徠卡生物顯微鏡——電子透鏡的像差
前面我們討論的是徠卡生物顯微鏡理想成像的電子光學(xué)。在一些待定的條件下,，物與像之間有點一點對應(yīng)和幾何相似的關(guān)系,。然而實際情況與理想的像有偏離,，這就是像差。我們可以根據(jù)它們不同的產(chǎn)生原因,，用像點徑向位置的偏離來作定量描述,。
1,徠卡生物顯微鏡幾何修差
當(dāng)電子軌跡不滿足倍鈾條件時所形成的像差稱為幾何像差。已知倍軸條件歸結(jié)為兩點,，即（一）軌跡的徑向離軸位置（r）很??；（二）軌跡相對于軸的斜率（／）或電子束對軸的傾角（“）也
很小。幾何像差來自這些量并非無限小,。研究指出,，影響zui重要的是三級倍差，即實際像點的偏離正比于這些量的三級項者,。它們是球差[正比于?。?dāng)形差（正比于M’）,、場曲和像散（正比于rz“）和畸變（正比于r3）,。電鏡中我們只關(guān)注*種和第四種幾何像差。
2.徠卡生物顯微鏡——球差
經(jīng)軸上物點發(fā)出的電子束斜率較小者,，可在理想傷平面中會聚成一個點,。如果透鏡光鬧所決定的孔徑角“,。具有一定值刪電子束中軌跡斜率較大者將行經(jīng)離軸較遠(yuǎn)的區(qū)域,。由于遠(yuǎn)軸區(qū)透鏡場強度的變化比線性變化更快，那里的電子會受到更強偏轉(zhuǎn),，所以這些電子柬聚焦的位置比傷軸軌跡更靠近物方,，經(jīng)過該聚焦點后又發(fā)散開來。這樣它們在理想像平面中的落點與傍軸像點問有一定偏離,。zui終由一個物點發(fā)出的孔徑角（半張角）為
的整個電子柬在像平面上就形成一個模糊圓斑,。其半徑為：
如果換算到透鏡左側(cè)的物方，球差使樣品上的幾何點擴展成一個半徑為（此）o的圓斑,。
生甲粥,分別為像方或物方的球差系數(shù),；
q’q一分別為像方或物方的電子柬有效孔徑角（或半張角）。因為孔徑角為噸的實心錐形電子束中包含有從o”蝎不同孔徑角的各電子束,，它們會聚在不同位置處,，因此在理想像點與zui近透鏡的像點之間的某處．必存在一zui小模糊圓?？梢宰C明該像方zui小模糊圓的半徑為
徠卡生物顯微鏡電子光學(xué)中的球差是不可消除的,。球差系數(shù)與透鏡極靴的形狀，焦炬等有關(guān),，故在儀器的設(shè)計中應(yīng)盡量設(shè)法減小c的值,。此外在使用中還可用物鏡光鬧扎的大小來調(diào)節(jié)束孔徑角軋、從而減小球差的模糊斑,。
3.徠卡生物顯微鏡——畸變
畸變是物面較大時的一種重要幾何像差,。電子軌證離軸的徑向高度大者，受到透鏡場的作用力大,，不同高度處的電子束所受到的透鏡作用力不同,，zui終像的放大倍數(shù)也就各不相同,。但是只要保證電子軌跡的斜率不大，像與物之間仍能維持點一點對應(yīng)關(guān)系,，所以這種畸變像差將造成像相對于物的比例失真,，但不會導(dǎo)致像的模糊。請看團1—8,。數(shù)學(xué)上可以用像平面中的徑向偏離量來表示畸變,，也可以用換算到物方的畸變量
徠卡生物顯微鏡的磁透鏡中的畸變有兩類：（一）rJ＜o(jì)，對應(yīng)的是桶形畸變,，離抽越遠(yuǎn)的物點放大倍數(shù)越?。唬ǘ﹥?nèi)＞o,，對應(yīng)的是枕形畸變,，離軸越遠(yuǎn)的物點受到的放大倍數(shù)超大。此外有時還會有由于像轉(zhuǎn)角隨物點離軸高度而變所造成的扭曲g5F變,。cJ的正負(fù)可以通過透鏡電流的大小和方向來作調(diào)節(jié),。電鏡中有多組成像系統(tǒng)，只有在低放大倍數(shù)時,，相應(yīng)的物面較大,，畸變才顯得重要。但是徠卡顯微鏡設(shè)計中可以設(shè)法使各級透鏡的畸變互相抵消,。這樣它就不再影響終保的質(zhì)量,。
