Paramètres des lentilles de microscope et leur influence sur la qualité de l'imagerie microscopique
Il existe différents types de lentilles de microscope optique, mais même pour le même type de lentille, la qualité de l'image est très différente, ce qui est principalement dû à des facteurs tels que le matériau, la précision du traitement et la structure de la lentille, et conduit également à différentes qualités de lentilles. . Le prix varie considérablement de quelques centaines de yuans à des dizaines de milliers de yuans. Les plus populaires sont les lentilles Tiansai à trois groupes de quatre pièces et les lentilles double Gauss à quatre groupes de six pièces. Pour la conception et les fabricants d'objectifs, la fonction de transfert optique OTF (Optical Transfer Function) est généralement utilisée pour évaluer de manière exhaustive la qualité d'image de l'objectif. Le système optique transmet des informations sur la répartition de la luminosité le long de l'espace. Le signal d'onde sinusoïdale de chaque fréquence spatiale, son degré de modulation et son changement de phase lors de la formation d'une image réelle, sont tous des fonctions de la fréquence spatiale, et cette fonction est appelée fonction de transfert optique. OTF se compose généralement de deux parties, la fonction de transfert de modulation MTF (Modulation Transfer Function) et la fonction de transfert de phase PTF (Phase Transfer Function). L'aberration est un aspect important qui affecte la qualité de l'image. Il existe six aberrations courantes comme suit :
Différence de balle :
Le faisceau conique monochromatique émis à partir d'un certain point objet sur l'axe principal vers le système optique, après avoir été réfracté par la série optique, si les rayons d'angles d'ouverture différents du faisceau d'origine ne peuvent pas se croiser à la même position sur l'axe principal, donc que l'image idéale sur l'axe principal Au niveau du plan, une tache diffuse (communément appelée cercle de confusion) se forme, et l'erreur d'imagerie de ce système optique est appelée aberration sphérique.
coma:
Le faisceau lumineux conique monochromatique émis vers le système optique à partir d'un point objet hors axe situé à l'extérieur de l'axe principal, après avoir été réfracté par la série optique, s'il ne peut pas former un point clair au plan image idéal, il formera une queue brillante Tache en forme de comète, l'erreur d'imagerie de ce système optique est appelée coma.
Astigmatisme :
Le faisceau lumineux conique monochromatique oblique envoyé au système optique par un point objet hors axe situé à l'extérieur de l'axe principal ne peut pas former un point image net après avoir été réfracté par la série optique, mais ne peut former qu'une tache diffuse. L'erreur d'imagerie d'un système optique est appelée astigmatisme.
Scène:
Si l'image nette formée par le système optique d'un objet plan perpendiculaire à l'axe principal n'est pas dans un plan image perpendiculaire à l'axe principal, mais sur une surface courbe symétrique à l'axe principal, c'est-à-dire que le meilleur plan image est un surface incurvée, alors cela L'erreur d'imagerie d'un système optique est appelée courbure de champ. Lorsque l'image au centre de l'écran est claire, les images autour de l'écran sont floues ; et lorsque l'image au centre de l'écran est claire, l'image au centre de l'écran recommence à se brouiller.
Différence de couleur:
Un faisceau de lumière blanche est envoyé d'un objet blanc au système optique. Après avoir été réfractées par le système optique, les différentes couleurs de la lumière ne peuvent pas converger en un point et une tache d'image colorée se forme, appelée aberration chromatique. La raison de l'aberration chromatique est que le même verre optique a des indices de réfraction différents pour différentes longueurs d'onde de lumière, l'indice de réfraction de la lumière à ondes courtes est grand et l'indice de réfraction de la lumière à ondes longues est faible.
Distorsion:
La ligne droite à l'extérieur de l'axe principal dans le plan du sujet devient une courbe après avoir été imagée par le système optique, et l'erreur d'imagerie du système optique est appelée distorsion. Les aberrations de distorsion n'affectent que la géométrie de l'image, pas sa netteté. C'est la différence fondamentale entre la distorsion et l'aberration sphérique, le coma, l'astigmatisme et la courbure de champ.
Lorsque nous évaluons la qualité de l'objectif, nous jugeons généralement à partir de plusieurs paramètres pratiques tels que la résolution, la netteté et la profondeur de champ.
Résolution:
Également connu sous le nom de taux de discrimination et de résolution, il fait référence à la capacité de l'objectif à distinguer clairement les détails de la fibre de la scène photographiée. La raison qui limite la résolution de la lentille est le phénomène de diffraction de la lumière, c'est-à-dire la tache de diffraction (tache d'Airy). L'unité de résolution est la paire de lignes/mm.
Netteté (Acutance):
Aussi connu sous le nom de contraste, il fait référence au contraste entre les parties les plus claires et les plus sombres d'une image.
Profondeur de champ (DOF):
Dans l'espace scène, les scènes situées à une certaine distance avant et après le plan objet de mise au point peuvent également former une image relativement claire. La distance de profondeur mentionnée ci-dessus entre les scènes qui peuvent former une image relativement claire avant et après le plan objet de mise au point, c'est-à-dire la plage de profondeur de l'espace de la scène qui peut obtenir une image relativement claire sur le plan image réel, est appelée la profondeur de champ.
