不同的偏轉，zui終與軸相交在不同處。在理想像平面中傷點與軸有了橫向偏離，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，在設計透鏡時應使c盡量小，因為色差系數c‘和極靴結構及透鏡的激勵情況有關。此外，加速電壓和透鏡的線圈電流部應采用高穩定度酌電源系統，例如千和千應達到10“／血n的量級。為減小電子能量的分散度，應采用盡量薄的樣品，在透射電鏡中這一點更有重要意義。zui后，應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格滿足軸對稱條件時，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。橢圓度可使物點發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），得到的不是一個點而是平行于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清晰的像點。離開焦線處，電子束斑成模糊橢圓斑，而在兩報焦線之間軸上某點處可得到電子束的zui小模糊圓斑這個模糊圓的半徑稱為油上像散量。如果換算到物方得到，可以從計算得到。徠卡切片機除加工和裝配過程會帶來像散外，在使用過程中極靴孔和光鬧的沾污也會破壞軸對稱性。因此為減小像散除控制設計制造過程外．通常在電鏡中部裝備有消像散器，用附加的不對稱性有意識抵消原有的橢圓性。zui后還應經常清洗電鏡光路中的有關部件。

徠卡生物顯微鏡正如1．1中已經指出，由于電子的被動性，當它通過小孔光闌時會發生衍射現象。衍射結果表現為每個物點形成的像是一個圓班（周圍的副光環可忽略不計）。定義這個衍射圓斑的半徑為衍射像差。式中各符號的意義同前。可以看出加大光闌孔徑角鞏，可以減小衍射差。但實際工作中還應注意這樣會帶來的不利影響。

·徠卡生物顯微鏡關于景深和焦深

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距離，或者說可允許物上不同部位處的凹凸差。根據圖1—10，理想情況F切點P成保在Q點c如果物面在尸點前后嚴P’之間移動，則在Q看到的物有—‘定橫向寬度。如果透鏡有各種像差．該系統實際存在一個對物的可分辨極限（分辨率6）。只要PJP“間平面上的物點寬度小于或等于5，剛在Q處的成像效果與P點處幾何物點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6一電子光學系統對物的分辨率；對于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，能得到均勻清晰的圖像。由此可見景深也常常成為對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熒光屏調焦，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，總能得到清晰的像。