徕卡生物显微镜——解决色差问题，景深和焦深

徕卡生物显微镜解决色差

因为透镜的焦距与透镜区的规范化电位及线圈电流有关。当电子柬本身的能量有离散或透镜区静电位有起伏时，都将导致规范化电位的改变。这种电位的变化，或者透镜的激励电流不稳．又都会引起焦距的变化。它们将使轴上物点受到不同的偏转，zui终与轴相交在不同处。在理想像平面中伤点与轴有了横向偏离，从而形成模糊因斑。这种偏离称为中心色差。像平面或物平面中的色差模糊圆半径分别为：为减小色差，在设计透镜时应使c尽量小，因为色差系数c‘和极靴结构及透镜的激励情况有关。此外，加速电压和透镜的线圈电流部应采用高稳定度酌电源系统，例如千和千应达到10“／血n的量级。为减小电子能量的分散度，应采用尽量薄的样品，在透射电镜中这一点更有重要意义。zui后，应该用小孔径的物镜光阑来控制电子束孔径角。

徕卡生物显微镜由于极靴材料的不均匀相加工精度的限制使透镜场不能严格满足轴对称条件时，我们可以把它看作是一种附加的傲扰。徕卡生物显微镜技术可以解决其中椭圆度造成的影响，即轴上像散，zui为重要。椭圆度可使物点发出的电子束在透镜场的长抽方向和短轴方向受到不同的作用力，zui终聚焦在袖上不同位置处（见图1—9）。例如在。轴上x方向电子束的聚焦处（她），得到的不是一个点而是平行于g方向的一根焦线方向电子束的聚焦处（助）得到的是平行于x方向的一根焦线。

总之，两者不能同处聚焦成一个清晰的像点。离开焦线处，电子束斑成模糊椭圆斑，而在两报焦线之间轴上某点处可得到电子束的zui小模糊圆斑这个模糊圆的半径称为油上像散量。如果换算到物方得到，可以从计算得到。徕卡切片机除加工和装配过程会带来像散外，在使用过程中极靴孔和光闹的沾污也会破坏轴对称性。因此为减小像散除控制设计制造过程外．通常在电镜中部装备有消像散器，用附加的不对称性有意识抵消原有的椭圆性。zui后还应经常清洗电镜光路中的有关部件。

徕卡生物显微镜正如1．1中已经指出，由于电子的被动性，当它通过小孔光阑时会发生衍射现象。衍射结果表现为每个物点形成的像是一个圆班（周围的副光环可忽略不计）。定义这个衍射圆斑的半径为衍射像差。式中各符号的意义同前。可以看出加大光阑孔径角巩，可以减小衍射差。但实际工作中还应注意这样会带来的不利影响。

·徕卡生物显微镜关于景深和焦深

景深就是在保持像清晰的前提下，可允许物面在袖上的移动距离，或者说可允许物上不同部位处的凹凸差。根据图1—10，理想情况F切点P成保在Q点c如果物面在尸点前后严P’之间移动，则在Q看到的物有—‘定横向宽度。如果透镜有各种像差．该系统实际存在一个对物的可分辨极限（分辨率6）。只要PJP“间平面上的物点宽度小于或等于5，刚在Q处的成像效果与P点处几何物点造成的像斑是相同的，即其清晰度相同。因此可允许的物在袖上zui大距离PrP”称景探D6，它由下式定出：式中6一电子光学系统对物的分辨率；对于100kv的电镜，如果分辨宰为1nm，物镜孔径角为5×10—：rad。则景深D。＝200nm。这表示样品厚度或表面凹凸起伏不超过200M时，能得到均匀清晰的图像。由此可见景深也常常成为对样品厚度的限制因素之一。

徕卡生物显微镜把景深这一特性转换到像方便可得到焦深。它就是为了得到清晰度相同的像，可允许的图像显示或记录平面的轴向位移量。像方分辨串久受观察荧光屏的分辨串所限制。通常荧光屏的分辨我们只对荧光屏调焦，而把像记录在其下方的电子感光板或其上方的35mm胶片上时，总能得到清晰的像。