Астигматизм линзы

Малая длина волны электронов означает, что теоретический предел разрешения электронного микроскопа очень высок. Однако практически он не реализуется из-за дефектов электронной оптики — хроматической и сферической аберрации и астигматизма линз. [c.49]

Астигматизм линзы в воздухе [c.311]

Рис. 17.4. Астигматизм линзы со второй апланатической поверхностью

Для оптического прибора выходные параметры — сферическая аберрация, кома, астигматизм, хроматизм положения, фокусное расстояние системы внутренние параметры — радиусы поверхностей линз и расстояния между ними [c.22]

Не менее распространен астигматизм, связанный с асимметрией фокусирующей системы. Классической демонстрацией, иллюстрирующей аберрацию подобного рода, служит фокусировка пучка цилиндрической линзой — две фокальные линзы оказываются сильно разведенными (в пределе астигматическая разность для цилиндрической линзы равна бесконечности). Нетрудно показать, что даже незначительные отклонения от сферы при изготовлении фокусирующей оптики неизбежно приводят к астигматизму. Таким образом, сведение астигматизма к минимуму является трудной задачей, требующей тщательного кон- [c.329]

Рис. 13.8. Астигматизм цилиндрической линзы.

Система объективов и призм обеспечивает резкое изображение щели в плоскости ЕЕ, где помещается фотографическая пластинка. Так как свет от щели должен проходить через призму, то для устранения астигматизма пучок падающих на нее лучей делается параллельным (см. 84). Для этой цели служит передняя труба (коллиматор), где щель 5 располагается в фокальной плоскости линзы 1. Так как щель имеет малые размеры (несколько сотых миллиметра по ширине и 3—4 мм по высоте) и помещается на оси объектива 1, [c.338]

Применение линз ограничивало размер ноля в обычном полярископе с точечным источником света. Использование монохроматического света позволяет ставить сплошные линзы, но они должны быть высокого качества, чтобы ослабить влияние ряда монохроматических аберраций, причем труднее всего устранять астигматизм, искривление поля и масштабные искажения. В полярископе с поляризационными призмами линзы поля располагают на пути поляризованного света, вследствие чего их приходится тщательно подобрать с тем, чтобы в них отсутствовали заметные остаточные напряжения, которые могут оказывать влияние на возникающую при исследовании модели картину полос. Отмеченные обстоятельства, а также то, что линзы должны иметь сравнительно малое фокусное расстояние, значительно удорожают линзы по мере увеличения их диаметра. [c.50]

Сферическая аберрация связана с различным преломлением монохроматических лучей, проходящих через различные участки линзы. В случае световых пучков с довольно большим диаметром к сферической аберрации добавляются дефекты асимметрии (кома), в результате которых изображение отдельных деталей образца, располагающихся на некотором расстоянии от оси линзы, получается размытым. Вследствие астигматизма при прохождении через линзу пучка лучей от светящегося точечного источника, расположенного вне оптической оси, образуются две фокусные линии, находящиеся в разных плоскостях, а изображение точки в промежуточных плоскостях имеет форму круглого или эллиптического пятна рассеяния. [c.25]

Эмитированные катодом электроны ускоряются и формируются в пучок, проходящий через диафрагму 4, конденсорные линзы 5 и б и объективную линзу 9, которые существенно уменьшают изображение источника электронов, фокусируя его на поверхности образца. Характеристикой электронно-оптической системы РЭМ является ее уменьшение (которое может доходить до 5000—10000 раз) и величина аберраций (сферической, хроматической, дифракционной и астигматизма). [c.65]

В заключение рассмотрим условия, при которых коэффициенты астигматизма и кривизны поля толстой линзы равны, как это имеет место для ДЛ [в случае тонкой линзы, как следует из (2.40), равенство Л3 = Гз невозможно]. Преобразуем разность между коэффициентами Аз и fs в выражениях (2.39), используя соотношения, полученные в п. 2.2. [c.79]

Использование симметричной схемы особенно эффективно при создании объективов на основе ДЛ, так как одну из четных аберраций — сферическую — всегда можно устранить в каждой из половин, а две другие —астигматизм и кривизну поля — принципиально компенсируются одновременно, следовательно, в третьем порядке все сводится к одному условию компенсации астигматизма. Схема симметричного двухлинзового дифракционного объектива показана на рис. 4.3. При увеличении р = —1 (симметричном ходе лучей) промежуточное изображение формируется в бесконечности, т. е. обратные отрезки s = l/s2= О Следовательно, предмет и изображение находятся в фокальных плоскостях линз объектива, а соответствующие отрезки равны фокусному расстоянию ДЛ — = — Апертурная диафрагма расположена посередине между линзами на расстоянии d/2 от каждой. [c.120]

