Parámetros de la lente del microscopio y su influencia en la calidad de la imagen microscópica
Hay diferentes tipos de lentes de microscopio óptico, pero incluso para el mismo tipo de lente, la calidad de la imagen es muy diferente, lo que se debe principalmente a factores como el material, la precisión del procesamiento y la estructura de la lente, y también conduce a diferentes grados de lentes. . El precio varía mucho, desde unos pocos cientos de yuanes hasta decenas de miles de yuanes. Los más populares son la lente Tiansai de cuatro piezas y tres grupos y la lente doble Gauss de seis piezas y cuatro grupos. Para el diseño y los fabricantes de lentes, la función de transferencia óptica OTF (Función de transferencia óptica) se usa generalmente para evaluar de manera integral la calidad de imagen de la lente. El sistema óptico transmite información sobre la distribución del brillo a lo largo del espacio. La señal de onda sinusoidal de cada frecuencia espacial, su grado de modulación y cambio de fase al formar una imagen real, son todas funciones de la frecuencia espacial, y esta función se denomina función de transferencia óptica. OTF generalmente consta de dos partes, la función de transferencia de modulación MTF (Función de transferencia de modulación) y la función de transferencia de fase PTF (Función de transferencia de fase). La aberración es un aspecto importante que afecta la calidad de la imagen. Hay seis aberraciones comunes de la siguiente manera:
Diferencia de bolas:
El haz cónico monocromático emitido desde un cierto punto del objeto en el eje principal al sistema óptico, después de ser refractado por la serie óptica, si los rayos de diferentes ángulos de apertura del haz original no pueden cruzarse en la misma posición en el eje principal, entonces que la imagen ideal en el eje principal En el plano, se forma un punto difuso (comúnmente conocido como el círculo de confusión), y el error de imagen de este sistema óptico se llama aberración esférica.
coma:
El haz de luz cónico monocromático emitido al sistema óptico desde un punto de objeto fuera del eje ubicado fuera del eje principal, después de ser refractado por la serie óptica, si no puede formar un punto claro en el plano de imagen ideal, formará una cola brillante Mancha con forma de cometa, el error de imagen de este sistema óptico se llama coma.
Astigmatismo:
El haz de luz cónico monocromático oblicuo enviado al sistema óptico por un punto de objeto fuera del eje ubicado fuera del eje principal no puede formar un punto de imagen claro después de ser refractado por la serie óptica, sino que solo puede formar un punto difuso. El error de imagen de un sistema óptico se denomina astigmatismo.
Escena:
Si la imagen clara formada por el sistema óptico de un objeto plano perpendicular al eje principal no está en un plano de imagen perpendicular al eje principal, sino en una superficie curva simétrica al eje principal, es decir, el mejor plano de imagen es un superficie curva, entonces esto El error de imagen de un sistema óptico se llama curvatura de campo. Cuando la imagen en el centro de la pantalla es clara, las imágenes alrededor de la pantalla se ven borrosas; y cuando la imagen en el centro de la pantalla es clara, la imagen en el centro de la pantalla comienza a desenfocarse nuevamente.
diferencia de color:
Se envía un haz de luz blanca desde un objeto blanco al sistema óptico. Después de ser refractada por el sistema óptico, los diversos colores de la luz no pueden converger en un punto y se forma una mancha de imagen coloreada, lo que se denomina aberración cromática. El motivo de la aberración cromática es que el mismo vidrio óptico tiene diferentes índices de refracción para diferentes longitudes de onda de luz, el índice de refracción de la luz de onda corta es grande y el índice de refracción de la luz de onda larga es pequeño.
distorsión:
La línea recta fuera del eje principal en el plano del sujeto se convierte en una curva después de ser reflejada por el sistema óptico, y el error de imagen del sistema óptico se denomina distorsión. Las aberraciones de distorsión solo afectan la geometría de la imagen, no su nitidez. Esta es la diferencia fundamental entre distorsión y aberración esférica, coma, astigmatismo y curvatura de campo.
Cuando evaluamos la calidad de la lente, generalmente juzgamos a partir de varios parámetros prácticos, como la resolución, la nitidez y la profundidad de campo.
Resolución:
También conocida como tasa de discriminación y resolución, se refiere a la capacidad de la lente para distinguir claramente los detalles de fibra de la escena que se está fotografiando. La razón que restringe la resolución de la lente es el fenómeno de difracción de la luz, es decir, el punto de difracción (Airy spot). La unidad de resolución es el par de líneas/mm.
Nitidez (Acutancia):
También conocido como contraste, se refiere al contraste entre las partes más brillantes y más oscuras de una imagen.
Profundidad de campo (DOF):
En el espacio de la escena, las escenas ubicadas dentro de una cierta distancia antes y después del plano del objeto de enfoque también pueden formar una imagen relativamente clara. La distancia de profundidad mencionada anteriormente entre las escenas que pueden formar una imagen relativamente clara antes y después del plano del objeto de enfoque, es decir, el rango de profundidad del espacio de la escena que puede obtener una imagen relativamente clara en el plano de la imagen real, se denomina profundidad de campo.
