Mikroskopberäkningar: Bildfält, skärpedjup, numerisk bländare | Dover Motion Mikroskopberäkningar: Mikroskopberäkningar: Fältet, skärpedjup, numerisk bländare

Skärpedjup

Följden av den numeriska bländaren är att den är direkt relaterad till skärpedjupet (DOF). För ett givet objektiv, när man tittar på ett prov, finns det ett visst plan med perfekt fokus. Skärpedjupet är hur långt över och under detta plan objektivet och provet kan befinna sig och ändå ha allting i fokus.

Samma sak sker i traditionell fotografi, en mycket liten bländare ökar skärpedjupet. En högre numerisk bländare ger en högre upplösning, men skärpedjupet blir betydligt mindre. Det finns ett avstånd ovanför provplanet och ett avstånd under provplanet, och var som helst inom dessa är det i princip perfekt fokus. Så snart objektivet och provet befinner sig utanför den gränsen börjar bilden suddas ut.

Detta kallas skärpedjup. Formeln för skärpedjupet är:

varvid:
”n” är brytningsindex för materialet mellan objektivet och provet
λ (lambda) är ljusets våglängd
NA är den numeriska bländaren

I de flesta fall är materialet mellan objektivet och provet luft, och ”n” är lika med 1,00. För vatten är dess brytningsindex 1,33, och specialiserad immersionsolja för mikroskopi är 1,52. För ett objektiv med låg förstoring, t.ex. ett 4X- eller till och med ett 10X-objektiv, är det typiska skärpedjupet plus eller minus 3 till 5 mikrometer. I det fallet, om provet är mycket platt, kan det hända att fokusering inte behövs alls, eller att endast en behöver ske en gång. Generellt sett varierar proverna i tjocklek och de varierar i planhet, så fokusering krävs.

För 20X förstoring, som kan vara en numerisk bländare på 0,6 till 0,8, sjunker skärpedjupet till cirka plus eller minus 500 nanometer. Om man går över till hög förstoring med oljeimmersion vid en numerisk bländare på 1,47 minskar skärpedjupet mycket dramatiskt, och skärpedjupet kan vara plus eller minus 0,1 till 0,2 mikrometer (100 – 200 nm). Det är en mycket snäv tolerans. Vid 100 nanometer eller 200 nanometer kommer mycket små förändringar i provets planhet eller provets höjd, eller precisionen hos styrskenorna i XY-provets rörelsestadium, att göra det svårt att hålla fokus. För att bibehålla fokus i denna situation är ett kontinuerligt spårande laserautofokussystem som är anslutet till ett objektivfokuseringsbord med hög bandbredd, t.ex. DOF-5, det idealiska sättet att bibehålla fokus i dessa tillämpningar med hög numerisk bländare och hög upplösning.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.