loader

Pagrindinis

Lašai

Nukreipti dėmesį

Rusų-anglų matematikos terminų žodynas. - Amerikos matematikos draugija. E. D. Žemas vanduo. 1990 m.

  • defliacija
  • deformacija

Sužinokite, kas yra „fokusavimasis“ kituose žodynuose:

defocusing - defocusing, defocusing Rusų sinonimų žodynas. defokusavimas n., sinonimų skaičius: 3 • defokusavimas (2) •... Sinonimų žodynas

defocusing - išfokusavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. defokusavimas vok. Defokussierung, f rus. defokusas, f; defokusas, f pranc. dekoncentracija, f; defokalizacija, f... Fizikos terminų žodynas

defocusing - išsifokusavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. defokusavimas vok. Defokussierung, f rus. defokusas, f; defokusas, f pranc. dekoncentracija, f; defokalizacija, f... Fizikos terminų žodynas

defokusavimas nukreipiant - padidėja elektrono dėmės dydis ir deformacija, kurią sukelia pluošto židinio pokytis jį nukreipiant. [GOST 17791 82] Elektrovakuuminių prietaisų temos... Techninis vertėjo vadovas

Šviesos savikoncentravimas yra šviesos bangos lauko koncentracijos netiesinėje terpėje reiškinys, kurio lūžio rodiklis priklauso nuo lauko intensyvumo. Terpės lūžio rodiklis n gali padidėti didėjant laukui dėl netiesinių elektroninių pokyčių...... Didžioji tarybinė enciklopedija

ŠVIESOS ATSISKAITINIMAS - netiesinis didelio intensyvumo šviesos pluošto sklidimas, sklindantis netiesinėje terpėje, spiečiaus lūžio rodiklis mažėja didėjant lauko intensyvumui: Čia A yra kompleksinio lauko amplitudė, n0 yra tiesinė lūžio rodiklio dalis...... Fizinė enciklopedija

defokusavimas - išlaidos, defokusavimas, defokusavimas Rusų sinonimų žodynas. defokusavimas n., sinonimų skaičius: 3 • defokusavimas (3) •... Sinonimų žodynas

„Betatron“ vibracijos yra greitos skersinės vibracijos, kurias dalelė atlieka fokusuojančiuose greitintuvo magnetiniuose laukuose. Betatrono svyravimai yra pagrindinis elektroninės optikos studijų dalykas, akseleratoriaus fizikos skyrius. Turinys 1 Hillo lygtis 2 Matricos formalizmas... Vikipedija

SAVO ŽIBINKLIS - šviesos bangos energijos koncentracija netiesinėje terpėje, lūžio rodiklis n spiečiui auga padidėjus šviesos lauko intensyvumui. Veikiama šviesos pluošto (erdviškai ribota šviesos banga) netiesinė terpė tampa...... Fizinė enciklopedija

SIJŲ AUŠINIMAS - įkrautos dalelės Fazės tūrio, kurį užima spindulių dalelės saugojimo žiede, sumažėjimas dėl efektyvumo. išsisklaidymo mechanizmas. (Remiantis Liouville teorema, mechaninėje sistemoje be išsisklaidymo fazių tūris yra išsaugotas.) Spindulio aušinimas leidžia...... Fizinė enciklopedija

SAVO BANGŲ POVEIKIS - bangų proceso charakteristikų pasikeitimas dėl skaidymo. netiesiniai reiškiniai aplinkoje. Siaurąja prasme terminas „S.. " taikoma vienkomponentėms sistemoms, turinčioms inercinį netiesiškumą. Tarkime, pavyzdžiui, paprastų bangų lygtį... Fizinė enciklopedija

Nukreipkite tai

Aberacijos skirstomos į vienspalves ir chromatines. Monochromatinės aberacijos yra net tada, kai optinė sistema veikia monochromatine spinduliuote.

Monochromatinės aberacijos skirstomos į keletą tipų:

  • sferinis,
  • koma,
  • astigmatizmas ir vaizdo kreivumas,
  • iškraipymas.

Paprastai visos vėlesnės aberacijos pridedamos prie esamų. Bet mes svarstysime kiekvieną aberacijos rūšį atskirai, tarsi ji tik egzistuotų..

8.2.1. Bangos aberacijos skaidymasis nuosekliai

Jei optinėje sistemoje yra visų tipų aberacijos, tada norint apibūdinti atskirus aberacijų tipus, bangos aberaciją galima išplėsti kanoninių mokinių koordinačių galiomis tokia forma:

arba poliarinėmis koordinatėmis:

(8.2.2)
kur (- laipsnis, - laipsnis) yra koeficientas, kurio vertė lemia tam tikros rūšies (ir aberacijos) indėlį į bendrą bangų aberaciją:

- pastovus komponentas, kurį galima sumažinti iki nulio tinkamai parinkus atskaitos sferą,
- išilginis fokusavimas,
ir - sferinis 3 ir 5 eilės nukrypimas,
- iškraipymas,
- 3 ir 5 eilės koma,
- 3 ir 5 laipsnių astigmatizmas.

Didesni užsakymai taip pat gali dalyvauti plėtroje, tačiau mes jų neatsižvelgsime. Aberacijos eiliškumas nustatomas pagal skersinės aberacijos išsiplėtimo serijoje koordinačių laipsnį. Ši serija gaunama diferencijuojant išraišką (8.2.2). Taigi šoninė aberacija apibrėžiama taip:

Išilginės aberacijos serijos plėtra yra:

8.2.2. Radialiai simetriškos aberacijos (defokusavimas ir sferinė aberacija)

Radialiai simetriškos aberacijos (defokusavimas ir sferinė aberacija) analizuojamos ir tiriamos žiūrint į objekto centrinį tašką. Norėdami apibūdinti radialiai simetriškas aberacijas, pakanka naudoti vieną radialinę vyzdžio koordinatę:

Nukreipkite dėmesį

(8.2.6)
Defokusavimas nesukelia pluošto homocentriškumo pažeidimo (8.2.1 pav.), O tik parodo išilginį vaizdo plokštumos poslinkį.

Nukreipiant fokusavimą, visi optinės sistemos išvesties pluoštai susikerta viename taške, bet ne idealaus vaizdo taške. Todėl defokusavimo atveju išilginė aberacija yra pastovi visiems spinduliams (visiems vyzdžio taškams):

Jei nėra fokusavimo, tada vaizdo plokštuma sutampa su Gauso plokštuma (idealaus vaizdo plokštuma). Norėdami atsikratyti fokusavimo, jums tereikia atitinkamai perkelti vaizdo plokštumą..

Analizuojant optinių sistemų nukrypimus, įprasta statyti skersinių, išilginių ir banginių aberacijų priklausomybės nuo vyzdžio koordinačių grafikus. Jei optinėje sistemoje yra tik fokusavimas, šie grafikai atrodys taip, kaip parodyta 8.2.2 pav.


a) bangos aberacija

b) išilginė aberacija

c) skersinė aberacija

8.2.2 pav. Aberacijos siužetai, skirti fokusuoti.

Sferinė aberacija 3 eilė

(8.2.8)
Sferinė aberacija lemia tai, kad spinduliai, sklindantys iš ašinio objekto taško, nesikerta viename taške, formuodami sklaidos apskritimą idealaus vaizdo plokštumoje (8.2.3 pav.). Jį turi visi lęšiai su sferiniais paviršiais. Norėdami jį pašalinti, paviršius turi būti nesferiniai. 3-iosios eilės sferinis nukrypimas dar vadinamas pirminiu sferiniu nukrypimu..