В соответствии со свойствами симметричных систем первичные аберрации двухлинзового объектива будут скомпенсированы, если обе линзы свободны от сферической аберрации = = 6<з = 0) и у каждой из них в плоскости апертурной диафрагмы устранен астигматизм. Такая задача решена в п. 2.3, где формула (2.26) дает расстояние от линзы до плоскости, в которой отсутствует астигматизм. Считая в уравнении (2.26) 6з == О Щ [c.120]

Вводя в него фокусное расстояние дублета, которое согласно выражению (4.9) при 1/Р —О равно f = s djs —s , а также фокусное расстояние второй линзы f2 = — s, —d — s[ и находя коэффициенты асферической деформации линз из условий равенства нулю комы (или астигматизма) и сферической аберрации, получим конструктивные параметры дублета [c.125]

Из хода расчета видно, что необязательно устранять астигматизм третьего порядка отдельно в каждой из частей объектива. Вместо этого можно считать коэффициент асферической деформации первой линзы короткофокусной части свободным параметром, а соответствующий коэффициент длиннофокусной части рассчитывать из условия А к = —P Лзд, аналогичного условиям компенсации дисторсии. При таком подходе увеличивается число свободных параметров, которые можно использовать для лучшей компенсации аберраций пятого порядка, однако выкладки существенно усложняются, поэтому теоретически рассмотрен наиболее простой вариант, когда Сз(1)к — О и /4зк = /4зд = 0. [c.140]

Ясно, что коэффициент асферической деформации 63 следует выбирать исходя из условия устранения сферической аберрации дублета, и он полностью определяется радиусами г, гг и толщинами d, d . Кроме того, из условия Пецваля (2.42) следует, что одновременно компенсировать астигматизм и кривизну поля в системе с толстой линзой можно только при г = Г2 = г, т. е. когда РЛ представляет собой мениск с равными радиусами. [c.159]

А), более простой в обращении и более компактный. Все новые приборы имеют устройства (стигматоры) для исправления астигматизма линз и ряд юстировочных и регулирующих устройств. [c.167]

Ухудшение качества (резкости и контрастности) электронных микрофотографий при тщательной фокусировке может быть связано с плохой юстировкой микроскопа, с неправильной настройкой осветительной системы, с немонохроматичностью электронов из-за колебания высокого напряжения, с нестабильностью оптических характеристик фокусирующих линз из-за колебаний тока в их обмотках. Кроме того, резкость и контрастность снижают усиление астигматизма линз из-за загрязнения полюсных наконечников (в особенности объективной линзы) и апертурной диафрагмы дергание изображения из-за разрядов на загрязнениях диафрагмы медленный дрейф объекта из-за нежесткости механизма перемещения или деформации объекта под пучком механические сотрясения колонны микроскопа посторонние переменные магнитные поля. [c.176]

Однако механические дефекты, возникающие при изготовлении линз, ограничивают разрещающую способность как электростатических, так и магнитных линз. Эти дефекты наряду с загрязнением линз и отверстий диафрагм, ограничивающих пучок, вызывают астигматизм. В частности, в результате плохой механической обработки электростатических линз отверстие в центральном электроде может оказаться эллиптичным, что приведет к астигматизму. При механической обработке магнитных линз также может возникнуть эллиптичность, однако основной причиной эллиптической аберрации в этом случае является магнитная неоднородность полюсных наконечников. Такого рода астигматизм несовместим с высоким разрещеннем. Однако, установив в поле дефектных линз стигматоры, т. е. линзы с низкой сходимостью, обеспечивающие высокую степень механической или электрической асимметрии, можно достигнуть компенсации астигматизма линз. [c.16]

Кроме описанного вида астигматизма существует также астигматизм, обусловленный нарушением симметрии самой системы (например, цилиидриче-ская линза, иногда человеческий глаз) по отношению к пучку света. [c.190]

К возникновению астигматизма в результате различной кривизны линзы в днух взаимно перпендикулярных нипривл< ниях [c.329]

Очень важный для практики случай астигматизма наблюдается, когда симметрия системы по отношению к пучку нарушена в силу устройства самой системы. Представим себе пучок лучей, исходящий из L и собираемый линзой. На пути сходящегося пучка поместим цилиндрическую линзу, т. е. линзу, одно из сечений которой (например, вертикальное) прямоугольное, а второе—круговое. Таким образом, цилиндричеекая линза имеет лишь две плоекости симметрии — вертикальную и горизонтальную, но лишена оси симметрии, которой обладает падающий световой пучок. При прохождении через такую систему осевая симметрия преломленного пучка также нарушится, и мы получим астигматическое изображение. [c.309]

