奧林巴斯顯微鏡聚焦深度和球面像差
看出⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，在顯微鏡的每個點光源的像通過光波留下一個客觀的后孔中的有限管顯微鏡（而不是目標后孔）或管透鏡在無限遠的建設性和破壞性干涉形成校正顯微鏡ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。 無像差光學系統產生一個點源的對稱衍射圖像在不同焦距的水平⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，在我們討論的軸向分辨率和景深交互的Java教程☈⊙☉℃℉❅。
教程初始化ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，以顯示從光坐落在具有1.33的折射率的樣品層的深度（d）的點源的計算點擴散函數（PSF）衍生的無像差子午截面（通常存在于水溶液）⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，以及成像與虛擬顯微鏡物鏡①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。 該試劑層深度滑塊是利用通過一系列樣品深度的變換點擴散函數ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。
對于由一個點光源所產生的艾里衍射圖案的橫向分辨率被聚焦的一個單個平面內在光學顯微鏡的中間圖像的位置來定義♀☿☼☀☁☂☄。 當物鏡的孔徑函數是不均勻的ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，或在球面像差的情況下❣❦❧♡۵，波前離開透鏡不再是球形㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，放置在聚焦在像平面上的點的中心✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。 取而代之的是㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，波前畸變和從理想的行為背離的方式☈⊙☉℃℉❅，依賴于像差和/或圖像的過濾器和所存在的光學系統中的條件的性質☈⊙☉℃℉❅。 在中間像平面⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，該點擴散函數產生一個非對稱的分布웃유ღ♋♂，其中♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，中心峰和周圍環之間的強度比被移位與后者變得更為突出♀☿☼☀☁☂☄。 這個概念是探討在上一節互動式教學球面像差在顯微鏡的物鏡✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
事實上❣❦❧♡۵，對于鏡片患有球面像差❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，點光源的衍射圖象延伸周期性上面和中間圖像平面下方成一個可擴展和向外擴散不對稱地從中心沿光軸的三維圖案ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。 沿附近使用高數值孔徑的物鏡球面像差的焦平面的顯微鏡的光學軸線截取的橫截面示于圖1中很明顯㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，衍射圖像不對稱的上方和下方精確焦點（近軸聚焦點;圖1）⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。 的剖衍射環的不對稱性可以看出⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，特別是明顯地✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，當一個點源的圖像迅速上方和下方的近軸焦點聚焦♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。 這個概念是由鏡頭檢查員和實踐顯微鏡診斷♀☿☼☀☁☂☄，甚至輕微的球形和其他像差量存在利用✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
它不是簡單的事情ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，以確定哪些是產生“*佳聚焦”的水平㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，這是很容易使人誤解的焦點的水平ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。 其結果往往導致錯誤的結論對實際樣品結構的圖像而產生ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，包括虛假高分辨率感㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。 在球面象差和/或散光的存在下⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，*大對比度可能并不指示的期望的焦點♀☿☼☀☁☂☄，可以與周期性的標本進行復合的誤差❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。 此外ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，由于球面像差而引入的失真不僅可能影響圖像質量和保真度⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，從而影響翻譯的試樣和測量ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，而且在其中的光學顯微鏡被用來減少圖像以獲得衍射共焦和其它成像模式的效率有限的照明點✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
對于試樣安裝在加拿大香脂或類似的安裝介質✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，接近蓋玻片的折射率⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，使用油浸物鏡時蓋玻片的厚度為人們首要關心的不是⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。 但是✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，對于沐浴或安裝在生理鹽水溶液或其它含水介質標本㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，介質的折射率為顯著不同于蓋玻片和球面像差可以成為顯著☈⊙☉℃℉❅。 圖2示出的變化的大小和強度分布通過圖像點（在中間像方焦平面）的增加滲透到安裝在水性介質中具有的浸油物鏡試樣㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
在圖2中ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，在強度分布的變化☈⊙☉℃℉❅，在中間像平面示為計算點擴散函數①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，示出了隨滲透到含水介質中以復消色差透鏡油浸物鏡的平面圖ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。 圖2（a）示出了在一個穿透深度的零微米的點擴散函數ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，而圖2（b）示出了分布在4微米的深度❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。 但應注意的是⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，在這些函數中的峰值強度被歸一化☾☽❄☃。 在實踐中㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，其強度將顯著減小♀☿☼☀☁☂☄，強度曲線的基變寬♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。 在水 - 蓋玻片界面✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，球面象差產生㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，該移位外圍光線的焦點上述近軸光線的*佳聚焦☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。 這引起球面像差上的圖像點的影響應予以考慮⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，因為光的假設來計算物鏡的像差校正通過顯微鏡制造商不再持有❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
為了彌補在水介質油浸目標的行為☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，廠家紛紛推出精心校正水浸物鏡✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。 雖然這些目標并不提供可與他們的油浸同行的高數值孔徑⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，他們克服像差引起的折射率的不匹配與標本沐浴在水介質中㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。 用*好的目標㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，現在有可能集中到大約200微米的水介質中ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，但仍保留優異的光學校正ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。
還可以通過產生的改性孔徑函數的球面像差⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，采用了放置其他光學元件到顯微鏡光路的對比度增強技術時尤其如此❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。 一個很好的例子是⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，微分干涉對比（DIC）的棱鏡ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，其中預定的剪切和棱鏡的數值孔徑不匹配☈⊙☉℃℉❅，該目標的意外失配ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。 可能會出現另外的問題從應力雙折射在臺下冷凝器♀☿☼☀☁☂☄，所述顯微鏡載玻片（和/或其他樣本容器）❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，或物鏡之一的存在☾☽❄☃。 在顯微鏡光路對準問題也可以修改光圈表現可需要重點通過折光組織或沒有整改的偏振鏡層❣❦❧♡۵。 檢查該光學完整性通過錐光觀察（在目標后側焦點面）⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，結合常規聚焦上面和感興趣的平面之下✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，往往能揭示了影響或者降低圖像質量的不均勻孔的來源☾☽❄☃。
現代顯微鏡的光學元件通常用于校正像差✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，以滿足一組規范的特定類光學器件的剛性⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。 然而❣❦❧♡۵，這并不繞過損壞或使用的方式①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，是不恰當的這些組件的應用程序中的目標或其他顯微鏡的鏡頭☾☽❄☃。 對于關鍵的顯微攝影㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，顯微鏡必須特別注意所有的顯微鏡組件包括目標/冷凝器組合㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，光源✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，蓋玻片厚度❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，浸泡介質❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，管長❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，而且玻璃表面整體清潔的對齊和完整性✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。 微小的水或油滴ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，涂膜⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，或氣泡在浸油⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，以及作為冷凝器或物鏡孔徑的不均勻照明웃유ღ♋♂，可以扭曲光從樣品和腐敗即使是*好的⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，以及校正后的光學顯微鏡所產生的波陣面㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。