8.2.3 pav. Sferinė aberacija.

Šiuo atveju išilgines ir skersines aberacijas lemia posakiai:

Paprastuose pozityviuose lęšiuose 3-iosios eilės sferinis nukrypimas yra neigiamas, o neigiamuose - teigiamas. Derinant teigiamus ir neigiamus lęšius, galima ištaisyti sferinę aberaciją. Bangų, išilginių ir skersinių aberacijų grafikai, kai sferinė 3 pakopos aberacija yra parodyta 8.2.4 pav..


a) bangos aberacija

b) išilginė aberacija

c) skersinė aberacija

8.2.4 pav. Aberacijos planai 3 laipsnio sferinei aberacijai.

Sferinė aberacija 5 tvarka

(8.2.11)
Pagal spindulių pluošto homocentriškumo iškraipymo pobūdį 5 laipsnio sferinė aberacija yra visiškai analogiška 3 laipsnio sferinei aberacijai, tik ji turi aukštesnę kreivių tvarką skersinių ir išilginių aberacijų grafikuose..

Sudėtingose ​​sistemose 3 ir 5 laipsnių sferiniai nukrypimai turi skirtingus ženklus ir gali vienas kitą kompensuoti. 8.2.5 paveiksle parodyta diafragmos pluošto optimalios 3 ir 5 laipsnių sferinės aberacijos korekcijos diagrama. Dėl korekcijos liekamieji nukrypimai tampa mažesni nei 3 ir 5 laipsnių nukrypimai..


8.2.5 pav. Abipusis 3 ir 5 laipsnių sferinės aberacijos kompensavimas.

Tačiau sferinio 3 ir 5 įsakymų nukrypimo atveju tai gali būti tokia, kaip parodyta 8.2.6 pav.: A) - nukrypimas yra „nepakankamai pataisytas“, b) - nukrypimas yra „per daug pataisytas“..


a) nepakankamai pataisyta sferinė aberacija

b) pakartotinai pataisyta sferinė aberacija

8.2.6 pav. Sferinės aberacijos korekcijos diagramos.

Kadangi išilginį fokusavimą lengva valdyti perkeliant vaizdo plokštumą, tada, derinant sferinę aberaciją ir fokusavimą, galima pasirinkti geriausią vaizdo padėtį, atsižvelgiant į minimalų sferinį nukrypimą. Visų pirma, naudojant 3 laipsnių sferinę aberaciją, naudojant išraiškas (8.2.9), (8.2.10), galima apskaičiuoti vaizdo padėtį, kurioje sklaidos apskritimas yra minimalus. Šiuo atveju išilginis vaizdo poslinkis yra 2/3 apertūros pluošto išilginės aberacijos.

8.2.3. Koma

Koma pasirodo, kai objekto taškas yra pasislinkęs nuo ašies. Koma pridedama prie kitų nukrypimų (pavyzdžiui, prie sferinių), tačiau mes tai apsvarstysime atskirai nuo kitų nukrypimų (8.2.7 pav.).


8.2.7 pav. Sijos struktūra esant komai.

Pirmajame derinyje koma yra tiesiogiai proporcinga objekto poslinkiui nuo ašies. Jei poslinkis lygus nuliui, tada koma lygi nuliui. Taigi, skersinė aberacija esant komai yra tiesiogiai proporcinga objekto dydžiui:

kur yra proporcingumo koeficientas, lemiantis optinės sistemos aberacijos korekcijos kokybę (kuo mažesnė, tuo geresnė optinė sistema).

Išsiplėtimas bangų aberacijos serijoje (8.2.1 skirsnis) esant 3 ir 5 laipsnių komai:

(8.2.13)
arba

Tada skersinių aberacijų išraiška (išskyrus išraišką (8.2.13)) atrodys taip:

Skersinių komos aberacijų aprašymas skiriasi dienovidinio ir sagitalinio pjūvio metu. Todėl dienovidinio skyriuje:

Todėl sagitaliniame skyriuje:

8.2.8 paveiksle parodyti 3 laipsnio komos skersinių aberacijų diagramos meridijiniame ir sagitaliniame ruožuose. Grafikų kreivės turi tą pačią formą, tačiau dienovidinio pjūvio vertė yra 3 kartus didesnė nei sagitalinio pjūvio..


a) dienovidinis skyrius


b) sagitalinis pjūvis.

8.2.9 pav. Skersinės aberacijos 3 komomis.

Norėdami geriau suprasti skersinių aberacijų struktūrą komoje, apsvarstykite taškinę spindulių diagramą. Mes padalijame mokinį į vienodų plotų rinkinį ir atsižvelgiame į spindulius, einančius per šių sričių centrus (8.2.10.a pav.). Gauname vaizdą, kuriame spinduliai yra tolygiai pasiskirstę po mokinį. Šių spindulių susikirtimo su vaizdo plokštuma taškai sudaro taškų diagramą (8.2.10.b pav.).


a) vyzdžio plokštuma

b) vaizdo plokštuma

8.2.10 pav. Sklaidos diagrama.

Koma ir neisoplanatizmas

Pavadinime „nonisoplanatism“ yra graikiškų žodžių šaknys: iso - tas pats, lygus, planeta yra klajojantis kūnas.

Izoplanatizmas (vienodai klaidinantis) - šalia optinės sistemos ašies nėra komos, tačiau yra sferinė aberacija (skirtingų objekto taškų vaizdas bus vienodai blogas). Aplanatizmas - nėra komos, nėra sferinės aberacijos (idealus yra skirtingų objekto taškų vaizdas). Aplanatizmą galima atlikti tik kai kuriai objekto daliai, pavyzdžiui, šalia ašies.

Galimą komos dydį galima įvertinti nepajudinant taško nuo ašies, jei kiekybiškai įvertinsime neisoplanatizmą. Toks vertinimas yra įmanomas, jei naudosime aplanatizmo ir izoplanatizmo sąlygas.

Abbe sinusų dėsnis (aplanatinė sąlyga):

(8.2.17)

Jei ši sąlyga yra įvykdyta visiems spinduliams, komos ar sferinės aberacijos nėra. Jei yra sferinė aberacija, tada vietoj aplanatizmo sąlygos naudojama panaši sąlyga - izoplanatizmo žodyje:

(8.2.18)

8.2.11 paveiksle parodytas skirtumas apibrėžiant dvi sąlygas - Abbe sinuso ir izoplanatizmo būsenas.


8.2.11 pav. Sijos kampai, naudojami aplanatizme ir izoplanatizme.

Jei izoplanatizmo sąlyga bus įvykdyta, tada šalia centro taško nebus komos. Santykinį nukrypimą nuo izoplanatizmo (vadinamojo komos mato) lemia tokia išraiška:

Vaizdo taško su koordinatėmis 3 laipsnio skersinė koma aberacija gali būti pavaizduota taip:

8.2.4. Astigmatizmas ir vaizdo kreivumas

Astigmatizmas atsiranda, kai objekto taškas yra žymiai pasislinkęs nuo ašies ir pridedamas prie visų kitų nukrypimų. Nukreipkime objektą nuo ašies dideliu atstumu (8.2.12 pav.). Astigmatizmas susideda iš to, kad židinio taškai dienovidinėje ir sagitaliojoje plokštumose nesutampa, todėl be galo siauro pluošto spinduliai nesutampa viename taške. Kreivumas reiškia, kad geriausias vaizdas gaunamas ant išlenkto paviršiaus, o ne ant plokštumos.