Зрительные трубы имеют очень широкое распространение и существуют в виде разнообразных вариантов, начиная от биноклей разного типа и кончая астрономическими телескопами. Главное внимание при коррекции объективов этих инструментов направляется на исправление сферической и хроматической аберраций и выполнение условия синусов, чего можно добиться применением двулинзовых систем (см. 82). Впрочем, современные трубы нередко делаются с более сложными объективами, позволяющими отчетливо видеть обширные участки горизонта. Окуляры труб должны обладать значительным углом зрения (от 40 до 70") и, следовательно, в них надлежит устранять астигматизм наклонных пучков, кривизну поля и хроматизм. Поэтому окуляры изготовляют всегда сложными, по крайней мере из двух линз. [c.333]

А. о. без o eBOii симметрии (оптич. системы с цилннд-рич. линзами) имеют разл. фокусные расстояния в разных плоскостях, проходящих чере.э оптическую ось, т. 0. обладают астигматизмом. Применяются в очках для исправления астигматизма глаза, в анаморфотных систома.х. для получения разл. масштаба изображения DO разным иа[ равлеииям и пр. [c.133]

Характеристики Л. зависит от её оптич. системы. Л. в виде одиночных линз имеют увеличение до 5— лине)1Ное поле с удовлетворительным качеством изображения для такой Л. не превышает 0,2/. Усложнение оитич. систе.мы Л. улучшает её характеристики и даёт возможность исправлять аберрации. Так, напр., апланатическая лупа Штейпгеля (рис. 3, о), состоящая из двояковыпуклой линзы из крона (см. Оптическое стекло) и двух отрицат. флннтовых менисков, имеет увеличение до С—15х и угл. поле до 20 . Наиболее совершенные Л. иа четырёх линз рис. 3, б) имеют увеличение 10—44 , угл. поле 80—100° и устраняют астигматизм. [c.615]

В ЭО и ИО кроме осесимметричных используются линзы с Др. видами симметрии. Цилиндрич. линзы и электронные зеркала формируют линейные изображения точечных предметов, т. к. в ряде аналитич. приборов фокусировка нужна только в одной плоскости. В этих случаях применяют также трансаксиальные фокусирующие системы. Линзы с неск. плоскостями симметрии—квадрупольн. и ок-тупольные — применяются в ускорителях для фокусировки частиц больших энергий. Они же используются для коррекции приосевого астигматизма осесимметричных линз, в к-рых в недостаточной степени выдержана осевая симметрия. Секступольные линзы в сочетании с квадруполь- [c.548]

Разрешающая способность ЭОП с электростатич. фокусировкой и плоскими катодом и экраном ограничивается аберрациями электронных линз двумя геометрическими — астигматизмом и искривлением поверхности изображения—и хроматической, вызываемой разбросом скоростей и углов вылета электронов, испускаемых фотокатодом. Уменьшение аберраций диафрагмированием в ЭОП принципиально невозможно, т. к. перенос изображения осуществляется широким электроннЬш пучком, выходящим со всей поверхности катода и воспринимаемы.м всей поверхностью экрана. Аберрации наиб, заметно снижают предел разрешения на периферийной части экрана, по мере удаления от оси разрешение уменьшается в J0—15 раз. При использовании широких пучков проявляется также Оисторсия. [c.563]

Возникновение астигматизма связано с нзг-рушением магнитной или геометрической сим-.метрии линзы. Уменьшение астигматизма достигается точной механической обработкой ее-магнитных деталей (прежде всего полюсного наконечника), а также внешней корректировкой с помощью специального стигматора, который обеспечивает восстановление симметрии магнитного поля линзы, В совре.менных микроскопах стигматорами снабжены объективная и вторая конденсорная линзы. [c.49]

Внутри объективной линзы находятся две пары отклоняющих катушек 7, которые соединены с генератором 13, обеспечивающим синхронную развертку электронного зонда и луча ЭЛТ 1.8 в квадратный растр. Развертка осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях, число строк в кадре составляет 500—1000. Применяют быструю развертку (как в телевизионных системах) и медленную. В последнем случае ЭЛТ для визуального наблюдения должны обладать длительным послесвечением в отличие от ЭЛТ для фотографирования. Время сканирования изменяется от нескольких секунд (при визуальном наблюдении) до минут (при фотографировании). Стигматор 8 используют для коррекции астигматизма, вызванного асснмметрией магнитного поля линзы. [c.65]

