광학현미경의 성능 매개변수는 무엇인가요? 이러한 매개변수 사이의 영향과 제약은 무엇입니까?
1. 조리개 수치는 NA로 축약됩니다. 조리개 수치는 대물렌즈와 집광렌즈의 성능을 판단하는 중요한 기호입니다. 두 개(특히 대물렌즈의 경우). 수치는 대물렌즈와 콘덴서의 하우징에 각각 표시되어 있습니다.
개구수(NA)는 대물렌즈와 검사 대상물 사이의 매질의 굴절률(n)과 조리개 각도(u)의 절반의 사인값을 곱한 값입니다. 공식은 다음과 같이 표현됩니다: NA=nsinu/2
"렌즈 각도"라고도 알려진 조리개 각도는 대물 렌즈의 광축에 있는 물체 지점과 렌즈 각도가 이루는 각도입니다. 대물렌즈 전면렌즈의 유효 직경. 개구각이 클수록 대물렌즈에 들어오는 빛의 양이 많아지며 이는 대물렌즈의 유효 직경에 정비례하고 초점으로부터의 거리에 반비례합니다.
현미경으로 관찰할 때 NA 값을 높이려면 개구각을 늘릴 수 없고, 매체의 굴절률 n 값을 높이는 수밖에 없습니다. 이러한 원리에 따라 수침식 대물렌즈와 유침식 대물렌즈가 생산되는데, 매질의 굴절률 n 값이 1보다 크기 때문에 NA 값도 1보다 클 수 있습니다.
개구수 최대값은 1.4로 이론적, 기술적 한계에 도달했다. 현재 굴절률이 높은 브로모나프탈렌이 매질로 사용됩니다. 브로모나프탈렌의 굴절률은 1.66이므로 NA 값은 1.4보다 클 수 있습니다.
여기서 짚고 넘어가야 할 점은 대물렌즈의 개구수를 최대한 활용하기 위해서는 콘덴서의 NA 값이 대물렌즈의 NA 값과 같거나 약간 커야 한다는 점입니다. 관찰할 때.
개구수는 다른 기술 매개변수와 밀접한 관련이 있으며 거의 모든 기술 매개변수를 결정하고 영향을 미칩니다. 이는 해상도에 정비례하고 배율에 정비례하며 초점 깊이에 반비례합니다. NA 값이 증가하면 시야 폭과 작동 거리도 그에 따라 감소합니다.
2. 분해능
현미경의 분해능은 현미경으로 명확하게 구분할 수 있는 두 물체 지점 사이의 최소 거리를 말하며 '식별률'이라고도 합니다. 계산 공식은 σ=λ/NA입니다.
여기서 σ는 최소 분해능 거리이고, λ는 빛의 파장이며, NA는 대물 렌즈의 개구수입니다. 대물렌즈의 해상도는 대물렌즈의 NA 값과 조명원의 파장이라는 두 가지 요소에 의해 결정된다는 것을 알 수 있습니다. NA 값이 클수록 조명광의 파장이 짧아지고 σ 값이 작아지며 분해능이 높아집니다.
해상도를 향상시키려면, 즉 σ 값을 줄이려면 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
1. 파장 λ 값을 줄이고 단파장 광원을 사용합니다. .
2. NA 값을 높이려면 매체 n 값을 늘립니다(NA=nsinu/2).
3. 조리개 각도 u 값을 늘려 NA 값을 높입니다.
4. 밝은 부분과 어두운 부분의 대비를 높입니다.
3. 배율과 유효배율
대물렌즈와 접안렌즈의 두 가지 배율로 인해 현미경의 총 배율 Γ는 대물렌즈 배율 β와 접안렌즈 배율이 되어야 합니다. Γ1 다음의 곱:
Γ=βΓ1
분명히 돋보기에 비해 현미경은 훨씬 더 높은 배율을 가질 수 있으며, 서로 다른 배율의 대물렌즈와 접안렌즈를 교환함으로써, 편리할 수 있습니다. 현미경의 배율을 변경해 보세요.
배율도 현미경의 중요한 매개 변수이지만 배율이 높을수록 좋다는 것을 맹목적으로 믿을 수는 없습니다. 현미경 배율의 한계는 유효 배율입니다.
