Сферическая аберрация

Рис. 14.1. Сферическая аберрация вогнутого зеркала

Рис. 14.6. Схематическое изображение аберраций а — идеальное изображение б — сферическая аберрация в—кома г, д — астигматизм меридиональных и сагиттальных пучков е — дисторсия

Геометрические аберрации возникают из-за использования широких или наклонно падаюш,их пучков света (сферическая аберрация, кома, астигматизм, дисторсия) и приводят к искажению формы изображения объекта и изменению расстояний и углов между элементами изображения. Сферическая аберрация состоит в получении вместо точки изображения в виде кружка рассеяния, кома — в виде вытянутого и неравномерно освещенного пятна, напоминающего комету. Астигматизм приводит к получению эллиптического изображения вместо кружка, а дисторсия — к искривлению прямых линий, в результате чего квадрат имеет подушкообразную или бочкообразную форму. [c.230]

Применение параболического зеркала в качестве объектива позволяет получить в его фокусе свободное от сферической аберрации изображение, но небольшой наклон зеркала или расфокусировка влечет за собой значительные искажения изображения (астигматизм и т. п.). [c.40]

Поперечной сферической аберрацией называют отклонение крайних лучей пучка от оптической оси в фокальной плоскости параксиальных лучей (рис. 14.1) напомним, что оптической осью называют прямую, проходящую через середину зеркала и его центр кривизны, а параксиальными лучами — лучи, проходящие близко [c.115]

Следуя [1], можно определить диаметр с з электронного зонда с током 1. Плотность тока в сфокусированном зонде приблизительно распределена по закону Гаусса, и поэтому можно определить размер зонда с з. Для практических целей диаметр зонда определяется как величина, внутри которой содержится некоторая определенная доля полного тока ( 85%). При расчете тока 3 обычно предполагается, что все значительные аберрации вызываются конечной линзой. Учитываются хроматическая II сферическая аберрации, а также дифракционная ошибка. Способ расчета состоит в вычислении отдельных диаметров зонда (1, хр, сф и йд, которые рассматриваются как функции ошибок, а эффективный размер пятна йз равняется корню квадратному из суммы квадратов отдельных диаметров [c.12]

Найдем значения продольной 65- и поперечной Рх сферических аберраций. Обозначим г — радиус кривизны зеркала, а — угол падения лучей на него. Из рис. 14.2 видно, что [c.116]

К основным типам аберраций относятся сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля и дисторсия линзовая оптика обладает хроматической аберрацией. Деление аберраций на отдельные типы помогает выявить причины появления ошибок изображения и устранить их. [c.115]

Использование этого способа, кроме возбуждения поперечных или поверхностных волн снижает требования к чистоте поверхности ОК, уменьшает сферическую аберрацию, повышает лучевую разрешающую способность. [c.263]

Средняя толщина покровных стекол в большинстве случаев 0,16—0,18 мм. На оправе объективов она указана в виде цифры 0,17. Если приходится работать с покровными стеклами, у которых толщина больше или меньше этих значений, лучше, использовать объектив с коррекционной оправой, позволяющей исправлять сферическую аберрацию, вызываемую покровным стеклом. [c.9]

Каждая точка входной щели прибора должна изображаться точкой. Изображение, следовательно, должно обладать минимальной сферической аберрацией, комой и астигматизмом. [c.27]

ООО и 30 ООО для использованных растров. Для компенсации углового увеличения применялись две цилиндрические линзы. Сферическая аберрация и кома были малы. Астигматизм составлял 0,04 мм при астигматической разности около 1 м.ш и исправлялся цилиндрическими линзами. Дисторсия составляла 12 мк при диаметре диафрагмы 20. чм.. [c.380]

Пользуясь данными работы [1], в работе [2] были получены теоретические пределы для тока зонда и его диаметра с учетом лишь первых двух членов в уравнении (2.6), сферической аберрации и дифракционной ошибки. Они дифференцировали з в уравнении (2.6) по апертурному углу а, чтобы получить оп- [c.12]

Рис. 20.14. Схема проявления сферической аберрации

Поле для коллиматор-ного объектива в направлении дисперсии очень мало, так как применяются обычно узкие спектральные щели. Высота входной щели прибора также невелика. Поэтому объектив коллиматора достаточно исправить на сферическую аберрацию и сделать его ахроматическим для того, чтобы иметь параллельный пучок, падающий на призму или решетку. Объектив камеры обладает большим полем и тем большим, чем больше угловая дисперсия прибора и чем больше регистрируемый диапазон длин волн. Поэтому объектив камеры может дать сферическую аберрацию, кому, астигматизм и кривизну поля эти аберрации при расчете оптики прибора должны быть устранены. [c.28]