Последнее обстоятельство, которое хотелось бы отметить, это равенство коэффициентов некоторых аберраций для плоской ДЛ, что не имеет места для СПП. Так, в третьем порядке равны коэффиценты астигматизма и кривизны поля, а в пятом имеется три пары равных коэффициентов. Несомненно, что это облегчает компенсацию аберраций в дифракционных объективах. Особо следует обратить внимание на совпадение коэффициентов астигматизма и кривизны поля. Требование одновременной компенсации этих аберраций в рефракционных системах приводит к необходимости выполнения условия Пецваля (см. гл. 2), что заставляет использовать компоненты со сравнительно небольшой оптической силой или вводить в систему как положительные, так и отрицательные линзы и вызывает значительные трудности при создании объективов, особенно с большой числовой апертурой. Отметим, что для ДЛ на сферической поверхности коэффициенты астигматизма и кривизны поля в третьем порядке тоже совпадают, однако обязательное наличие подложки со сферической поверхностью, для которой эти коэффициенты все равно различны, лишает указанное совпадение особого смысла. [c.37]

Случаи компенсации отдельных аберраций у толстой линзы (d 0) достаточно многообразны. Они описаны, хотя и разрозненно, в курсах оптики,и их удобнее получать, не анализируя общих выражений для коэффициентов аберраций, а синтезируя линзу из поверхностей с неизвестными свойствами. Например, нетривиальная апланатическая и изопланатическая поверхности образуют линзу, свободную от первичного астигматизма и комы. Для сравнения со свойствами ДЛ и отдельной СПП рассмотрим более простой случай тонкой линзы (й = 0). [c.77]

Рассмотрим одновременную компенсацию комы и астигматизма. Приравняв нулю соответствующие коэффициенты в соотношениях (2.40), получим систему уравнений с двумя решениями l/s = l/rg — п/[ п — 1)/], / =/"г и 1/ 2 = = 1/ 2 — /[( —1)/]. Легко показать, что в первом случае линза представляет собой совокупность нетривиальной аплана-тической и изопланатической поверхностей, а во втором — поверхности тех же типов расположены в обратном порядке. Таким образом, решение общей задачи для тонкой линзы привело к сочетанию поверхностей с известными свойствами. Практический вывод, который можно отсюда сделать, заключается в том, что при синтезе оптических систем целесообразнее идти не от отдельных тонких (или приближающихся к тонким) линз, как это часто делается [41], а от отдельных преломляющих поверхностей. [c.79]

Конструктивные параметры длиннофокусной части объектива теперь найдем исходя из следующих требований астигматизм третьего порядка должен быть устранен, а дисторсия — соответствовать синусному закону, свойственному дублету линза — асферика. При этих условиях вычислим кому третьего порядка длиннофокусного дублета, а расстояние между элементами короткофокусной части выберем так, чтобы суммарная кома объектива, включающая первичную кому обеих его частей и вторую кому пятого порядка короткофокусной части, была равна нулю в заданной полевой точке взаимная компенсация первичной комы и второй комы пятого порядка — весьма эффективный прием, позволяющий существенно расширить рабочее поле дублета линза — асферика (см. п. 4.2). Решая задачу строго, в балансе ком следовало бы учесть и вторую кому длиннофокусной части объектива, но она очень мала и ей можно пренебречь. [c.133]

Если первая линза положительна, а вторая отрицательна, то объектив обладает свойствами телеобъектива, тем резче вьфажен-ными, чем больше расстояние между линзами и чем больше оптические силы обеих линз. При такой конструкции уменьшается расстояние между объективом и фокальной плоскостью, что представляет удобство в смысле укорочения всей оптической системы. К числу других преимуществ относится возможность в некоторой степени уменьшить кривизну поля и астигматизм, а следовательно, увеличить поле зрения объектива. К недостаткам надо отнести трудности исправления хроматических аберраций, как первой (аберрации положения), так и, в особенности, второй (разности увеличений) ухудшение сферической аберрации вследствие большого относительного отверстия первой положительной лиизы объектива увеличение вторичного спектра и, наконец, резко выраженную дисторсию подушкообразного типа, особенно неприятную тем, что она прибавляется к довольно значительной дистор-сии окуляра и увеличивает дисторсию веер системы в целом. [c.100]

Введение отрицательной лиизы в переднюю фокальную плоскость окуляра. Этот прием позволяет довести Siv до нуля, но сильно удаляет выходной зрачок. В некоторых случаях (короткофокусные окуляры) это даже желательно. Но из-за поднятия точек пересечения главных лучей с линзами окуляра и увеличения аберраций высших порядков приходится идти на уве- личение числа линз. Вместе с тем растут размеры окуляра и габариты прибора, содержащего окуляр. Обычно идут на компромисс уменьшают четвертую сумму до 0,-3—0,4 и оставляют небольшую отрицательную величину астигматизма S,,,. [c.163]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...