Parametri mikroskopskih leč in njihov vpliv na kakovost mikroskopskih slik
Obstajajo različne vrste optičnih mikroskopskih leč, vendar je tudi pri istem tipu leč kakovost slike zelo različna, kar je predvsem posledica dejavnikov, kot so material, natančnost obdelave in zgradba leč, kar vodi tudi do različnih razredov leč . Cena se zelo razlikuje od nekaj sto juanov do več deset tisoč juanov. Najbolj priljubljeni sta štiridelna triskupinska leča Tiansai in šestdelna štiriskupinska dvojna Gaussova leča. Za načrtovanje leč in proizvajalce se funkcija optičnega prenosa OTF (Optical Transfer Function) običajno uporablja za celovito oceno kakovosti slike leče. Optični sistem prenaša informacije o porazdelitvi svetlosti po prostoru. Signal sinusnega valovanja vsake prostorske frekvence, njegova stopnja modulacije in fazna sprememba pri oblikovanju dejanske slike so vse funkcije prostorske frekvence in ta funkcija se imenuje funkcija optičnega prenosa. OTF je običajno sestavljen iz dveh delov, modulacijske prenosne funkcije MTF (Modulation Transfer Function) in fazne prenosne funkcije PTF (Phase Transfer Function). Aberacija je pomemben vidik, ki vpliva na kakovost slike. Obstaja šest pogostih aberacij, in sicer:
Razlika žoge:
Monokromatski stožčasti žarek, ki se oddaja iz določene točke objekta na glavni osi v optični sistem, potem ko ga je optična serija lomila, če se žarki z različnimi odprtinskimi koti prvotnega žarka ne morejo sekati na istem mestu na glavni osi, torej da je idealna slika na glavni osi Na ravnini nastane razpršena lisa (splošno znana kot krog zmede), slikovno napako tega optičnega sistema pa imenujemo sferična aberacija.
koma:
Monokromatski stožčasti svetlobni žarek, ki se oddaja v optični sistem iz točke zunaj osi objekta, ki se nahaja zunaj glavne osi, po lomljenju z optično serijo, če ne more oblikovati jasne točke na idealni slikovni ravnini, bo oblikoval svetel rep Točka v obliki kometa, slikovna napaka tega optičnega sistema se imenuje koma.
Astigmatizem:
Poševni enobarvni stožčasti svetlobni žarek, ki ga v optični sistem pošilja točka predmeta zunaj osi, ki se nahaja zunaj glavne osi, ne more oblikovati jasne slikovne točke, potem ko ga lomi optični niz, ampak lahko tvori le difuzno liso. Slikarska napaka optičnega sistema se imenuje astigmatizem.
Scena:
Če jasna slika, ki jo tvori optični sistem ravnega predmeta, pravokotnega na glavno os, ni v slikovni ravnini, pravokotni na glavno os, ampak na ukrivljeni površini, simetrični na glavno os, je najboljša slikovna ravnina ukrivljeno površino, potem se ta Napaka slikanja optičnega sistema imenuje ukrivljenost polja. Ko je slika na sredini zaslona jasna, so slike okoli zaslona zamegljene; in ko je slika na sredini zaslona jasna, se začne slika na sredini zaslona spet zamegliti.
Barvna razlika:
Žarek bele svetlobe se pošlje iz belega predmeta v optični sistem. Ko jih optični sistem lomi, se različne barve svetlobe ne morejo združiti v eni točki in nastane barvna slikovna lisa, ki jo imenujemo kromatska aberacija. Razlog za kromatsko aberacijo je, da ima isto optično steklo različne lomne količnike za različne valovne dolžine svetlobe, lomni količnik kratkovalovne svetlobe je velik, lomni količnik dolgovalovne svetlobe pa majhen.
popačenje:
Ravna črta zunaj glavne osi v ravnini subjekta postane krivulja, potem ko jo posname optični sistem, napaka slikanja optičnega sistema pa se imenuje popačenje. Aberacije zaradi popačenja vplivajo le na geometrijo slike, ne pa na njeno ostrino. To je temeljna razlika med popačenjem in sferično aberacijo, komo, astigmatizmom in ukrivljenostjo polja.
Ko ocenjujemo kakovost objektiva, na splošno ocenjujemo na podlagi več praktičnih parametrov, kot so ločljivost, ostrina in globinska ostrina.
Resolucija:
Znan tudi kot stopnja ločljivosti in ločljivost, se nanaša na sposobnost objektiva, da jasno loči podrobnosti vlaken fotografiranega prizora. Vzrok, ki omejuje ločljivost leče, je pojav uklona svetlobe, to je uklonska pega (Airy spot). Enota ločljivosti je par vrstic/mm.
Ostrina (Acutance):
Znan tudi kot kontrast, se nanaša na kontrast med najsvetlejšimi in najtemnejšimi deli slike.
Globinska ostrina (DOF):
V prostoru prizora lahko prizori, ki se nahajajo na določeni razdalji pred in za fokusno ravnino objekta, prav tako tvorijo relativno jasno sliko. Zgoraj omenjena globinska razdalja med prizori, ki lahko tvorijo razmeroma jasno sliko pred in za fokusno ravnino objekta, to je razpon globine prostora prizora, ki lahko pridobi relativno jasno sliko na dejanski ravnini slike, se imenuje globinska ostrina.