Это точное выражение поперечной сферической аберрации, включающее все так называемые аберрации высших порядков. Ограничиваясь аберрациями только 3-го порядка, можно положить [c.116]

У выпуклых зеркал сферическая аберрация отрицательна, поэтому аберрацию вогнутого зеркала можно частично скомпенсировать аберрацией выпуклого. Другим способом уменьшения сферической аберрации является выбор плоскости установки фотопластинки смещая ее от фокуса к зеркалу, диаметр кружка рассеяния можно уменьшить почти в четыре раза при этом происходит перераспределение освещенности внутри кружка и границы его становятся более контрастными. Сферическую аберрацию можно исправить также, установив мениск в параллельном пучке, падающем на зеркало или же в сходящемся пучке, недалеко от фокуса. [c.117]

Для усиления контраста и повышения разрешения электронно-микроскопического изображения применяют также зонные диафрагмы, которые отсекают часть волновой поверхности, искаженной сферической аберрацией. Применение зонных диафрагм дает возможность при усилении контраста получить изображение отдельных атомов [10]. [c.227]

В приборах большой светосилы (1 8—1 3) кома и астигматизм сферо-симметричной г-образной схемы уже не могут быть полностью исправлены по всему полю зрения этому в первую очередь препятствует неодинаковость сечения дифрагированных пучков, приходящих к противоположным краям фотопластинки, следствием которой являются неодинаковые значения относительного отверстия фотокамеры для различных точек фотопластинки. В результате этого кома и астигматизм в приборах большой светосилы должны быть равны нулю по всему полю зрения. Обеспечить это можно сферо-симметричной схемой [14.4], в которой диспергирующий узел 1 (рис. 14.12) помещен в самом центре кривизны выходного объектива 2. Остается сферическая аберрация, которую можно исправить мениском 3 в коллиматоре, установленном вблизи входной щели 4. Кривизна поля может быть исправлена плоско-выпуклой линзой 5. [c.126]

Монохроматоры, используемые в спектрометрах для длинноволновой области, собраны по таким же схемам, как и монохроматоры приборов средней ИК-области. Это внеосевая и осевая автоколлимационные схемы [8, 9], схема Пфунда [1] и Эберта— Фасти [10]. Чаще других используется схема Черни — Тернера [4], на которой мы остановимся подробнее. Эта схема является одной из модификаций схемы Эберта — Фасти и отличается от последней тем, что вместо Одного сферического зеркала в ней используется два одно для коллимации и одно для фокусировки излучения на выходную щель. Такое разделение дает схеме дополнительные степени свободы в борьбе с аберрациями, сохраняя при этом все достоинства, присущие схеме Эберта — Фасти. Полная компенсация комы в схеме Эберта — Фасти невозможна из-за меридионального увеличения решетки. Поэтому на практике чаще применяют схему Черни — Тернера с несимметричным ходом лучей. Для всей спектральной области работы эшелетта устранить кому нельзя, однако соответствующим подбором углов отражения зеркал [11] ее можно существенно уменьшить и компенсировать полностью для центральной области работы эшелетта. Единственной аберрацией, которую в схеме Черни — Тернера не удается устранить, является сферическая аберрация. Именно она в большинстве случаев и определяет аберрационный предел разрешения прибора, построенного по такой схеме. Поскольку в длинноволновой ИК-области ширина щелей спектрометра обычно велика, сферическая аберрация может составлять довольно заметную величину, и, таким образом, [c.112]

Так как сейчас спектроскопистам практически не приходится рассчитывать и изготовлять оптику спектральных приборов, то все относящиеся сюда вопросы здесь не излагаются. Желающие с ними ознакомиться могут обратиться к литературе [4.2, 4.3, 4.7 и 1.4]. При необходимости собрать спектральный прибор с относительным отверстием меньше 1 15 можно воспользоваться простыми менисковыми линзами с отношением радиусов кривизны 1 6, Этому отношению соответствует минимум сферической аберрации. Мениски должны располагаться выпуклой стороной к диспергирующему элементу (рис. 4.3). При отсутствии подходящих менисков можно применять соответственно расположенные плоско-выпуклые линзы. Для приборов с большим относительным отверстием годятся хорошие фотографические объективы соответствующих размеров. [c.99]

