Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
поверхностей, образующих воздушный клин.
Выше находятся объектив 13 микроскопа, полупентапризма 8 и окуляр-
микрометр 9. Апертурная диафрагма объектива 13 расположена в задней
фокальной плоскости линзы 7, где получается изображение узкой диафрагмы
3. Вследствие этого у предмета 11 создается телецентрический ход
освещающих лучей при малой апертуре. Линза 7 дает мнимое изображение
диафрагмы 6, удален-
264
иое от апертурной диафрагмы объектива 13 иа расстояние, равное оптической
длине тубуса микроскопа. Поэтому после объектива 13 изображение диафрагмы
6 возникает в плоскости предмета, т. е. на исследуемой поверхности
образца //.
Сущность явления многолучевой интерференции пояснена на чертеже (рис.
III. 18). Кривая А есть график распределения интенсивности (освещенности)
по полю интерференции, в сечении, перпендикулярном к интерференционным
полосам, при двухлучевой интерференции. Кривая А - синусоида. Кривая В -
такой же график при многолучевой интерференции. В первом случае переход
от минимума к максимуму происходит плавно, темные и светлые полосы ие
имеют заметных границ. При много-
лучевой интерференции темные полосы становятся узкими (в отраженном
свете), их границы - более резкими. Это позволяет в интерференционной
картине обнаружить и измерить небольшие отклонения полос от
прямолинейности, мелкие зубчики этих полос, которые совершенно
неразличимы при двухлучевой интерференции.
Эффект различения мелких выступов и впадин благодаря многолучевой
интерференции очень велик. Микроинтерферометр имеет кроме поперечной
разрешающей способности, выражаемой предельной величиной е, измеряемой в
плоскости, перпендикулярной к оптической оси, еще продольную разрешающую
способность, которая выражается предельной величиной z обнаруживаемого
рельефа поверхности и измеряется вдоль оптической оси. Величина е
определяется при помощи формулы (III. 69). Теория многолучевого
интерферометра дает для величины z выражение
г = тёг- <ш-91>
Здесь К - длина волны в пустоте;
п - показатель преломления среды между поверхностями, иа которых
происходит многократное отражение света. Вспомогательная величина' Р
находится по формуле
Myjp (HI. 92)
265
причем
R = VR,R"
(III. 93)
где Ri и Rz - коэффициенты отражения верхней (эталонной) и нижней
(исследуемой) поверхности.
По этим формулам находим, полагая X = 500 нм, п = 1 (воздух) при R =
0,95, z = 0,82 нм, а при R = 0,97 z = 0,49 нм. Эуот расчет соответствует
результатам, достигнутым практически.
Формула (III. 91) не приводит к принципиально непреодолимому пределу
разрешающей способности. Очевидно, что техническое усовершенствование
метода многолучевой интерференции позволит еще приблизить R к единице и
тем самым сделать z меньше достигнутого ныне предела около 0,5 нм. Совсем
еще не использованы здесь известные приемы увеличения п (иммерсия) и
понижения Я (ультрафиолетовый микроскоп). В дальнейшем представляется
возможным применить метод многолучевой интерференции к электронному
микроскопу, что приведет к новому невиданному повышению разрешающей
способности.
В. ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА § 73. Объективы и окуляры микроскопа
Объектив является важнейшей частью микроскопа, всецело определяющей
светосилу, разрешающую способность н качество изображения. Практика фирм,
изготовляющих микроскопы, создала ряд типовых конструкций объективов.
Существующие типы объективов можно классифицировать различным образом.
Часто встречается классификация по свойствам иммерсии:
1) сухие системы (без иммерсии);
2) водная иммерсия;
3) масляная или однородная иммерсия;
4) глицериновая иммерсия (ультрафиолет).
Сухие системы имеют апертуру от 0,05 до 0,9 и собственное увеличение от 2
до 90х. Объективы водной иммерсии бывают с апертурой от 0,15 до 1,2 при
увеличениях отб до 90х. У объективов масляной иммерсии апертура имеет
значения обычно от 0,7 до 1,4, а увеличение от 20 до 120х. Наконец,
объективы глицериновой иммерсии, применяемые в ультрафиолетовой области
спектра, обладают апертурой от 0,45 до 1,2 прн увеличениях от 20 до 100х.
Нередко применяется также классификация объективов по особенностям
оптического устройства и коррекции аберраций:
1) ахроматы;
2) флюоритиые системы;
3) апохроматы;
4) плана,хроматы;
5) планапохроматы;
266
6) телецентрические объективы;
7) монохроматы;
8) зеркальные и зеркальиолиизовые системы.
Ахроматы строятся всех увеличений, сухие и иммерсионные, ио при больших
увеличениях оии имеют большой вторичный спектр, снижающий качество
изображения. Объективы флюорнт-иой системы содержат некоторые линзы,
изготовленные из флюорита. Этим достигается существенное уменьшение
вторичного спектра. Еще лучшей коррекцией вторичного спектра отличаются
апохроматы, для чего некоторые линзы этих объективов делаются из
кристаллических веществ, например из каменной солн, квасцов н т. п.
Планахроматы н планапохроматы знаменуют высшее достижение в области
расчета микрооптики. Они свободны от кривизны поля зрения, которая у
