徕卡生物显微镜透镜

前面我们讨论的是徕卡生物显微镜理想成像的电子光学。在一些待定的条件下，物与像之间有点一点对应和几何相似的关系。然而实际情况与理想的像有偏离，这就是像差。我们可以根据它们不同的产生原因，用像点径向位置的偏离来作定量描述。

1,徕卡生物显微镜几何修差

当电子轨迹不满足倍铀条件时所形成的像差称为几何像差。已知倍轴条件归结为两点，即（一）轨迹的径向离轴位置（r）很小；（二）轨迹相对于轴的斜率（／）或电子束对轴的倾角（“）也

很小。几何像差来自这些量并非无限小。研究指出，影响zui重要的是三级倍差，即实际像点的偏离正比于这些量的三级项者。它们是球差[正比于小）、当形差（正比于M’）、场曲和像散（正比于rz“）和畸变（正比于r3）。电镜中我们只关注*种和第四种几何像差。

2.徕卡生物显微镜——球差

经轴上物点发出的电子束斜率较小者，可在理想伤平面中会聚成一个点。如果透镜光闹所决定的孔径角“。具有一定值删电子束中轨迹斜率较大者将行经离轴较远的区域。由于远轴区透镜场强度的变化比线性变化更快，那里的电子会受到更强偏转，所以这些电子柬聚焦的位置比伤轴轨迹更靠近物方，经过该聚焦点后又发散开来。这样它们在理想像平面中的落点与傍轴像点问有一定偏离。zui终由一个物点发出的孔径角（半张角）为

的整个电子柬在像平面上就形成一个模糊圆斑。其半径为：

如果换算到透镜左侧的物方，球差使样品上的几何点扩展成一个半径为（此）o的圆斑。

生甲粥,分别为像方或物方的球差系数；

q’q一分别为像方或物方的电子柬有效孔径角（或半张角）。因为孔径角为吨的实心锥形电子束中包含有从o”蝎不同孔径角的各电子束，它们会聚在不同位置处，因此在理想像点与zui近透镜的像点之间的某处．必存在一zui小模糊圆。可以证明该像方zui小模糊圆的半径为

徕卡生物显微镜电子光学中的球差是不可消除的。球差系数与透镜极靴的形状，焦炬等有关，故在仪器的设计中应尽量设法减小c的值。此外在使用中还可用物镜光闹扎的大小来调节束孔径角轧、从而减小球差的模糊斑。

3.徕卡生物显微镜——畸变

畸变是物面较大时的一种重要几何像差。电子轨证离轴的径向高度大者，受到透镜场的作用力大，不同高度处的电子束所受到的透镜作用力不同，zui终像的放大倍数也就各不相同。但是只要保证电子轨迹的斜率不大，像与物之间仍能维持点一点对应关系，所以这种畸变像差将造成像相对于物的比例失真，但不会导致像的模糊。请看团1—8。数学上可以用像平面中的径向偏离量来表示畸变，也可以用换算到物方的畸变量

徕卡生物显微镜的磁透镜中的畸变有两类：（一）rJ＜o，对应的是桶形畸变，离抽越远的物点放大倍数越小；（二）内＞o，对应的是枕形畸变，离轴越远的物点受到的放大倍数超大。此外有时还会有由于像转角随物点离轴高度而变所造成的扭曲g5F变。cJ的正负可以通过透镜电流的大小和方向来作调节。电镜中有多组成像系统，只有在低放大倍数时，相应的物面较大，畸变才显得重要。但是徕卡显微镜设计中可以设法使各级透镜的畸变互相抵消。这样它就不再影响终保的质量。