Сферическая аберрация существенна лишь в том случае, если источник света очень мал и должен проектироваться на щель с увеличением более чем десятикратным. При этом для заполнения светом коллиматорного объектива и освещения значительной части щели по высоте приходится пользоваться конденсорами с очень большим относительным отверстием. Обычно аберрации таких конденсоров приводят к неодинаковому заполнению коллиматора светом от различных участков щели. Яркость получаемого при этом изображения щели неравномерна по высоте. Поэтому при малых размерах источника в качестве конденсоров желательно применять многолинзовые объективы с исправленными аберрациями. [c.138]

Как и всяким другим линзам, линзам объективов свойственны дефекты сферической и хроматической аберрации. Сферическая аберрация связана со свойством линз неравномерно преломлять периферические и центральные лучи. Первые обычно преломляются в большей степени, чем вторые, и поэтому пересекаются на более близком расстоянии к линэе. В результате изображение точки, рассматриваемой через оптическую систему, распределяется в пространстве между местами пересечения краевых и центральных лучей и приобретает вид расплывчатого пятна. [c.6]

Остаточная аберрация линзы зависит, в основном, от сферической, комы и хроматической аберраций. При лазерном излучении хроматической и комы аберрациями можно пренебречь. Величину сферической аберрации можно значительно уменьшить за счет оптимального выбора параметров линзы. [c.66]

В котором ДЛЯ всех микроскопов Эльмископ I фирма гарантирует разрешающую способность лучше 15 А. Среднее значение измерений составляет 12 А, а на отдельных объектах воспроизводимо доказывается разрешение лучше 10 А. На приведенных микрофотографиях показано разрешение 8 А. Такая объективность свойственна, вероятно, не всем фирмам, и поэтому можно думать, что хотя в табл. 2 для Эльмискона I фигурирует разрешение 10—15 А, этот прибор является одним из наиболее совер шенных в настоящее время. В последнее время для определения разрешения применяют также измерение межплоскостных расстояний в кристаллических решетках некоторых соединений, например, фталоцианинов. Следует иметь в виду, что результаты, полученные обоими методами, могут не совпадать — во втором случае условия формирования изображения более благоприятны в том отношении, что не сказывается.сферическая аберрация линз [22]. [c.8]

Имеется, однако, несколько способов увеличения макс По мере возрастания ускоряющего напряжения электронного пучка X уменьшается, величина макс возрастает, а мин уменьшается. Однако, чтобы сохранить малой область генерации рентгеновского излучения (см. гл. 3), желательно, чтобы максимальное ускоряющее напряжение, успешно используемое при проведении рентгеновского анализа, было бы около 30 кВ. Величину макс можно также увеличить за счет уменьшения коэффициента сферической аберрации Ссф путем уменьшения фокусного расстояния объективной линзы. Однако из-за необходимости реализации адекватного рабочего расстояния под конечной линзой фокусное расстояние не может быть сильно уменьшено. Тем не менее существенные изменения в конструкции линзы смогли бы привести к уменьшению Ссф, а следовательно, увеличению тока, так как макс пропорционально Ссф [уравнение (2.8)]. Уменьшение Ссф в 10 раз могло бы привести к возрастанию макс в 5 раз и уменьшению мин примерно в 2 раза. Разработанные в качестве таких линз минилинзы [3] находятся все еще на начальном этапе развития, но они открывают интересные возможности в будущем. В настоящее же время, однако, любого существенного возрастания или соответствующего уменьшения мни можно достичь В первую очередь лишь за счет повышения плотности тока пушки /о- [c.13]

В последние годы благодаря применению специальных полюсных наконечников со сферической аберрацией не более [c.227]

Интересно оценить важность вкладов различных аберраций хр, сф и д в величину размера конечного пятна электронного зонда. В качестве примера можно рассчитать различные диаметры зонда , сф, д, которые, согласно уравнению (2.1), дают значение мин, равное 5 нм (50 А). Для РЭМ с вольфрамовым катодом (7о = 4,1 А/см ), работающего при 30 кВ, коэффициент сферической аберрации равен 20 мм, и в пренебрежении хроматической аберрацией получаем, согласно уравнениям (2.8) и (2.9), макс = 1,64-10 А, а аопт=0,63-10 рад. Из уравнений (2.2), (2.3) и (2.5) получаем, что различные вклады в конечный диаметр размером 50 нм (500 А) составляют = 4,2 нм (42 А), сф = 2,5 нм (25 А), а д=1,4 нм (14 А). [c.18]

