工程光学第七章郁道银版作者窦柳明(长沙理工大学)浅析.ppt

立体视觉：对于物体位置的空间分布及对物体的体积感觉。 (1) 视场:视场的大小由物镜的焦距和接收器的尺寸决定。 像与焦距的关系： 系统要求：像差要求、照明要求。 投影屏上照度应均匀、且足够大，需使用大孔径角的照明系统和适当的光源。 投影物镜类似倒置的摄影物镜，对像差要求严格，结构复杂，常使用柱面透镜。 注意： 投影物镜不能使用光阑位置的改变校正像差。 PRK是激光角膜表面切削术的简称 。LASIK是在PRK的基础上发展起来用于治疗近视眼的更先进的屈光角膜手术，名称叫激光原位角膜磨镶术。 （1）孔径光阑： 对于单组低倍物镜，物镜框就是孔径光阑； 对于多组复杂物镜，最后一组的镜框作为孔径光阑；或专门设置孔径光阑（在物镜像方焦平面上）。 * 观察者的眼瞳一般应与出瞳（孔径光阑经目镜的像)重合。 出瞳的直径一般小于眼瞳的直径，只在低倍时才大于眼瞳直径。 三、显微镜的光束限制： 第三节 显微镜系统 出瞳的直径D ： 由物镜的正弦条件：nysinu = nysinu ，得： 　NA = nsinu称作数值孔径，是一个重要参数，与物镜的倍率一起，标在物镜的镜框上 （2）视场光阑与线视场 视场光阑一般专设在目镜的物方焦平面上。 入射窗与物平面重合，可以观察到清晰的界限和照度均匀的视场。 所以，对选定目镜后(视场角一定)，视觉放大率越大，物空间的线视场越小。 线视场可表示为： 第三节 显微镜系统 四、显微镜的分辨率和有效放大率 影响显微镜分辨率的因素 1、显微镜的分辨率 入瞳衍射效应 各类剩余像差 物面照明方式 其它制造缺陷 均与物镜部分相关联， 衍射效应是主要因素。 两物点成像光线经入瞳后，在像面上形成形成衍射花样。 根据瑞利判据，物镜恰能分辨的两物点对入瞳中心的张角为： 再利用正弦条件： ★ 道威判断： ★ A B A’ B’ 入瞳 目视衍射分辨率，理想分辨率 第三节 显微镜系统 2、显微镜的有效放大率※ 显微镜的分辨率取决于数值孔径NA，与目镜无关。 目镜只是把物镜的像放大，放大倍率再高也不能把物镜不能分辨的物体细节看清。 有效放大率：为充分利用物镜的分辨率，使被物镜分辨出的细节同时能被眼睛看清，满足这一条件的放大率。 若眼睛的分辨角距离为：2~4，照明波长为0.555μm，可得： 第三节 显微镜系统 3、几个重要公式的应用意义 (1).显微物镜的重要性能参数； (2).直接或间接地影响着系统的 分辨率、放大率、景深、 出瞳直径、像面亮度和 像差校正的难易程度等 增大NA和减小λ是提高显微镜分辨率的主要途径。 如：油浸物镜和电子显微镜。 (1).显微镜必须要有足够高的放大率，以保证被物镜分辨开来 的细节也能被人眼所分辨； (2).显微镜的放大率不宜过高，以免造成过分放大，反而导致 人眼观察的不便。 第三节 显微镜系统 当把显微镜调焦到某一平面时，在对准平面前后的一定范围内也能成清晰的像，这一范围称为显微镜的景深。 故，显微镜的放大率越高、NA越大，景深越小。 景深大小决定显微镜的调焦误差，景深越大，调焦误差越大。 一般显微镜的景深最大不超过0.5mm。 五、显微镜的景深 第三节 显微镜系统 影响显微镜景深的诸多因素 (1).几何景深：由于人眼分辨本领的限制，允许物点成像为 一定大小的弥散斑； (2).调节景深：由于人眼具有调节能力，使得一定纵深范围 内的物体可以被清晰观察； (3).物理景深：因衍射效应而形成的景深* 几何 调节 物理 景深 景深 景深 结论： 例： 求得： 要求物面非常平整！ 第三节 显微镜系统 六、显微镜的照明方法： 常用的照明方法： ①透射光亮视场照明；②反射光亮视场照明； ③透射光暗视场照明；④反射光暗视场照明。 其中，第一种照明方法应用较多，照明方式分为两种：临界照明和柯勒照明。 临界照明 柯勒照明 显微镜对照明的要求： ①足够的亮度；②照明均匀；③有一定的孔径角，且与物镜相配合；④有一定大小的照明范围（视场）。 第三节 显微镜系统 1、显微物镜的技术参数 七、显微物镜 2、垂轴放大率与数值孔径的的匹配关系 工作距 ——β越高，工作距越短，如100倍物镜：～0.2mm。 镜头上的参数标识： 倍率/N.A. 机械筒长/盖玻片厚度 如：40/0.65 10/0.25 160/0.17 ∞/0 垂轴放大率