分辨率
可以將密集的點(diǎn)區(qū)分為單個(gè)的點(diǎn)的能力,。
分辨率極限(最大分辨率)
可識(shí)別為不同點(diǎn)的最小間距,。光學(xué)分辨率極限的判定,最早是由物理學(xué)家恩斯特阿貝博士在1873年發(fā)現(xiàn),,可判定任何光學(xué)成像的分辨率理論極限,。
凸透鏡能將入射光聚焦到它的焦點(diǎn)上,但由于透鏡口徑有一定大小,,光線透過(guò)時(shí)會(huì)由于波動(dòng)特性會(huì)發(fā)生衍射,,無(wú)法將光線聚成無(wú)限小的焦點(diǎn)上,而只會(huì)形成一定能量分布的光斑,。中央是明亮的圓斑,,周圍有一組較弱的明暗相間的同心環(huán)狀條紋,把其中以第一暗環(huán)為界限的中央亮斑稱為艾里斑(Airy Disk),。圖1為兩個(gè)等光強(qiáng)的艾里斑從重疊到逐步分開(kāi)的影像,。
圖1

圖2
從光的波動(dòng)屬性分析,,物體細(xì)節(jié)對(duì)光的波動(dòng)的反射才是物體被觀察到的根本原因,。通過(guò)發(fā)射波長(zhǎng)等于或者小于物體大小的波,它被反射回觀察者,。而被觀測(cè)物可以被觀測(cè)到的最小尺度就是1/2波長(zhǎng),,小于這個(gè)尺度被觀測(cè)物將無(wú)法反射光波,從而無(wú)法被觀測(cè),。

圖3
最終,,阿貝博士得出的阿貝簡(jiǎn)單判定(Abbe Simple Criterion)為:

但是在實(shí)際應(yīng)用中,被測(cè)物體不是一個(gè)點(diǎn)而是一系列物點(diǎn)的集合,。每一個(gè)物點(diǎn)經(jīng)過(guò)有限直徑的透鏡后,,在像平面上都會(huì)產(chǎn)生文中開(kāi)頭提到的艾里斑,,如果兩個(gè)物點(diǎn)的艾里斑重疊到無(wú)法分辨,我們則認(rèn)為這兩個(gè)物點(diǎn)無(wú)法被分辨,,圖4中讓兩個(gè)等光強(qiáng)的非相干點(diǎn)像逐步分開(kāi),,當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)像中心間隔等于艾里斑的半徑R,這樣的艾里斑可以被認(rèn)為是物點(diǎn)可以被分辨的最小尺寸,,這種不同于阿貝簡(jiǎn)單判定的方式叫做瑞利判定(Rayleigh Criterion),。
圖4
那么我們來(lái)計(jì)算一下按照瑞利判定,可被分辨的艾里斑的半徑(也就是可以被分辨的最小尺寸)與生成這個(gè)艾里斑的光波波長(zhǎng)的關(guān)系,。圖5為原理示意圖,。
圖5
中間演算過(guò)程涉及到冗長(zhǎng)的傅里葉級(jí)數(shù)變換以及各種函數(shù)方程,最終計(jì)算結(jié)果為:
普通光學(xué)顯微鏡,,為提高分辨率極限(使d 值降低),,就需要從兩個(gè)方面著手:
一、減小λ值
可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍:390nm~760nm,,取可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為較短數(shù)值λ=400nm時(shí)(相當(dāng)于紫色光),,d≈200nm=0.2μm,這基本上可認(rèn)為是一般光學(xué)顯微鏡的最高分辨能力了,。
圖6
在可見(jiàn)光波段想要獲得更好的分辨率極限,,顯微鏡系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量選用藍(lán)紫光線作為照明光源。
二,、增大n•sinα的值,,這個(gè)值也被標(biāo)為NA值(數(shù)值孔徑)

圖7
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”,。違反上述聲明者,,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源(非化工儀器網(wǎng))的作品,,目的在于傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任,。其他媒體,、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源,,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任,。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。