Раздел 6: Выбор объектива
Поле зрения определяется увеличением объектива. Например, максимальное поле обзора рамановского изображения лазерного рамановского микроскопа RAMANtouch такое, как показано в таблице ниже. Поэтому выберите увеличение объектива, чтобы измеряемый объект попадал в поле зрения.
? Максимальное поле зрения рамановского изображения в зависимости объектива.
Пространственное разрешение объектива
В конфокальной оптике пространственное разрешение определяется числовой апертурой объектива N.A., и значения различаются между направлением в плоскости (XY) и направлением по глубине (Z). Теоретические формулы для пространственного разрешения в плоскости и в направлении по глубине при использовании точечных отверстий одинакового размера пятна в конфокальной оптике приведены ниже. Пространственное разрешение dxy в плоскости обратно пропорционально N.A., а пространственное разрешение dz в направлении по глубине обратно пропорционально квадрату N.A.
Здесь n - показатель преломления среды между линзой объектива и образцом, а ? - длина волны возбуждения. Числовая апертура N.A. пропорциональна показателю преломления n, а разрешение в плоскости и по глубине обратно пропорциональны показателю преломления n. Следовательно, пространственное разрешение может быть улучшено с помощью иммерсионной линзы. На рисунке ниже показан результат фактического расчета теоретического пространственного разрешения с использованием приведенного выше уравнения (когда ? = 532 нм, n = 1,0). Когда N.A. = 0,90, пространственное разрешение в теоретическом направлении плоскости составляет около 300 нм, а разрешение в направлении глубины составляет около 830 нм.
Изменения пространственного разрешения от из-за N.A.
Если пространственное разрешение недостаточно хорошее для анализа объекта и его нельзя различить, то пространственное разрешение часто имеет приоритет по ширине поля зрения. Ограничение поля зрения решается путем деления области измерения на несколько. Разрешение диапазона глубины используется в качестве ориентира для допустимого диапазона неровностей на поверхности образца. Если образец является прозрачным или имеет неровности, превышающие разрешение по глубине, можно использовать характеристики конфокальной оптической системы для получения информации в направлении по глубине. Другими словами, можно выполнять изображение в поперечном сечении (xz), при котором измерение линии повторяется путем изменения положения фокуса или измерение трехмерного изображения (xyz), в котором повторяется плоское изображение.
Специальные объективыЕсли образец нужно измерить через стекло или если он находится в специальной среде, например, в растворе, необходимо использовать специальный объектив. Ниже описаны типичные специальные объективы.
Иммерсия. Используется при измерении образцов в растворе. Кроме того, раствор имеет более высокий показатель преломления и улучшает N.A. по сравнению с обычным объективом. Поэтому иммерсионные объективы можно использовать для улучшения пространственного разрешения.
Коррекция толщины покровного стекла. Используется для измерения через материал покровного стекла и смотрового стекла. Толщину стекла можно регулировать в диапазоне от 0 мм до 1,2 мм.
Большое рабочее расстояние. Большое рабочее расстояние используется для измерения неровных образцов. Оно также используется для измерения образцов в особых условиях, например, при нагревании.
ИК-наблюдение. При использовании ближнего инфракрасного лазера для длины волны возбуждения рекомендуется использовать объектив с ближним инфракрасным излучением с учетом характеристик объектива. Хроматическая аберрация и коэффициент пропускания в ближней инфракрасной области улучшаются. В отличие от группы объективов указанных выше, этот объектив не применим если вокруг образца есть какая-то среда.
