Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике. Рябухо В.П - 64 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГУ им. Чернышевского | Саратов

Составители: 

Рубрика: 

Федосов И.В.
63
Совместимость объектива и микроскопа особенно важна для объективов с
большой числовой апертурой, применяемых в системе оптического пинцета.
Расстояние от передней оптической поверхности объектива до предмет-
ной плоскости называется рабочим отрезком объектива. Рабочие отрезки объ-
ективов микроскопа обычно находится в пределах от 10 мм для объектива с чи-
словой апертурой 0.1 и увеличением 5
×
и до 0.1 мм для иммерсионных объек-
тивов увеличением с числовой апертурой 1.3 и увеличением 100
×
.
Увеличение объектива
–
отношение длины изображения отрезка, перпен-
дикулярного оптической оси, к длине этого отрезка
Γ
=y
′
/y,
где
y
и
y
′
–
длины
отрезков
A
и
A
′
, соответственно.
Числовая апертура является важнейшей характеристикой объектива мик-
роскопа, определяющей его разрешающую способность. Она вычисляется по
формуле
α
sinnNA =
, где
α
– апертурный угол (рис. 7) – угол в пространстве
предметов между оптической осью микроскопа и лучом, проходящим через
осевую точку предмета и через край входного зрачка,
n
– показатель преломле-
ния в среды в пространстве предметов. Из дифракционной теории микроскопа
следует, что разрешающая способность микроскопа (минимальное расстояние
между двумя точками в пространстве предметов, видимыми в микроскоп раз-
дельно) определяется соотношением
NA
2
λ
δ
=
, (21)
где
λ
–
длина волны света. Если увеличение объектива равно
Γ
,
то это расстоя-
ние будет соответствовать расстоянию
δ′
=
δΓ
в плоскости изображения. Со-
гласно критерию Релея,
δ′
будет соответствовать радиусу первого темного
кольца кружка Эйри – ограниченного дифракцией изображения точечного ис-
точника света.
Характерной особенностью оптической системы объектива микроскопа
является размещение апертурной диафрагмы
D
в его задней фокальной плоско-
сти. Как правило, выходной зрачок объектива микроскопа совпадает с его апер-
турной диафрагмой, роль которой часто выполняет оправа одного из последних
элементов объектива. При таком расположении апертурной диафрагмы вход-
ной зрачок объектива микроскопа находится в бесконечности. Оптические сис-
темы, входной зрачок которых удален в бесконечность, называются
телецен-
трическими
.
Телецентрические системы обладают замечательным свойством –
луч, проходящий через центр апертурной диафрагмы, так называемый главный
луч (показан пунктиром на рис. 7.), в пространстве предметов всегда паралле-
лен оптической оси. Так как главный луч является осью симметрии пучка лу-
чей, формирующих изображение предмета, то это означает, что точки предме-
та, лежащие на оптической оси
микроскопа и на краю его поля зрения, изобра-
жаются пучками одинаковой структуры, оси симметрии которых всегда пер-
пендикулярны предметной плоскости.
Промежуточное изображение
A
′
, формируемое объективом микроскопа,
может непосредственно наблюдаться на экране, помещенном в его предметной
плоскости. Оно также может быть зарегистрировано при помощи помещенного

Страницы