奧林巴斯顯微鏡艾里模式和瑞利判據
奧林巴斯顯微鏡艾里模式和瑞利判據
通風的衍射圖案的大小和其相應的徑向強度分布函數①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，以物鏡和聚光鏡的數值孔徑的組合⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，以及照明光（當單色光用來照亮試樣）的波長敏感ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。為具有均勻的圓形孔的良好校正的物鏡⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，兩個相鄰點都只是解決了當其通風模式的中心由一個*小距離（D）等于所述中心盤在艾里圖案的半徑（r）分開㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。
本教程將探討如何艾里斑的大小❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，在光學分辨率的極限⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，隨在物鏡的數值孔徑的變化（NA）和光照波長✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，而這些變化是如何影響物鏡的分辨率（R）（對R值越低表明越來越多分辨率）❣❦❧♡۵。教程初始化一個與波長滑塊設置為528納米的可見光譜的綠色區域⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。還初始化時☈⊙☉℃℉❅，虛擬數值孔徑滑塊設置為0.16的值✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，這兩個艾里圖案通過4.3微米的距離（D）分開㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。下方的滑塊是實時計算根據阿貝衍射理論與調整滑塊改變分辨率⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。以上所述滑塊是一個模擬的照明錐體變得更寬或更窄的數值孔徑變化☈⊙☉℃℉❅。光錐的大小將與數值孔徑（在固定的波長）增加和產生的艾里磁盤（和增加的分辨率）的大小相應減小☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。在波長為固定的數值孔徑的減小會導致在艾里圖案尺寸的減小㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
要操作的教程㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，使用左側的波長滑塊來調整照明的波長☾☽❄☃。如該值降低時☾☽❄☃，注意如何艾里斑的大小減小（和第（r）的增大）ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。的數值孔徑滑塊也可以使用通過改變虛擬奧林巴斯顯微鏡物鏡的數值孔徑進行調整艾里圖案尺寸ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。作為艾里圖案互相接近☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，通過調節分離的距離拉頭⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，它們*終到達瑞利準則的限制分離（下面討論）中✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，接著麻雀限制ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。這個教程假設虛擬物鏡是完全自由的像差☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，該艾里圖案是相同的亮度❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，并且通過圓形孔由試樣產生的單元的衍射圖案⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，其實是一個艾里斑㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。通風模式由透鏡像差或非標準孔徑條件下修飾以替代衍射圖案ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。
在光學顯微鏡下的對象或者是自發光或受光的形式艾里圖案在中間像平面是一個大角度的錐照射語無倫次和不互相干擾①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。這允許相鄰的艾里圖案之間的*小間隔距離的確定通過檢查的總強度分布（強度之和）時☾☽❄☃，這些圖案被緊密間隔或重疊的❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。在艾里圖案所產生的情況下❣❦❧♡۵，相干照明ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，*小間隔距離必須通過添加圖案的振幅❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，而不是它們的強度而確 定①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
當分離距離（D）相鄰的艾里圖案之間大于所述中心盤半徑（r）時♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，強度之和產生兩個單獨的峰ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。因為磁盤相互接近☾☽❄☃，分開的距離達到一個值等于該中心盤半徑♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，被稱為瑞利準則的條件ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。在更近的方法中♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，分離距離小于所述中心盤半徑和兩峰的總和合并成一個單一的峰㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。在后一種情況下⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，兩個艾里圖案表示未得到解決☈⊙☉℃℉❅。
在理想的情況下❣❦❧♡۵，當物鏡是無像差⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，并提供均勻的圓形孔中❣❦❧♡۵，兩個相鄰點剛解決時✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，他們的艾里磁盤的中心都用r（中央艾里斑半徑）分隔ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。當物鏡的數值孔徑相匹配的臺下聚光鏡的㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，r為從下式確定：
其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，λ是光的以空氣為浸沒介質和波長NA（obj）是物鏡（和聚光鏡）的數值孔徑✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。根據阿貝衍射理論㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，在物鏡的數值孔徑由下式確定：
其中n是介質的分離的物鏡前透鏡和檢體的折射率㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，并且是由物鏡所捕獲的半錐光線✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。如果試樣是不自發光的✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，或當物鏡和聚光器的數值孔徑不匹配ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，則該方程為- [R由下式給出：
其中❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，所述聚光鏡（的工作數值孔徑NA（COND） ）由下式確定：
圖1示出了聚光鏡的數值孔徑對分辨率計算的影響☈⊙☉℃℉❅，并包括值⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，其中所述物鏡的數值孔徑小于聚光鏡⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。該圖繪出了聚光鏡和物鏡相對于所述*小分辨艾里圖案之間在波長為單位由物鏡孔徑除以距離（瑞利準則）的數值孔徑的比值웃유ღ♋♂。
當兩個相鄰的通風模式達到瑞利判據ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，分辨率公式簡化為：
在情況下♀☿☼☀☁☂☄，兩個相鄰的艾里模式變得彼此靠近比在瑞利準則☾☽❄☃，分離被稱為麻雀限制ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，這是由下式給出：
為間隔距離滑塊調整到移動艾里圖案更靠近在一起的教程⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，它們*終到達瑞利準則的距離⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，這是指出一個彈出教程窗口✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。在更近的方法✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，達到了麻雀的限制✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，還注意到一個彈出式窗口❣❦❧♡۵。