8.2.12 pav. Astigmatizmas ir vaizdo kreivumas.

Išsiplėtimas bangų aberacijos serijoje (8.2.1 skirsnis) esant 3 ir 5 eilių astigmatizmui:

(8.2.21)
arba

Kiekybiškai astigmatizmui ir kreivumui būdingi išilginiai astigmatiniai segmentai ir. Meridiono kreivumą lemia segmentas - tai atstumas nuo paraksialinio vaizdo plokštumos iki dienovidinio židinio. Sagittalio kreivumą apibrėžia segmentas - tai atstumas nuo paraksialinio vaizdo plokštumos iki sagitalinio židinio.

Vidutinis kreivumas nustatomas pagal astigmatinių segmentų pusę sumos ir nurodo geriausio konkretaus pluošto vaizdo padėtį:

Astigmatizmo matą išilginiame matmenyje lemia astigmatinių segmentų skirtumas:

Pirma, apytiksliai, vidutinis kreivumas yra proporcingas atstumo nuo ašies kvadratui. Kreivumo ir astigmatizmo priklausomybę visame lauke rodo išilginių ašių sijų aberacijų grafikai (8.2.13 pav.).


a) išilginės aberacijos
(priklausomybė nuo objekto koordinatės)

b) išilginės aberacijos
(priklausomybė nuo objekto koordinatės kvadrato)

c) skersinės aberacijos
dienovidiniame skyriuje

d) skersinės aberacijos
sagitaliniame pjūvyje

8.2.13 pav. 3 laipsnio astigmatizmas (išilginės ir skersinės aberacijos).

Čia yra santykinė objekto koordinatė (lauko krašte, ašyje):

Didesnio laipsnio (5 ir didesnio) astigmatizmo siužetai gali atrodyti kaip 8.2.14 pav.


8.2.14 pav. Išilginės aberacijos 5 laipsnio astigmatizme.

Priklausomai nuo vaizdo plokštumos padėties su astigmatizmu, sklaidos vieta gali būti elipsės, segmentų ar apskritimo formos (8.2.15 pav.). Horizontalusis segmentas stebimas, jei vaizdo plokštuma sutampa su dienovidiniu židiniu, o vertikalusis segmentas, jei sutampa su sagitaliniu. Viduryje tarp jų išsisklaidanti vieta yra apvali. Kitose pozicijose - elipsės dėmės.


8.2.15 pav. Astigmatinės pluošto sklaidos dėmės.

8.2.5. Iškraipymas

Pavadinimas kilęs iš lotynų kalbos „iškraipymas“.

Jei, išskyrus iškraipymą, nėra kitų nukrypimų, tada taškas vaizduojamas kaip taškas (homocentrinis pluoštas išlieka homocentrinis), tačiau šis taškas yra pasislinkęs nuo idealo (8.2.16 pav.).

Bangos aberacijos serijinis išplėtimas (8.2.1 skirsnis) esant iškraipymui:

(8.2.25)
arba

Dėl iškraipymo vaizdo dydis skiriasi nuo idealaus:

Absoliutus iškraipymas (išreikštas tais pačiais vienetais kaip ir vaizdo dydis):

(8.2.27)
kur yra sistemos padidėjimas tam tikrame lauko taške.

Santykinis iškraipymas:

(8.2.28)

Iškraipymas būdingas tuo, kad jo vertė netiesiškai priklauso nuo objekto dydžio, tai yra, skirtinguose lauko taškuose padidėjimas yra skirtingas. Absoliutus 3 laipsnio iškraipymas nustatomas diferencijuojant išraišką (8.2.25) ir padauginus iš objekto koordinatės kvadrato:

3-iojo laipsnio santykinio iškraipymo grafikas parodytas 8.2.17 pav. Palyginimui parodyta apytikslė aukštesnės eilės iškraipymo kreivės eiga..


8.2.17 pav. 3 ir aukštesnių užsakymų iškraipymas.

Dėl iškraipymo iškraipomos per ašį nepraeinančios tiesios linijos (8.2.18 pav.). Jei kvadratinis daiktas vaizduojamas kaip pagalvė, tai yra teigiamas iškraipymas. Jei kvadrato vaizdas turi išgaubtas puses (statinės pavidalu), tai yra neigiamas iškraipymas.


subjektas

b) vaizdas

Leistinas santykinis iškraipymas (tai yra iškraipymas, kurį, suvokus akiai, nesusidaro įspūdis, kad vaizdas yra iškreiptas) apie. Iškraipymo koregavimas yra svarbus matavimo prietaisuose (ypač fotogrammetrinėse sistemose), nes iškraipymas lemia netiesinę matavimo paklaidą. Pavyzdžiui, fotolitografijoje absoliutaus iškraipymo tolerancija neviršija 20 nm..

Laboratoriniai darbai „Ašinių taškų nukrypimų tyrimas“ ir „Ne ašies taškinių nukrypimų tyrimas“ skirti optinės sistemos aberacijų tyrimui..

Difrakcijos klaida.

Optinės sistemos diafragmos galingumas lemia spindulių, einančių didesniais nei diafragmos kampas pA, kampus ir riboja gautą skiriamąją gebą paklaida

kur n yra terpės lūžio rodiklis; p - diafragmos kampas; A. yra šviesos bangos ilgis, kuriame veikia mikroskopas. Šis iškraipymas vadinamas diafragma arba difrakcija, paklaida.

Sferinė aberacija.

Spinduliai, sklindantys iš bet kurio objekto taško ir kertantys objektyvo plokštumą skirtingais atstumais nuo jo ašies, gali būti sutelkti skirtingais atstumais nuo objektyvo plokštumos, t. fokusas bus neryškus ašine kryptimi. Šis reiškinys, kaip pažymėta aukščiau, vadinamas sferine aberacija.

Klaidos dėl sferinės aberacijos dydį lemia santykis

kur C$ - sferinės aberacijos koeficientas; p - diafragmos kampas.

Fazės poslinkio dydis išreiškiamas taip:

Tokiu atveju objekto taško vaizdas vaizdo plokštumoje atrodys kaip neryškus diskas, kurio matmenys ps.

Chromatinė aberacija atsiranda dėl santykinio krintančio radiacijos bangos ilgio plitimo. Elektronams tai yra dėl greitėjančios įtampos (AV / V) nestabilumo, lęšių srovių svyravimų (A ///), neelastingo sklaidos mėginyje.

Dėl chromatinės aberacijos židinio nuotolis sumažinamas

kur Cnuo - chromatinės aberacijos koeficientas.

Tada atitinkamas sklaidos diskas vaizdo plokštumoje bus apibrėžtas kaip

Klaidos dėl elektroninio mikroskopo fokusavimo.

