Различная аберрация

Cтраница 2

После нескольких лет упорного труда ученого были впервые выпущены объективы оптических инструментов, изготовленные и рассчитанные исключительно на основании теоретических соображений и инженерных расчетов. Этот оптический инструмент предстал в совершенно новом свете: впервые были выяснены функции объектива и окуляра, проведена классификация различных аберраций, разработана теория микроскопического изображения и, наконец, были установлены пределы разрешающей способности оптических инструментов. [16]

Выражения (3.7) и (3.11), (3.12) позволяют по известным аберрационным коэффициентам вычислять нормированную интенсивность дифракционного изображения точечного источника вблизи его гауссова изображения. Выражение (3.11) удобно использовать для оценки качества оптической системы, особенно в тех случаях, когда последнюю характеризует ряд различных аберраций, взаимно компенсирующих друг друга. [17]

На первый взгляд кажется, что с помощью больших увеличений можно добиться четкого разделения двух близких частей объекта. Добиться большого увеличения, например, в 104 раз не составляет сложной задачи. Устранив различные аберрации, с помощью системы линз можно добиться большого увеличения, большого но при этом не наблюдать близлежащие точки раздельными. Причиной в данном случае является не наличие предела увеличения, а специфические явления, связанные с волновой природой ( дифракция) наблюдаемого света. [18]

Наиболее эффективно сжатие происходит в условиях, когда импульс с квадратичной по времени ФМ распространяется в среде с квадратичной дисперсией. Эта ситуация совершенно аналогична безаберрационной фокусировке световых пучков линзой. Как известно, эту идеальную картину мешают осуществить различные аберрации. Точно так же обстоит дело и при фокусировке во времени световых импульсов. Кубичная и более высокого порядка дисперсии среды, отличие ФМ входного импульса от квадратичной приводят к временным аберрациям. [19]

Значительное увеличение разрешающей способности в микроскопе можно получить при использовании пучков быстролетящих в вакууме электронов. Принципиально разрешение электронного микроскопа могло бы превосходить разрешение светового микроскопа в сотни тысяч раз, так как эквивалентная длина волны для электрона Я, h / ( 2meU) W 12 3U1 - 2, где h - постоянная Планка; U - ускоряющая разность потенциалов. Однако разрешение определяется не только явлениями дифракции, но и различными аберрациями электронных линз, используемых для фокусировки электронных пучков. Эти аберрации полностью не коррегируемы, хотя и несколько исправляются, главным образом диафрагмированием и применением электронных пучков малых апертур. [20]

Графики изменения чисел Штреля. [21]

На рис. 10.3 представлена также кривая 3 зависимости чисел Штреля от волновой аберрации при наличии астигматизма. Сопоставляя ее с кривыми У и 2, нетрудно заметить, что для нее числа Штреля принимают меньшие значения даже при соблюдении условия Рэлея. Это подтверждает, что ни число Штреля, ни условие Рэлея не позволяют получить полное суждение о качестве изображения при наличии различных аберраций. [22]

Голограмма, удовлетворяющая первому из двух вышеприведенных условий, должна иметь структуру полос Фраунгофера в направлении движения и структуру Френеля в ортогональном направлении. Для считывания такой голограммы необходимо иметь когерентный источник света. Если в качестве среды для записи применяется фоторезист Shipley AZ 1350, а источником света является Не-Cd - лазер на длине волны 441 6 нм, то в считываемом изображении могут возникнуть различные аберрации типа аберраций Зайделя. [23]

Спектральный прибор отображает строго монохроматическое излучение, освещающее входную щель, в виде некоторого распределения освещенности. Это распределение называют инструментальным контуром спектральной линии. Его вид определяется совместным действием различных факторов. К их числу относятся дифракция на действующем отверстии спектрографа, различные аберрации и другие погрешности оптики прибора, ширина входной щели и зернистая структура фотографической эмульсии. Если один из этих факторов является преобладающим, форма инструментального контура линии в основном определяется его действием. [24]

Практическим применением теории, которая была создана на основе взглядов де Бройля, явилась электронная оптика. Разрешающая способность лучших современных микроскопов ограничивается длиной световой волны, которая лежит в пределах 0 8ч - 0 3 мкм. Электроны же, ускоренные разностью по-потенциалов всего в 100 в, имеют длину волны де Бройля около 1 А. Это позволяет создавать электронные микроскопы, которые имеют разрешение, превосходящее разрешение лучшего светового микроскопа в несколько сот раз. Принципиально разрешение электронного микроскопа могло бы превосходить разрешение светового микроскопа в сотни тысяч раз, так как длина волны де Бройля для электронов при разностях потенциалов в десятки тысяч вольт примерно в сотни тысяч раз короче длины световых волн. Однако в электронном микроскопе разрешение определяется не только явлениями дифракции, но и различными аберрациями электронных линз, которые формируют пучки электронов. Поэтому, например, просвечивающий электронный микроскоп 1-го класса имеет разрешение 5 - М О А, 2-го класса-12 - И5А и 3-го класса - ЗОч-ЮОА; эти микроскопы имеют ускоряющее напряжение соответственно 100, 60 - 80 и 40 - - 50 тыс. в. В принципе каждый электронный микроскоп может служить электронографом - прибором для получения и регистрации дифракционных картин, возникающих при рассеянии ускоренных электронов веществом. С помощью электронографии можно исследовать структуру веществ, определять положение легких атомов в присутствии тяжелых, изучать весьма мелкодисперсные объекты, исследовать строение молекул, находящихся в газообразном ( парообразном) состоянии, исследовать строение кристаллов и поверхностных слоев различных веществ. [25]

Основной функцией оптической системы камеры является кадрирование изображения. Оптическое изображение сцены должно быть воспроизведено на фоточувствительной поверхности, которая находится внутри передающей трубки. Желательно, чтобы все точки объекта, расположенные в пределах некоторого определенного диапазона расстояний до объектива, были спроектированы на указанную поверхность с приемлемой четкостью. Для этого линза должна иметь достаточную глубину поля при большой ее апертуре, необходимой для пропускания необходимого количества света. О линзе, в которой не соблюдается это условие, говорят, что она имеет кривизну поля; применение такой линзы не дает оператору возможности добиться одновременно хорошей фокусировки для изображений центральной и периферийных частей сцены перед камерой. В дополнение к эффектам, обусловливаемым ограниченной глубиной поля и наличием кривизны поля, линза может иметь еще различные аберрации, следствием которых является увеличение или искажение ею изображения точки ( гл. [26]

Следующими были рассмотрены асимптотические аберрации. Уравнения (5.255) и (5.273) являются полиномиальными выражениями для асимптотического сферического и хроматического коэффициентов аберрации соответственно иа основе взаимного увеличения. Аберрации тонких линз, а также их комбинаций были обсуждены довольно подробно. Выражения (5.305) и (5.314) - дополнительные формулы суммирования для диска сферической и хроматической соответственно аберраций системы из двух линз. Были рассмотрены дифракция, пространственный заряд и другие дополнительные источники аберраций, а также различные методы коррекции аберраций. Понятие яркости (5.329) и (5.331) было введено совместно с рассмотрением тока и его плотности. Одновременное действие различных аберраций может быть выражено в виде (5.337) для одной линзы и в виде (5.364) для комбинации из двух линз. [27]

Страницы: 1 2