Mikroskop Performansını Sınırlayan Ana Kusurlar Üzerine Kısa Bir Tartışma
Lensteki kusurlardan dolayı tüm ideal optik yol diyagramlarının düzeltilmesi gerekir. Bu kusurlar mikroskobun çözünürlüğünü sınırlar, ancak paradoksal olarak mikroskoptan daha iyi odak derinliği ve alan derinliği elde edilmesine yardımcı olurlar.
Paraksiyel koşullar altında, yani yörüngeleri ile optik eksen arasında küçük bir açıya sahip elektronlar görüntülemeye katıldığında, aynı nesne düzlemindeki tüm noktalar Gauss görüntü düzleminde tek değerlerle ve deformasyon olmadan görüntülenecektir. Ancak gerçekte görüntülemeye katılan elektronlar teorik olarak belirlenen paraksiyal koşulları tam olarak karşılamaz ve ortaya çıkan nesne görüntüsü bulanık veya bozuk olabilir.
Günümüzde merceklerde pek çok kusur bulunmaktadır ve tüm kusurlar görüntülerde veya kırınım desenlerinde gözlemlenebilmektedir. Ancak pratikte çoğu insanın bunları kapsamlı bir şekilde anlamasına gerek yoktur. Burada, küresel sapma, renk sapması ve astigmatizm dahil olmak üzere mikroskop performansının ana sınırlamalarını tanıtacağız.
1. Top farkı
Sapma terimi ilk kez Hubble Teleskobu'nun ana optik bileşenlerinde geçtiğinden beri kullanımı daha sık hale geldi. Bu kusur, mercek alanının eksen dışı ışınlar üzerindeki eşit olmayan etkisinden kaynaklanır-. Elektromanyetik merceklerde elektronlar eksenden ne kadar uzaktaysa o kadar fazla saparlar, bu da nokta benzeri nesne kırıldıktan sonra belirli büyüklükte bir disk oluşmasına neden olur. Bu, görüntüleme işlemi sırasında ayrıntılar azaltıldığı için nesnenin ayrıntılarını büyütme yeteneğini sınırlar.
Küresel sapmanın etkisi, P nesnesi gibi bir noktanın Gauss düzlemi P üzerinde bir görüntü oluşturduğu aşağıdaki şekilde gösterilmektedir. Bu, ikinci noktaya benzemiyor, etrafını çevreleyen bir haleye sahip, yüksek-yoğunluklu bir merkezi parlak alandır.
Küresel sapma objektif lenslerde en önemli faktördür çünkü TEM görüntülerinin kalitesini düşürür ve diğer tüm lensler ürettiği hataları büyütür. Top sapması, her ikisi de en küçük elektron ışın noktasını oluşturmak için büyük uyarma akımları gerektiren AEM ve STEM'in odaklama aynalarında eşit derecede zararlıdır. Tüm TEM biçimlerinin çözünürlük sınırında elde edebileceği işlevsellik küresel sapma nedeniyle neredeyse sınırlıdır, bu nedenle insanlar küresel sapmayı düzeltebilme konusunda bu kadar heyecanlıdır.