Tikslus vaizdo fokusavimas yra beveik neįmanoma užduotis, nes vaizdo vaizdas iš anksto nežinomas, o idealus tobulo fazės objekto vaizdas nesuteikia kontrasto Gauso vaizdo plokštumoje. Todėl iškilus realioms problemoms, būtina atsižvelgti į elektroninio mikroskopo fokusavimą, kuris, kaip ir sferinių ar chromatinių aberacijų atveju, paveikslo plokštumoje esančio taško vaizdo neryškumą spinduliu.

kur в yra defokusavimo koeficientas ir atitinkamas fazių poslinkis bus apskaičiuojamas kaip

Būdas gauti didelę skiriamąją gebą elektronų mikroskopijoje. Skaičiuojant kontrastą, būtina atsižvelgti į daugybę optinės sistemos klaidų, tokias kaip baigtiniai šaltinio matmenys ir dėl to krintančio pluošto divergencija, astigmatizmas, koma, iškraipymai ir kt. Tačiau šiuolaikiniuose įrenginiuose tokio pobūdžio klaidas galima patenkinamai kompensuoti ar net ištaisyti.

Vertinant ribinę skiriamąją gebą, visų pirma reikėtų atsižvelgti į ribotos diafragmos dydžius, sferines ir chromatines aberacijas. Tada mikroskopo ribinę skiriamąją gebą, nustatytą pagal aberacijos amplitudės dalį, galima išreikšti kaip

Fig. 3.11, pavyzdžiui, elektronų mikroskopo skiriamosios gebos amplitudės dalies priklausomybė nuo-

Paveikslėlis: 3.11. Mikroskopo skiriamosios gebos amplitudės dalies priklausomybė nuo diafragmos kampo p

diafragmos kampo kaukės. Šiuo atveju papildomą fazių skirtumą, įgytą per lęšį einančiomis bangomis, galima pavaizduoti kaip

Perkėlimo funkcijos išraiškoje (3.16) pakeiskite (3.28) gautą fazės vertę:

Panagrinėkime gautą formulę (3.29). Eksponento išraišką pakeiskime naudodami Eulerio formules:

Fig. 3.12 rodo priklausomybės sin [/ (p, s)] formą, apskaičiuotą įvairioms defokusavimo r reikšmėms. Šios priklausomybės analizė rodo, kad esant tam tikroms defokusavimo vertės reikšmėms, gana platus diafragmos kampo reikšmių diapazonas [3, kur funkcija sin [y ( p, e)]

-1, atitinkamai, tame pačiame regione funkcija cos [x (p, e)]

0, nes argumentas artimas k / 2.

Tai reiškia, kad fazės koeficientas perdavimo funkcijoje esant tam tikroms fokusavimo reikšmėms nedaug skiriasi nuo minuso 1 tam tikru diafragmos kampo p intervalu. Jei atsižvelgsime į tai, kad diafragmos funkcija A (p) apibūdina diafragmos diafragmos veikimą ir šioje diafragmos kampo srityje yra konstanta, šioje diafragmos kampo srityje

Defokusavimo sritis, kurioje tai įvyksta, vadinama Scherzerio fokusavimu, pasak šio tyrimo autoriaus..

(B '1 B 2 L

Paveikslėlis: 3.12. Perkėlimo funkcijos tipas S (P, e) = sin7С O. ЗС ^^ + Ет-,

apskaičiuotas keturiems defokusavimo dydžiams e = 400,430, 460, 490 μm (C * = 10 8 A; A, = 0,0164 A atitinka darbo įtampą

400 kV; | 3, rad)

Taigi, pasirinkus defokusavimo vertę, esant tam tikroms riboms, galima kompensuoti fazės paklaidą, susijusią su sferine aberacija, ir pasiekti ribojančią prietaiso skiriamąją gebą. Ši technika yra pagrindas norint gauti didelę skiriamąją gebą elektronų mikroskopijoje..

Objektyvo nukrypimai

Fotografijos lęšių nukrypimai yra paskutinis dalykas, apie kurį turėtų galvoti pradedantis fotografas. Jie visiškai neturi įtakos jūsų nuotraukų meninei vertei, o jų poveikis techninei nuotraukų kokybei yra nereikšmingas. Nepaisant to, jei nežinote, ką daryti su savo laiku, perskaitę šį straipsnį galėsite suprasti įvairias optines aberacijas ir jų sprendimo būdus, kurie, žinoma, neįkainojami tikram fotoeruditui..

Optinės sistemos (mūsų atveju - fotografinio objektyvo) aberacijos yra vaizdo netobulumas, kurį lemia šviesos spindulių nukrypimas nuo kelio, kuriuo jie turėjo eiti idealioje (absoliučioje) optinėje sistemoje..

Šviesa iš bet kurio taškinio šaltinio, praeinanti per idealų lęšį, matricos ar plėvelės plokštumoje turėtų suformuoti begalinį tašką. Tiesą sakant, tai, žinoma, neįvyksta, o esmė virsta vadinamuoju. sklaidos vieta, tačiau objektyvų inžinieriai stengiasi pasiekti kuo arčiau idealo.

Skiriamos monochromatinės aberacijos, kurios vienodai būdingos bet kokio bangos ilgio šviesos pluoštams, ir chromatinės, atsižvelgiant į bangos ilgį, t. nuo spalvos.

Difrakcija išsiskiria atskirai, kuri, nors ir gali būti priskirta lęšio nukrypimams, dėl savo esminio pobūdžio ir esminio neišvengiamumo paprastai laikoma atskirai nuo kitų nukrypimų..

Monochromatinė aberacija

1857 m. Vokiečių matematikas ir astronomas Philipas Ludwigas Seidelis nustatė ir matematiškai apibūdino penkis vadinamuosius. monochromatiniai trečios eilės nukrypimai. Jie yra čia:

  • Sferinė aberacija
  • Koma
  • Astigmatizmas
  • Vaizdo lauko kreivumas
  • Iškraipymas

Šis straipsnis buvo parašytas fotografams, o ne matematikams, todėl, visų pirma, mus domina ne tai, kokios formulės apibūdina kiekvieną iš aberacijų, bet tai, kaip aberacijos pasireiškia praktinėje fotografijoje..

Apsvarstykime juos tvarka.

Sferinė aberacija

Sferinio lęšio ypatumas yra toks, kad šviesos lęšiai, praeinantys per lęšį netoli jo krašto, lūžta stipriau nei spinduliai, praeinantys per centrą. Tai paaiškinama tuo, kad iš pradžių lygiagrečiai šviesos spinduliai krinta ant sferinio lęšio paviršiaus skirtingais kampais. Kuo tolimesnis spindulio kelias yra nuo optinės lęšio ašies, tuo didesnis kritimo kampas ir tuo labiau jis lūžta. Galų gale tai lemia tai, kad taško negalima sufokusuoti kitaip, kaip neryškios dėmės kraštuose, o visas vaizdas pasirodo esantis nesufokusuotas.

Šviesos spindulių kelias idealiame objektyve.

Sferinis aberacijos spindulių kelias.

Objektyvo diafragma žymiai sumažina sferinę aberaciją, nes sumažinus diafragmą, dalis spindulių, praeinančių pro objektyvo kraštą, yra nutraukta, o šalia optinės ašies likę spinduliai suformuoja ryškesnį vaizdą..

Kuriant lęšius, sferinės aberacijos pašalinamos derinant teigiamus ir neigiamus lęšius, taip pat naudojant specialius asferinius elementus, t. lęšiai, kurių lūžiantis paviršius turi asferinę formą, tikėdamasis, kad, neatsižvelgiant į šviesos spindulių atstumą nuo lęšio optinės ašies, jie visi kuo labiau lūžta ir sutelkiami fokusuojant į vieną tašką. Pernelyg didelė sferinių aberacijų korekcija taip pat nieko gero neveda: barstymo vieta kraštuose tampa ryškesnė nei centre, o tai pasireiškia žiedo formos bokeh pavidalu..