НО В X- И У-направлениях. Типичная система сканирования с двойным отклонением, как показано на рис. 4.1, имеет две пары отклоняющих катушек, расположенных в полюсном наконечнике конечной (объективной) линзы, которые отклоняют нучок сначала от оси, затем возвращают его на оптическую ось, причем второе пересечение оптической оси происходит в конечной диафрагме. Такая система обладает преимуществом, состоящим в том, что, помещая отклоняющие катушки внутри линзы, мы оставляем незанятым пространство под линзой, и образец можно устанавливать близко к линзе (при уменьшении рабочего расстояния уменьшается коэффициент сферической аберрации). Помещая ограничивающую диафрагму во втором кроссовере, можно получать малые увеличения (большие углы отклонения) без уменьшения поля зрения диафрагмой [68]. Пучок за счет процесса сканирования перемещается во времени через последовательные положения на образце (например 1, 2, 3 на рис. 4.1), зондируя свойства образца в контролируемой последовательности точек. В аналоговой системе сканирования пучок движется непрерывно вдоль линии (развертка по строке), например в Х-направлении. После завершения сканирования вдоль линии положение линии слегка сдвигается в У-направлении (развертка по кадру), и процесс повторяется, образуя на экране растр. В цифровой системе развертки пучок адресуется в определенное место X— У-растра. В этом случае пучок может занимать только определенные дискретные положения по сравнению с непрерывным движением в аналоговой системе однако суммарный эффект остается одним и тем же. Дополнительным преимуществом цифровой системы является то, что цифровой адрес местоположения пучка точно известен и может быть воспроизведен, а следовательно, информация о взаимодействии электронов может быть закодирована по адресному коду по X и У в виде //, представляющей собой интенсивность каждого /-го измеряемого сигнала. [c.100]

Блирс и Меттрик [227] детально исследовали причины хроматической и сферической аберрации в масс-спектрометре с простой фокусировкой и с секторным магнитным полем и определили долю участия каждой аберрации в общей ширине пучка. Они нашли, что основная аберрация, вызывающая [c.64]

Другое важное явление — сферическая аберрация. Когда в собирающую линзу попадают параллельные лучи света, те из них, которые входят ближе к периферии, пересекаются в точке, которая располагается несколько ближе к центру линзы, чем точка пересечения для лучей, проходящих через центральную область линзы. Эта аберрация уменьшается, если используется только центральная часть линзы, но й здесь более надежное решейие заключается в использовании комбинации нескольких различных линз. [c.227]

Предельное разрешение микроскопа после исключения хроматических ошибок и астигматизма определяется сферической аберрацией и дифракционными явлениями. Повышение ускоряющего напряжения до 300 кВ вызывает резкое убывание потерь энергии электронов в объекте. Минимальные потери происходят при =1ч-2 МэВ при этом хроматическая аберрация уменьшается как АЕ1Е. Существенно повысить разрешение микроскопа можно применяя криогенные линзы, позволяющие уменьшить сферическую аберрацию по сравнению с аберрацией обычных объективов, либо корректируя сферическую аберрацию при помощи дополнительных октупольных элементов линз. [c.227]

Основная информация, получаемая с помощью РЭМ — микроструктура и рельеф поверхности. Изображение поверхности объекта, не требующего (что очень важно ) специального препарирования, может быть получено в отраженных, вторичных или в поглощенных электронах, в режимах катодолюмннес-ценции и возбужденной проводимости, а также в прошедших электронах в случае тонкой пленки. Одной из особенностей РЭМ по сравнению со световой микроскопией является значительная глубина поля изображения. Это вызвано уменьшением апертурного угла линзы объектива, который делается малым, чтобы снизить сферическую аберрацию. [c.227]

Ментер отмечает далее, что если бы можно было сохранить все отражения, то удалось бы в принципе получить точную одномерную проекцию плоскостей (201). Но так как используется лишь часть отражений, а линзы обладают сферической аберрацией, что приводит к затуманиванию картины, то на снимках наблюдается простая система параллельных линий, по которой можно судить лишь о периодичности в кристалле. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология