En kort diskussion om de vigtigste defekter, der begrænser mikroskopets ydeevne
På grund af defekter i linsen skal alle ideelle optiske vejdiagrammer korrigeres. Disse defekter begrænser mikroskopets opløsning, men paradoksalt nok er de med til at opnå bedre dybdeskarphed og dybdeskarphed fra mikroskopet.
Under paraaksiale forhold, det vil sige, når elektroner med en lille vinkel mellem deres bane og den optiske akse deltager i billeddannelsen, vil alle punkter på det samme objektplan blive afbildet på et Gaussisk billedplan med enkelte værdier og ingen deformation. Men i virkeligheden opfylder elektronerne, der deltager i billeddannelsen, ikke fuldt ud de teoretisk fastsatte paraaksiale betingelser, og det resulterende objektbillede kan være sløret eller forvrænget.
På nuværende tidspunkt er der mange defekter i linser, og alle defekter kan observeres i billeder eller diffraktionsmønstre. Men i praksis behøver de fleste ikke at have en omfattende forståelse af dem. Her vil vi introducere de vigtigste begrænsninger af mikroskopets ydeevne, herunder sfærisk aberration, kromatisk aberration og astigmatisme.
1. Boldforskel
Siden udtrykket aberration første gang blev nævnt i Hubble-teleskopets vigtigste optiske komponenter, er brugen af det blevet hyppigere. Denne defekt er forårsaget af den ujævne effekt af linsefeltet på stråler uden for-aksen. For elektromagnetiske linser gælder det, at jo længere væk elektronerne er fra aksen, jo mere afbøjes de, hvilket resulterer i dannelsen af en skive af en vis størrelse, efter at det punktlignende objekt er brudt. Dette begrænser muligheden for at forstørre objektets detaljer, da detaljerne reduceres under billeddannelsesprocessen.
Effekten af sfærisk aberration er vist i den følgende figur, hvor et punkt som objekt P danner et billede på Gauss-planet P. Dette ligner ikke en prik to, det er et centralt, lyst område med høj-intensitet med en omgivende glorie.
Sfærisk aberration er den vigtigste faktor i objektivlinsen, fordi den reducerer kvaliteten af TEM-billeder, og alle andre linser forstørrer de fejl, den producerer. Kugleaberration er lige så skadelig i fokusspejlene i AEM og STEM, som begge kræver store excitationsstrømme for at danne den mindste elektronstråleplet. Den funktionalitet, som alle former for TEM kan opnå ved opløsningsgrænsen, er næsten begrænset af sfærisk aberration, hvorfor folk er så begejstrede for at kunne korrigere sfærisk aberration.