Komatinė aberacija arba koma atsiranda, kai šviesos spinduliai praeina pro objektyvą kampu į optinę ašį. Todėl taškinių šviesos šaltinių vaizdas kadro kraštuose yra asimetrinių taškų, panašių į lašą (arba, sunkiais atvejais, į kometą,) dėmių pavidalu..

Fotografuojant plačiai, aplink kadro kraštus galima pamatyti komą. Kadangi diafragma sumažina spindulių, praeinančių per lęšio kraštą, skaičių, ji taip pat pašalina komiškas aberacijas..

Struktūriškai jie kovoja su koma panašiai kaip su sferinėmis aberacijomis..

Astigmatizmas

Astigmatizmas pasireiškia tuo, kad pasvirusiam (ne lygiagrečiam optinės ašies lęšiui) šviesos pluoštui spinduliai guli dienovidinėje plokštumoje, t. plokštuma, kuriai priklauso optinė ašis, yra sutelkta kitaip nei spinduliai, esantys ties sagitaline plokštuma, kuri yra statmena dienovidinei plokštumai. Tai galiausiai lemia asimetrinį neryškios dėmės ištempimą. Astigmatizmas matomas aplink vaizdo kraštus, bet ne centre.

Astigmatizmą sunku suprasti, todėl pabandysiu jį iliustruoti paprastu pavyzdžiu. Jei įsivaizduojame, kad raidės A vaizdas yra viršutinėje kadro dalyje, tada, kai objektyvo astigmatizmas atrodytų taip:

Bandydami kompromisus, gauname visuotinai neryškų vaizdą..

Originalus vaizdas be astigmatizmo.

Norint ištaisyti astigmatinį skirtumą tarp dienovidinio ir sagitinio židinio, reikalingi bent trys elementai (paprastai du išgaubti ir vienas įgaubtas).

Akivaizdus šiuolaikinio objektyvo astigmatizmas paprastai rodo, kad vienas ar keli elementai nėra lygiagretūs, o tai yra vienareikšmis defektas..

Vaizdo lauko kreivumas

Vaizdo lauko kreivumas reiškia daugeliui lęšių būdingą reiškinį, kai aštrų plokščio objekto vaizdą objektyvas fokusuoja ne į plokštumą, o į išlenktą paviršių. Pavyzdžiui, daugelyje plačiakampių lęšių yra ryškus vaizdo lauko kreivumas, dėl kurio kadro kraštai yra tarsi sufokusuoti arčiau stebėtojo nei centro. Naudojant teleobjektyvus, vaizdo lauko kreivumas paprastai yra silpnas, o su makro objektyvais jis yra beveik visiškai pataisytas - idealaus židinio plokštuma tampa tikrai plokščia.

Lauko kreivumas laikomas nukrypimu, nes fotografuojant plokščią daiktą (bandomąjį modelį ar plytų sieną), kurio židinys yra kadro centre, jo kraštai neišvengiamai nebus fokusuojami, o tai gali būti klaidingai suprantama kaip lęšio suliejimas. Tačiau realiame fotografiniame gyvenime retai susiduriame su plokščiais objektais - mus supantis pasaulis yra trimatis - todėl aš linkęs plačiakampiams objektyvams būdingą lauko kreivumą vertinti kaip į jų pranašumą, o ne į trūkumą. Vaizdo lauko kreivumas daro priekinį ir foninį vaizdą vienodai ryškų. Spręskite patys: daugumos plačiakampių kompozicijų centras yra toli, o priekinio plano objektai yra arčiau rėmelio kampų, taip pat apačioje. Lauko kreivumas daro ir tą, ir dar vieną aštrų, todėl nebereikia be galo uždaryti diafragmos.

Lauko kreivumas, sutelkiant dėmesį į tolimus medžius, leido aštrius marmuro luitus apatiniame kairiajame kampe..
Kai kurie neryškūs danguje ir tolimuose krūmuose dešinėje, mane šioje scenoje mažai kamuodavo.

Tačiau nepamirškite, kad objektyvams, turintiems ryškų vaizdo lauko kreivumą, netinka automatinio fokusavimo metodas, kai pirmiausia sutelkiate dėmesį į artimiausią objektą, naudodamiesi centrinio fokusavimo jutikliu, o tada perkomponuojate rėmelį (žr. „Kaip naudoti automatinį fokusavimą“). Kadangi objektas judės iš kadro centro į periferiją, rizikuojate fokusuotis į priekį dėl lauko kreivumo. Norėdami tobulai sutelkti dėmesį, turite atlikti atitinkamą pataisą.

Iškraipymas

Iškraipymas yra nukrypimas, kai lęšis atsisako vaizduoti tiesias linijas kaip tiesias. Geometriniu požiūriu tai reiškia objekto ir jo atvaizdo panašumo pažeidimą dėl linijinio padidėjimo per objektyvo regėjimo lauką pasikeitimo..

Yra du labiausiai paplitę iškraipymų tipai: adatos pagalvė ir statinės iškraipymai..

Iškraipant statinę, linijinis padidinimas mažėja atstumu nuo lęšio optinės ašies, todėl tiesios linijos rėmelio kraštuose lenkiasi į išorę, o vaizdas atrodo išgaubtas..

Priešingai, kai iškreipiamas smeigtukas, linijinis padidinimas didėja atstumu nuo optinės ašies. Tiesios linijos kreivėja į vidų, todėl vaizdas atrodo įgaubtas.

Be to, sudėtingas iškraipymas įvyksta, kai linijinis padidinimas pirmiausia mažėja atstumu nuo optinės ašies, tačiau vėl pradeda didėti arčiau kadro kampų. Šiuo atveju tiesios linijos įgauna ūsų formą..

Iškraipymas ryškiausias priartinimo objektyvuose, ypač turinčiuose didelį padidinimą, bet pastebimas ir fiksuoto židinio nuotolio objektyvuose. Plataus kampo lęšiai daugiausia deformuoja barelį (kraštutinis tokio iškraipymo pavyzdys yra žuvies akies lęšiai), o teleobjektyvai labiau linkę iškreipti adatas. Įprasti lęšiai paprastai yra mažiausiai linkę iškraipyti, tačiau tik geri makro lęšiai yra visiškai ištaisyti..

Suapvalinta ne Žemė, o įprastas statinės iškraipymas..

Mastelio keitimo objektyvai dažnai rodo vamzdžio iškraipymą plačiu kampu, o teleobjektyvo atveju - kaiščio iškraipymą, kai židinio nuotolis yra beveik be iškraipymų..

Iškraipymo laipsnis taip pat gali skirtis priklausomai nuo fokusavimo atstumo: naudojant daugelį objektyvų, iškraipymas yra akivaizdus, ​​kai jie sutelkiami į šalia esantį objektą, tačiau fokusuojant į begalybę tampa beveik nematomi..

XXI amžiuje. iškraipymai nėra didelė problema. Beveik visi RAW keitikliai ir daugelis grafinių redaktorių leidžia jums ištaisyti iškraipymus apdorojant nuotraukas, o daugelis šiuolaikinių fotoaparatų tai daro patys fotografavimo metu. Tinkamo profilio objektyvo korekcijos programinė įranga suteikia puikių rezultatų, beveik nedarant poveikio vaizdo ryškumui.

