Туторіал: калькулятор глибини різкості об’єктива

188
Туторіал: калькулятор глибини різкості об’єктива

Компанія Nikon створила інтерактивний посібник, що дозволяє визначити приблизну глибину різкості для типових об’єктивів Nikon. Користувачі мають можливість вибирати об’єктив з поточної лінійки CFI60 з корекцією на нескінченність та функцію корекції аберації.

Як користуватися?

  1. Спочатку виберіть відповідний об’єктив зі запропонованого списку. Цей список охоплює всі об’єктиви Nikon із серії ахроматів, план-ахроматів, план-флюориту та план-апохроматів. Також включено кілька спеціальних об’єктів. 
  2. Далі скористайтеся повзунком Choose, щоб змінити відстань (від 4 до 24 мікрон), яку може розрізняти детектор, розміщений у площині зображення об’єктива мікроскопа.

При великих числових апертурах мікроскопа глибина різкості визначається в основному довжиною хвилі, тоді як при менших числових апертурах домінує геометричне оптичне коло нерізкості. Використовуючи різні критерії для визначення того, коли зображення стає неприйнятно різким, декілька авторів запропонували різні формули для опису глибини різкості в мікроскопі. Загальна глибина різкості визначається сумою хвилі та геометричної оптичної глибини поля як:

Де d(tot) — це глибина різкості, λ — довжина хвилі світла, n — показник заломлення середовища (зазвичай повітря (1,000) або імерсійного масла (1,515)) між покривним скельцем і елементом передньої лінзи об’єктива, і NA —  числова апертура об’єктива. Змінна e — це найменша відстань, яка може бути розпізнана детектором, розміщеним у площині зображення об’єктива мікроскопа, латеральне збільшення якого дорівнює М. Використовуючи це рівняння, глибина різкості (d(tot)) і довжина хвилі (λ) повинні бути виражені в аналогічних одиницях. Наприклад, якщо d(tot) потрібно обчислити в мікрометрах, λ також має бути сформульовано в мікрометрах (червоне світло 700 нанометрів вводиться в рівняння як 0,7 мікрометра). Зауважте, що обмежена дифракцією глибина різкості (перший член у рівнянні) зменшується обернено квадрату числової апертури, тоді як латеральна роздільна здатності зменшується обернено пропорційно першому степеню числової апертури. Таким чином, осьова роздільна здатність та товщина оптичних секцій, які можна досягти, залежать від числової апертури системи набагато більше, ніж латеральна роздільна здатність мікроскопа.

З оригінальною статтею можна ознайомитися за посиланням.