奧林巴斯顯微鏡艾里模式和瑞利判據(jù)

奧林巴斯顯微鏡艾里模式和瑞利判據(jù)

通風(fēng)的衍射圖案的大小和其相應(yīng)的徑向強(qiáng)度分布函數(shù)，以物鏡和聚光鏡的數(shù)值孔徑的組合，以及照明光（當(dāng)單色光用來(lái)照亮試樣）的波長(zhǎng)敏感。為具有均勻的圓形孔的良好校正的物鏡，兩個(gè)相鄰點(diǎn)都只是解決了當(dāng)其通風(fēng)模式的中心由一個(gè)*小距離（D）等于所述中心盤在艾里圖案的半徑（r）分開(kāi)。

本教程將探討如何艾里斑的大小，在光學(xué)分辨率的極限，隨在物鏡的數(shù)值孔徑的變化（NA）和光照波長(zhǎng)，而這些變化是如何影響物鏡的分辨率（R）（對(duì)R值越低表明越來(lái)越多分辨率）。教程初始化一個(gè)與波長(zhǎng)滑塊設(shè)置為528納米的可見(jiàn)光譜的綠色區(qū)域。還初始化時(shí)，虛擬數(shù)值孔徑滑塊設(shè)置為0.16的值，這兩個(gè)艾里圖案通過(guò)4.3微米的距離（D）分開(kāi)。下方的滑塊是實(shí)時(shí)計(jì)算根據(jù)阿貝衍射理論與調(diào)整滑塊改變分辨率。以上所述滑塊是一個(gè)模擬的照明錐體變得更寬或更窄的數(shù)值孔徑變化。光錐的大小將與數(shù)值孔徑（在固定的波長(zhǎng)）增加和產(chǎn)生的艾里磁盤（和增加的分辨率）的大小相應(yīng)減小。在波長(zhǎng)為固定的數(shù)值孔徑的減小會(huì)導(dǎo)致在艾里圖案尺寸的減小。

要操作的教程，使用左側(cè)的波長(zhǎng)滑塊來(lái)調(diào)整照明的波長(zhǎng)。如該值降低時(shí)，注意如何艾里斑的大小減?。ê偷冢╮）的增大）。的數(shù)值孔徑滑塊也可以使用通過(guò)改變虛擬奧林巴斯顯微鏡物鏡的數(shù)值孔徑進(jìn)行調(diào)整艾里圖案尺寸。作為艾里圖案互相接近，通過(guò)調(diào)節(jié)分離的距離拉頭，它們*終到達(dá)瑞利準(zhǔn)則的限制分離（下面討論）中，接著麻雀限制。這個(gè)教程假設(shè)虛擬物鏡是完全自由的像差，該艾里圖案是相同的亮度，并且通過(guò)圓形孔由試樣產(chǎn)生的單元的衍射圖案，其實(shí)是一個(gè)艾里斑。通風(fēng)模式由透鏡像差或非標(biāo)準(zhǔn)孔徑條件下修飾以替代衍射圖案。

在光學(xué)顯微鏡下的對(duì)象或者是自發(fā)光或受光的形式艾里圖案在中間像平面是一個(gè)大角度的錐照射語(yǔ)無(wú)倫次和不互相干擾。這允許相鄰的艾里圖案之間的*小間隔距離的確定通過(guò)檢查的總強(qiáng)度分布（強(qiáng)度之和）時(shí)，這些圖案被緊密間隔或重疊的。在艾里圖案所產(chǎn)生的情況下，相干照明，*小間隔距離必須通過(guò)添加圖案的振幅，而不是它們的強(qiáng)度而確 定。

當(dāng)分離距離（D）相鄰的艾里圖案之間大于所述中心盤半徑（r）時(shí)，強(qiáng)度之和產(chǎn)生兩個(gè)單獨(dú)的峰。因?yàn)榇疟P相互接近，分開(kāi)的距離達(dá)到一個(gè)值等于該中心盤半徑，被稱為瑞利準(zhǔn)則的條件。在更近的方法中，分離距離小于所述中心盤半徑和兩峰的總和合并成一個(gè)單一的峰。在后一種情況下，兩個(gè)艾里圖案表示未得到解決。

在理想的情況下，當(dāng)物鏡是無(wú)像差，并提供均勻的圓形孔中，兩個(gè)相鄰點(diǎn)剛解決時(shí)，他們的艾里磁盤的中心都用r（中央艾里斑半徑）分隔。當(dāng)物鏡的數(shù)值孔徑相匹配的臺(tái)下聚光鏡的，r為從下式確定：

其中，λ是光的以空氣為浸沒(méi)介質(zhì)和波長(zhǎng)NA（obj）是物鏡（和聚光鏡）的數(shù)值孔徑。根據(jù)阿貝衍射理論，在物鏡的數(shù)值孔徑由下式確定：

其中n是介質(zhì)的分離的物鏡前透鏡和檢體的折射率，并且是由物鏡所捕獲的半錐光線。如果試樣是不自發(fā)光的，或當(dāng)物鏡和聚光器的數(shù)值孔徑不匹配，則該方程為- [R由下式給出：

其中，所述聚光鏡（的工作數(shù)值孔徑NA（COND） ）由下式確定：

圖1示出了聚光鏡的數(shù)值孔徑對(duì)分辨率計(jì)算的影響，并包括值，其中所述物鏡的數(shù)值孔徑小于聚光鏡。該圖繪出了聚光鏡和物鏡相對(duì)于所述*小分辨艾里圖案之間在波長(zhǎng)為單位由物鏡孔徑除以距離（瑞利準(zhǔn)則）的數(shù)值孔徑的比值。

當(dāng)兩個(gè)相鄰的通風(fēng)模式達(dá)到瑞利判據(jù)，分辨率公式簡(jiǎn)化為：

在情況下，兩個(gè)相鄰的艾里模式變得彼此靠近比在瑞利準(zhǔn)則，分離被稱為麻雀限制，這是由下式給出：

為間隔距離滑塊調(diào)整到移動(dòng)艾里圖案更靠近在一起的教程，它們*終到達(dá)瑞利準(zhǔn)則的距離，這是指出一個(gè)彈出教程窗口。在更近的方法，達(dá)到了麻雀的限制，還注意到一個(gè)彈出式窗口。