Taip pat norėčiau pažymėti, kad praktikoje iškraipymų korekcija nereikalinga labai dažnai, nes iškraipymai plika akimi pastebimi tik tada, kai rėmo kraštuose (horizonte, pastatų sienose, kolonose) yra akivaizdžiai tiesios linijos. Scenose, kurių periferijoje nėra griežtai tiesių elementų, iškraipymas, kaip taisyklė, visiškai nepakenkia akiai..

Chromatinė aberacija

Chromatines ar spalvų aberacijas lemia šviesos sklaida. Ne paslaptis, kad optinės terpės lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos bangos ilgio. Trumpų bangos ilgių lūžio dažnis yra didesnis nei ilgų bangos ilgių, t. Objektyviniai lęšiai mėlynus spindulius laužo labiau nei raudoni. Todėl daikto vaizdai, suformuoti iš skirtingų spalvų sijų, gali nesutapti, todėl atsiranda spalvų artefaktų, kurie vadinami chromatinėmis aberacijomis..

Juodai baltoje fotografijoje chromatinės aberacijos nėra tokios pastebimos kaip spalvos, tačiau, nepaisant to, jos žymiai pablogina net juodai baltų vaizdų ryškumą..

Yra du pagrindiniai chromatinių aberacijų tipai: padėties chromatizmas (išilginė chromatinė aberacija) ir padidinimo chromatizmas (chromatinis padidinimo skirtumas). Savo ruožtu kiekviena iš chromatinių aberacijų gali būti pirminė arba antrinė. Taip pat chromatinės aberacijos apima chromatinius geometrinių aberacijų skirtumus, t. skirtingo stiprumo monochromatinės aberacijos skirtingiems bangos ilgiams.

Padėties chromatizmas

Padėties chromatizmas arba išilginė chromatinė aberacija įvyksta, kai skirtingo bangos ilgio šviesos pluoštai yra sutelkti skirtingose ​​plokštumose. Kitaip tariant, mėlyni spinduliai sutelkti arčiau galinės objektyvo pagrindinės plokštumos, o raudoni - toliau nei žali, t. priekinis židinys stebimas mėlynai, o galinis - raudonai.

Mūsų laimei, mes išmokome taisyti padėties chromatizmą dar XVIII a. derinant surinkimo ir difuzijos lęšius, pagamintus iš skirtingų lūžio rodiklių akinių. Dėl to titnago (surinkimo) lęšio išilginę chromatinę aberaciją kompensuoja vainiko (difuzinio) lęšio aberacija, o viename taške galima sutelkti skirtingo bangos ilgio šviesos spindulius..

Padėties chromatizmo korekcija.

Lęšiai, kuriuose koreguojamas padėties spalvingumas, vadinami achromatiniais. Beveik visi šiuolaikiniai lęšiai yra achromatai, todėl šiandien galite drąsiai pamiršti apie padėties chromatizmą.

Padidinkite chromatizmą

Didinimo chromatizmas atsiranda dėl to, kad linijinis lęšio padidinimas skirtingoms spalvoms skiriasi. Todėl skirtingų bangos ilgių pluoštų atvaizdai yra šiek tiek skirtingi. Kadangi skirtingų spalvų vaizdai yra nukreipti į optinę lęšio ašį, kadro centre nėra padidinimo spalvų, bet jis padidėja link jo kraštų..

Didinimo chromatizmas vaizdo periferijoje pasirodo kaip spalvota riba aplink objektus su aštriais kontrastingais kraštais, pavyzdžiui, tamsios medžio šakos prieš ryškų dangų. Vietovėse, kur tokių objektų nėra, spalvotos kraštinės gali ir nebūti, tačiau bendras aštrumas vis tiek sumažėja..

Kuriant lęšį, didinimo chromatizmą yra daug sunkiau ištaisyti nei padėties chromatizmą, todėl daugelyje lęšių ši aberacija gali būti pastebima vienu ar kitu laipsniu. Tai ypač pasakytina apie didelės galios priartinimo lęšius, ypač esant plačiam kampui..

Tačiau padidinimo chromatizmas šiandien nesukelia susirūpinimo, nes jį lengvai galima ištaisyti programine įranga. Visi geri RAW keitikliai gali automatiškai pašalinti chromatinę aberaciją. Be to, fotografuojant JPEG formatu vis daugiau skaitmeninių fotoaparatų turi aberacijos korekciją. Tai reiškia, kad daugelis objektyvų, kurie praeityje buvo laikomi vidutinybėmis, dabar gali suteikti deramą vaizdo kokybę su skaitmeniniais ramentais..

Šis nuotraukos fragmentas iliustruoja didinimo chromatizmą. Užveskite pelės žymeklį virš, kad palygintumėte su programinės įrangos peržiūra.

Pirminės ir antrinės chromatinės aberacijos

Chromatinės aberacijos klasifikuojamos kaip pirminės ir antrinės..

Pirminės chromatinės aberacijos yra chromatizmai savo pradine nekoreguota forma, kurią sukelia skirtingo laipsnio skirtingų spalvų spindulių lūžis. Pirminių aberacijų artefaktai nuspalvinti kraštutinėmis spektro spalvomis - mėlynai violetine ir raudona.

Tikslinant chromatines aberacijas, pašalinamas chromatinis skirtumas spektro kraštuose, t. mėlynos ir raudonos sijos pradeda fokusuotis viename taške, kuris, deja, gali nesutapti su žaliųjų sijų fokusavimo tašku. Šiuo atveju atsiranda antrinis spektras, nes chromatinis skirtumas tarp pirminio spektro vidurio (žalieji spinduliai) ir jo sujungtų kraštų (mėlyni ir raudoni spinduliai) lieka nepanaikintas. Tai yra antriniai nukrypimai, kurių artefaktai yra žalios ir purpurinės spalvos..

Kalbėdami apie šiuolaikinių achromatinių lęšių chromatines aberacijas, didžiąja dalimi atvejų jie reiškia būtent antrinį didinimo chromatizmą ir tik jį. Apochromatai, t.y. lęšius, visiškai pašalinančius tiek pirmines, tiek antrines chromatines aberacijas, yra ypač sunku gaminti ir vargu ar jie kada nors taps pagrindiniais.

Sferochromatizmas

Sferochromatizmas yra vienintelis geometrinių aberacijų chromatinio skirtumo pavyzdys, kurį verta paminėti ir kuris atrodo kaip subtilus nefokusuotų sričių su kraštutinėmis antrinio spektro spalvomis dažymas..

Sferochromatizmas atsiranda dėl to, kad aukščiau aptarta sferinė aberacija retai būna vienodai koreguojama skirtingų spalvų spinduliams. Todėl priekiniame plane esančios neryškios dėmės gali būti šiek tiek purpurinės, o fonas - žalias. Sferochromatizmas labiausiai būdingas didelės diafragmos ilgo židinio lęšiams, kai fotografuojama plačia atvira diafragma.

Dėl ko jaudintis?

Nesijaudink. Viskas, ką turėtumėte nerimauti dėl savo objektyvų dizainerių, tikriausiai jau jaudino.