해상도와 배율은 서로 다르지만 관련된 개념입니다. 관련 공식은 다음과 같습니다. 500NA<Γ<1000NA
선택한 대물 렌즈의 개구수가 충분히 크지 않은 경우, 즉 해상도가 충분히 높지 않은 경우 현미경은 미세 구조를 구별할 수 없습니다. 이때, 배율을 과도하게 높여도 외곽선은 크지만 세부 묘사가 불분명한 이미지만 얻을 수 있는데, 이를 유효하지 않은 배율이라고 합니다. 반면, 해상도가 요구 사항을 충족하지만 배율이 불충분한 경우 현미경이 해상력을 갖추고 있더라도 이미지가 너무 작아서 사람의 눈으로 명확하게 볼 수 없습니다. 따라서 현미경의 분해능을 최대한 활용하려면 개구수가 현미경의 전체 배율과 합리적으로 일치해야 합니다.
IV. Depth of focus
Focal Depth는 Depth of Focus의 약자입니다. 즉, 현미경을 사용할 때 초점이 물체에 맞춰져 있는 경우입니다. 그 지점에서 평면에서 명확하게 볼 수 있으며, 이 평면의 위와 아래에서 특정 두께 내에서도 명확하게 볼 수 있습니다. 이 투명한 부분의 두께가 초점 심도입니다.
초점 심도가 크면 검사 대상 물체의 전체 층이 보이고, 초점 심도가 작으면 검사 대상 물체의 얇은 층만 보입니다. 초점 심도는 다음과 같은 관계가 있습니다. 기타 기술 매개변수:
1 , 초점 심도는 대물 렌즈의 총 배율과 개구수에 반비례합니다.
2. 초점 심도가 깊어지고 해상도가 낮아집니다.
저배율 대물렌즈는 피사계 심도가 더 크기 때문에 저배율 대물렌즈로 사진을 찍을 때 어려움을 겪는다. 자세한 내용은 현미경 사진에서 다루겠습니다.
5. 시야(FieldOfView)
현미경을 관찰할 때 보이는 밝은 원형 범위를 시야라고 합니다. 그 크기는 접안렌즈의 필드광에 의해 결정됩니다. 란에 의해 결정됩니다.
시야 폭이라고도 불리는 시야 직경은 현미경으로 볼 수 있는 원형 시야에 수용될 수 있는 검사 대상 물체의 실제 범위를 나타냅니다. 시야 직경이 클수록 관찰하기가 더 쉽습니다.
공식이 있습니다:
F=FN/β
공식에서 F는 시야의 직경입니다.
FN - 시야 수(FieldNumber, 약어로 FN으로 표시되며 접안 렌즈 배럴 외부에 표시됨)
β-대물 렌즈 배율.
공식에서 알 수 있습니다:
1. 시야의 직경은 시야의 수에 비례합니다.
2. 대물렌즈의 배율이 증가할수록 화각의 직경은 감소합니다. 따라서 저배율 렌즈로 검사하는 물체 전체를 볼 수 있다면, 고배율 대물렌즈로 바꾸면 검사 중인 물체의 일부분만 볼 수 있습니다.
6. 적용 범위의 차이?
현미경의 광학계에는 커버 유리도 포함되어 있습니다. 커버 유리의 비표준 두께로 인해 커버 유리에서 공기 중으로 굴절된 빛의 광학 경로가 변경되어 위상차가 발생하는데, 이것이 커버리지 차이입니다. 커버리지 불량의 발생은 현미경의 음질에 영향을 미칩니다.
국제적으로 커버글라스의 표준 두께는 0.17mm이며, 허용 범위는 0.16~0.18mm로 대물렌즈 제작 시 이 두께 범위의 차이를 고려했다. 대물렌즈 하우징의 표시 0.17은 대물렌즈에 필요한 커버 유리의 두께를 나타냅니다.
7. 작동 거리 WD
작업 거리는 물체 거리라고도 하며, 대물 렌즈의 전면 렌즈 표면과 검사 대상 물체 사이의 거리를 나타냅니다. . 현미경 검사 중 검사할 물체는 대물렌즈 초점 거리의 1~2배 사이여야 합니다. 따라서 초점 거리와 초점 거리는 서로 다른 개념입니다. 우리가 일반적으로 초점이라고 부르는 것은 실제로 작동 거리를 조정하는 것입니다.
대물렌즈의 개구수가 일정할 때 작동거리가 짧을수록 개구각은 커집니다.
개구수가 큰 고배율 대물렌즈는 작동 거리가 작습니다