Thảo luận ngắn gọn về các khiếm khuyết chính hạn chế hiệu suất của kính hiển vi
Do các khiếm khuyết trong thấu kính, tất cả các sơ đồ đường quang lý tưởng đều phải được sửa lại. Những khiếm khuyết này hạn chế độ phân giải của kính hiển vi, nhưng nghịch lý thay, chúng lại giúp thu được độ sâu tiêu cự và độ sâu trường ảnh tốt hơn từ kính hiển vi.
Trong điều kiện đồng trục, nghĩa là khi các electron có góc nhỏ giữa quỹ đạo của chúng và trục quang tham gia chụp ảnh, tất cả các điểm trên cùng một mặt phẳng vật thể sẽ được chụp ảnh trên mặt phẳng ảnh Gaussian với các giá trị đơn và không bị biến dạng. Tuy nhiên, trên thực tế, các electron tham gia chụp ảnh không đáp ứng đầy đủ các điều kiện đồng trục đặt ra trên lý thuyết và hình ảnh vật thể thu được có thể bị mờ hoặc méo.
Hiện nay, có rất nhiều khuyết tật ở thấu kính và tất cả các khuyết tật đều có thể được quan sát thấy trong hình ảnh hoặc mô hình nhiễu xạ. Tuy nhiên, trong thực tế, hầu hết mọi người không cần phải có sự hiểu biết toàn diện về chúng. Ở đây, chúng tôi sẽ giới thiệu những hạn chế chính về hiệu suất của kính hiển vi, bao gồm quang sai cầu, quang sai màu và loạn thị.
1. Chênh lệch bóng
Do thuật ngữ quang sai lần đầu tiên được đề cập trong các bộ phận quang học chính của Kính thiên văn Hubble nên việc sử dụng nó trở nên thường xuyên hơn. Khiếm khuyết này là do hiệu ứng không đồng đều của trường thấu kính đối với các tia-trục lệch. Đối với thấu kính điện từ, các electron càng ở xa trục thì chúng càng bị lệch, dẫn đến hình thành một đĩa có kích thước nhất định sau điểm khúc xạ. Điều này hạn chế khả năng phóng to các chi tiết của vật thể, vì các chi tiết bị giảm đi trong quá trình chụp ảnh.
Hiệu ứng quang sai hình cầu được thể hiện trong hình sau, trong đó một điểm giống như vật P tạo thành một hình ảnh trên mặt phẳng Gaussian P. Hình này không giống như một dấu chấm hai mà là một vùng sáng trung tâm có cường độ-cao với quầng sáng xung quanh.
Quang sai hình cầu là yếu tố quan trọng nhất trong vật kính vì nó làm giảm chất lượng hình ảnh TEM và tất cả các thấu kính khác sẽ phóng đại các lỗi mà nó tạo ra. Quang sai bóng cũng có hại như nhau trong gương lấy nét của AEM và STEM, cả hai đều yêu cầu dòng điện kích thích lớn để tạo thành điểm chùm tia điện tử nhỏ nhất. Chức năng mà tất cả các dạng TEM có thể đạt được ở giới hạn độ phân giải hầu như bị hạn chế bởi quang sai cầu, đó là lý do tại sao mọi người rất hào hứng với việc có thể sửa quang sai cầu.