Idealių lęšių nėra, nes kai kurių nukrypimų korekcija lemia kitų padidėjimą, o objektyvo dizaineris, kaip taisyklė, bando rasti pagrįstą kompromisą tarp jo savybių. Šiuolaikiniuose priartinimuose jau yra dvidešimt elementų, ir jūs neturėtumėte jų per daug apsunkinti..

Kūrėjai labai sėkmingai ištaiso visas nusikalstamas aberacijas, o likusias lengva sutvarkyti. Jei jūsų objektyvas turi tam tikrų silpnybių (ir tokių yra daugiausiai), išmokite juos apeiti savo darbe. Sferinė aberacija, koma, astigmatizmas ir jų chromatiniai skirtumai sumažėja, kai objektyvas yra diafragminas (žr. „Optimalios diafragmos pasirinkimas“). Apdorojant nuotraukas pašalinami padidinimo iškraipymai ir chromatizmas. Vaizdo lauko kreivumas reikalauja papildomo dėmesio fokusuojant, tačiau taip pat nėra mirtinas.

Kitaip tariant, užuot kaltinęs įrangą dėl netobulumo, fotografas mėgėjas turėtų verčiau pradėti tobulėti, nuodugniai išstudijavęs savo įrankius ir naudodamasis jais pagal jų nuopelnus ir trūkumus..

Ačiū, už dėmesį!

Paskelbti scenarijų

Jei straipsnis pasirodė jums naudingas ir informatyvus, galite maloniai paremti projektą prisidėdami prie jo kūrimo. Jei straipsnis jums nepatiko, bet turite minčių, kaip jį pagerinti, jūsų kritika bus priimta ne mažiau dėkingai..

Atminkite, kad šis straipsnis yra saugomas autorių teisių. Spausdinimas ir citavimas leidžiami, jei yra galiojanti nuoroda į šaltinį, o naudojamas tekstas neturėtų būti iškraipytas ar jokiu būdu modifikuotas.

Defokusavimas

Įlinkio kampas priklauso nuo pluošto galios ir terpės skersinio judėjimo greičio. Žiniasklaidoje, kurios lūžio rodiklis mažėja didėjant intensyvumui, vyksta priešingas reiškinys - šviesos pluoštų fokusavimas (netiesinis spindulių plitimas).

Dažniausias yra terminis defokusavimas, kurį sukelia lūžio rodiklio sumažėjimas dėl medžiagos išsiplėtimo, kai ji kaitinama šviesa..

Savęs fokusavimas ir defokusavimas stebimas atliekant eksperimentus su lazerio spinduliuote, einančia per kondensuotas ir dujines terpes (įskaitant orą ir plazmą). Lit.: Akhmanov S.

Defokusavimas. Sferinis 3 eilės nukrypimas. Koma ir neisoplanatizmas (1 puslapis iš 2)

BALTARUSIJOS VALSTYBĖS INFORMATIKOS IR RADIJO ELEKTRONIKOS UNIVERSITETAS

„Defokusavimas. Sferinis 3 eilės nukrypimas. Koma ir neoplanatizmas “

Nukreipkite dėmesį

Defokusavimas nesukelia pluošto homocentriškumo pažeidimo (1 pav.), O tik parodo išilginį vaizdo plokštumos poslinkį.

1 paveikslas. Defokusavimas

Nukreipiant fokusavimą, visi optinės sistemos išvesties pluoštai susikerta viename taške, bet ne idealaus vaizdo taške. Todėl defokusavimo atveju išilginė aberacija yra pastovi visiems spinduliams (visiems vyzdžio taškams):

Jei nėra fokusavimo, tada vaizdo plokštuma sutampa su Gauso plokštuma (idealaus vaizdo plokštuma). Norėdami atsikratyti fokusavimo, jums tereikia atitinkamai perkelti vaizdo plokštumą..

Analizuojant optinių sistemų nukrypimus, įprasta statyti skersinių, išilginių ir banginių aberacijų priklausomybės nuo vyzdžio koordinačių grafikus. Jei optinėje sistemoje yra tik fokusavimas, šie grafikai atrodys taip, kaip parodyta 2 paveiksle.

2 paveikslas - defokusavimo aberacijų grafikai

Sferinė aberacija 3 eilė

Sferinė aberacija lemia tai, kad spinduliai, sklindantys iš ašinio objekto taško, nesikerta viename taške, formuodami sklaidos ratą idealaus vaizdo plokštumoje (3 pav.). Jį turi visi lęšiai su sferiniais paviršiais. Norėdami jį pašalinti, paviršius turi būti nesferiniai. 3-iosios eilės sferinis nukrypimas dar vadinamas pirminiu sferiniu nukrypimu..

3 paveikslas. Sferinė aberacija

Šiuo atveju išilgines ir skersines aberacijas lemia posakiai:

Paprastuose pozityviuose lęšiuose 3-iosios eilės sferinis nukrypimas yra neigiamas, o neigiamuose - teigiamas. Bangų, išilginių ir skersinių aberacijų grafikai trečios eilės sferinės aberacijos atveju parodyti 4 pav..

4 paveikslas - 3-iojo laipsnio sferinės aberacijos aberacijų grafikai

Sferinė aberacija 5 tvarka

Pagal spindulių pluošto homocentriškumo iškraipymo pobūdį 5 laipsnio sferinė aberacija yra visiškai analogiška 3 laipsnio sferinei aberacijai, tik ji turi aukštesnę kreivių tvarką skersinių ir išilginių aberacijų grafikuose..

Sudėtingose ​​sistemose 3 ir 5 laipsnių sferiniai nukrypimai turi skirtingus ženklus ir gali vienas kitą kompensuoti. 5 paveiksle parodyta diafragmos pluošto 3 ir 5 laipsnių sferinės aberacijos optimalios korekcijos diagrama.

5 paveikslas. 3 ir 5 įsakymų sferinės aberacijos abipusis kompensavimas

Tačiau sferinio 3 ir 5 laipsnių nukrypimo atveju tai gali būti taip, kaip parodyta 6 pav.: A) - nukrypimas yra „nepakankamai pataisytas“, b) - nukrypimas yra „per daug pataisytas“..

6 paveikslas. Sferinės aberacijos korekcijos grafikai.

Kadangi išilginį fokusavimą lengva valdyti judinant vaizdo plokštumą, tada, derinant sferinę aberaciją ir fokusavimą, galima pasirinkti geriausią vaizdo padėtį minimalaus pagrindinio sferinės aberacijos pluošto požiūriu. Visų pirma, norint gauti 3 laipsnių sferinę aberaciją, naudojant išraiškas (4), (5), galima apskaičiuoti vaizdo padėtį, kurioje sklaidos apskritimas yra minimalus. Šiuo atveju išilginis vaizdo poslinkis yra 3/4 diafragmos pluošto išilginės aberacijos..

Iš graikų kalbos: kωμα - uodega, plaukų bandelė.

Koma pasirodo, kai objekto taškas yra pasislinkęs nuo ašies. Koma pridedama prie kitų nukrypimų (pavyzdžiui, prie sferinių), tačiau mes tai apsvarstysime atskirai nuo kitų nukrypimų (7 pav.).

7 paveikslas - Sijos struktūra esant komai.

Pirmajame derinyje koma yra tiesiogiai proporcinga objekto poslinkiui nuo ašies. Jei poslinkis lygus nuliui, tada koma lygi nuliui. Taigi, skersinė aberacija esant komai yra tiesiogiai proporcinga objekto dydžiui:

kur d yra proporcingumo koeficientas, lemiantis optinės sistemos aberacijos korekcijos kokybę (kuo mažesnė d, tuo geresnė optinė sistema).

Bangos aberacijos serijinis išplėtimas esant 3 ir 5 laipsnių komai:

Šoninių nukrypimų išraiška atrodys taip:

Skersinių komos aberacijų aprašymas skiriasi dienovidinio ir sagitalinio pjūvio metu. Meridiano skyriuje

Sagitaliniame pjūvyje

8 paveiksle parodyti skersinės aberacijos diagramos trečios eilės komai dienovidinio ir sagitalinio pjūviuose. Grafikų kreivės turi tą pačią formą, tačiau dienovidinėje dalyje vertė

8 paveikslas. Skersinės aberacijos 3 laipsnio komoje

Norėdami geriau suprasti skersinių aberacijų struktūrą komoje, apsvarstykite taškinę spindulių diagramą. Mes padalijame mokinį į vienodų sričių rinkinį ir atsižvelgiame į spindulius, einančius per šių sričių centrus (9.a pav.). Gauname vaizdą, kuriame spinduliai yra tolygiai pasiskirstę po mokinį. Šių spindulių susikirtimo su vaizdo plokštuma taškai sudaro taškų diagramą (9.b pav.).

9 paveikslas - sklaidos diagrama

Koma ir neisoplanatizmas

Neisoplanatizmo pavadinime yra graikiškų žodžių šaknys: isos - tas pats, lygus, planeta - klajojantis kūnas.

Izoplanatizmas (vienodai klaidinantis) - šalia optinės sistemos ašies nėra komos, tačiau yra sferinė aberacija (skirtingų objekto taškų vaizdas bus vienodai blogas).

Aplanatizmas - nėra komos, nėra sferinės aberacijos (idealus yra skirtingų objekto taškų vaizdas). Aplanatizmą galima atlikti tik kai kuriai objekto daliai, pavyzdžiui, šalia ašies.

Galimą komos dydį galima įvertinti nepajudinant taško nuo ašies, jei kiekybiškai įvertinsime neisoplanatizmą. Toks vertinimas yra įmanomas, jei naudosime aplanatizmo ir izoplanatizmo sąlygas.

Abbe sinusų dėsnis (aplanatinė sąlyga):

Jei ši sąlyga tenkinama visiems spinduliams, komos ar sferinės aberacijos nėra.

Jei yra sferinė aberacija, tada vietoj aplanatizmo sąlygos naudojama panaši sąlyga - izoplanatizmo sąlyga:

Paveikslėlis: 10 parodo dviejų sąlygų apibrėžimo skirtumą - Abbe sinusų būklė ir izoplanatizmo būklė.

10 paveikslas. Spindulio kampai, naudojami aplanatizmo ir izoplanatizmo sąlygomis.

Jei izoplanatizmo sąlyga bus įvykdyta, tada šalia centro taško nebus komos. Santykinį nukrypimą nuo izoplanatizmo (vadinamojo komos mato) lemia tokia išraiška:

Šoninė 3 taškų komos aberacija dėl vaizdo taško su koordinatėmis

1. Bėgikai B.N., Zakaznovas N.P. ir kita optinių sistemų teorija. - M.: mechanikos inžinerija, 2004 m

2. Zakaznovo NP Taikomoji optika. - M.: mechanikos inžinerija, 2000 m

3. Dubovik A.S. Taikomoji optika. - M.: Nedra, 2002 m

4. Nagibina I.M. Taikomoji fizinė optika. Vadovėlis. - M.: Aukštoji mokykla, 2002 m

Nukreipkite dėmesį

Defokusavimas nesukelia pluošto homocentriškumo pažeidimo (8.2.1 pav.), O tik parodo išilginį vaizdo plokštumos poslinkį.

8.2.1 pav. Nukreipkite dėmesį.

Nukreipiant fokusavimą, visi optinės sistemos išvesties pluoštai susikerta viename taške, bet ne idealaus vaizdo taške. Todėl defokusavimo atveju išilginė aberacija yra pastovi visiems spinduliams (visiems vyzdžio taškams):

Jei nėra fokusavimo, tada vaizdo plokštuma sutampa su Gauso plokštuma (idealaus vaizdo plokštuma). Norėdami atsikratyti fokusavimo, jums tereikia atitinkamai perkelti vaizdo plokštumą..

Pridėjimo data: 2015-06-17; peržiūros: 653; UŽSAKYTI RAŠYMO DARBĄ

Didžioji naftos ir dujų enciklopedija

Nukreipkite dėmesį

Antrosios priežasties sukeltą fokusavimą yra daug sunkiau sureguliuoti, ypač deflektoriaus išėjimo gale. Taigi krašto fokusavimas linkęs sukelti apskrito pluošto astigmatizmą. [2]

Defokusavimas pakreipus mėginį lemia linijos sutepimą, o tai sumažina difrakcijos kampo nustatymo tikslumą. [3]

Objektyvo defokusavimo efektą lengva nustatyti. [4]

Jei dienovidinis defokusavimas, atitinkantis ekvivalentą (6 - 32), palyginkite lusoscho sferoidus, kuriuos riboja ferodefokusavimo dydis nukreipiančiojo įtaiso romagaito laikiklio sagitalinėje plokštumoje, kaip nurodyta aukščiau, tada pirmasis pasirodys, kad dauguma šių sferoidinių tūrių yra silpnesni. Taigi krašto sumažinimas yra už vamzdžio gerklės ribų, o fokusavimas pasiekiamas todėl, kad, atsižvelgiant į deformaciją, ši dviejų efektų pusiausvyra nebus didesnė. [penki]

Kai fokusavimas yra kompensuojamas perkėlimo judesiu tiesia linija (82 pav., C) pagal įstatymą, nustatytą pagal formulę (VI.46), grotelės poslinkis darbinio bangos ilgio diapazone L: & 2 7 mm. [6]

Šio tipo defokusavimas nukreipiant vyksta net visiškai vienodame lauke. Šis defokusavimas įvyksta dėl to, kad elektronų trajektorijos tam tikroje srityje yra apskritos. Šis defokusavimas veikia sijas ir dienovidinio plokštumą ir neturi įtakos sagitalinės plokštumos spinduliams. [8]

Defokuso kontrastas yra fazinis kontrastas, turintis bendrą formą; tai ypač pasakytina apie elektroninę mikroskopiją. Gerai žinomas eksperimentinis faktas, kad kontrastas yra minimalus šalia tikslaus fokusavimo. Jis atsiranda, kai fokusuojamasi, ir pereina per fokusą (pakeičia ženklą). [devyni]

Gautas fokusavimas kompensuojamas perkeliant groteles atstumu x g (I - cos p) arba apytiksliai. [dešimt]

Be to, pluošto defokusavimas, atsirandantis dėl įlinkio ar jį lydint, padidėja (didėjant pluošto deformacijos kampui greičiau naudojant elektrostatinį nei pci magnetinį nukrypimą. [12]

Tokiu atveju efektyvus defokusavimas išnyksta. Geometrinės optikos aproksimacijoje vaizdas yra tobulas. [trylika]

Siekiant sumažinti fokusavimo efektą, sija suspaudžiama statmenai sukimosi ašiai. Pasukus per kampą o), linija įrašoma įprastu F-2 F nuskaitymu. [penkiolika]