Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
перевернут (рис. III. 14). В схеме телевизионного микроскопа имеются две
передающие телевизионные трубки 1 и 10, работающие строго синхронно.
Бегущая точка трубки 1, ничем ие модулируемая и поэтому имеющая
постоянную яркость, изображается при помощи гомала (отрицательного оку-
ляра) 2 и микрообъектива 3 в плоскости предмета 4 в сильно уменьшенном
масштабе. Таким образом, изображение бегущей точки сканирует предмет,
обегая последовательно по строкам все точки предмета. Свет, прошедший
сквозь предмет и модулированный им, далее через конденсор 5, зеркало 6 и
коллектор 7, освещает экраичик фотоумножителя 8, превращающего световую
модуляцию в электрическую. Ток от фотоумножителя поступает в усилитель 9.
Усиленный ток используется для модуляции бегущей точки телевизионной
трубки 10, на люминесцентном экране которой получается увеличенное
изображение предмета.
Телевизионный микроскоп второго типа, представляет собой интересный
пример органического соединения оптического и электронного устройства в
одном приборе. Образование увеличенного изображения производится чисто
электронными средствами. Впрочем, качество изображения и здесь зависит в
значительной степени от качества изображения бегущей точки на плоскости
предмета. Это изображение создается гомалом 2 и объективом 3. Чем более
четко и резко изображение бегущей точки на предмете, тем выше разрешающая
способность телевизионного микроскопа.
256
На экраичике фотоумножителя 8 возникает изображение не предмета, а
апертурной диафрагмы конденсора, Поэтому экран-чик всегда освещен
равномерно, а от оптики конденсора 5 и коллектора 7 не требуется высокого
качества и отсутствия аберраций.
В последнее время по такому же принципу строятся и телевизионные
электронные микроскопы.
§ 72. Новые средства повышения разрешающей способности микроскопа
Строго говоря, устройство для фазового контраста, разработанное Цернике,
не относится к числу средств, повышающих разрешающую способность
микроскопа. Оио лишь повышает контраст для предметов, мало выделяющихся
на окружающем их ф°не. Однако следует иметь в виду, что выражение (III.
69) справедливо лишь для контраста 100%. Уменьшение контраста влечет за
собой падение разрешающей способности, а следовательно, увеличение
величины е. Поэтому средство, повышающее
контраст, служит косвенно и средством повышения разрешающей способности
для малоконтрастных предметов.
Для наблюдения слабоконтрастных микроскопических включений, отличающихся
от окружающей среды главным образом показателем преломления (оптической
плотностью), применяется устройство фазового контраста, при котором в
передней фокальной плоскости конденсора 2 (рис. III. 15) помещается
кольцеобразная диафрагма 1. В задней фокальной плоскости объектива 4
находятся фазовая пластинка 5 с кольцевым выступом. Диафрагма 1 делается
таких размеров, чтобы ее изображение, возникающее в плоскости пластинки 5
после прохождения света через конденсор 2, предмет на предметном стекле 3
и объектив 4 микроскопа, полностью покрывало фазовое кольцо пластинки 5.
Таким образом лучи света, ие отклоненные дифракцией от микроструктуры
предмета и передающие изображение фона, полностью проходят через фазовое
кольцо пластинки 5. Лучи же, рассеянные в пределах широкого конуса
благодаря дифракции на
17 в. Н. Чурнловский 674
257
микроструктуре предмета, проходят большей частью мимо фазового кольца.
Высота уступа фазового кольца выбирается таким образом, чтобы кольцо
удлиняло путь недифрагированных лучей на четверть длины волны А. света.
Поэтому фаза этих лучей меняется на 1/*я, и малокоитрастные включения
вследствие этого дают с фоном контрастную интерференцию. Однако для того,
чтобы в результате интерференции получилось контрастное изображение,
необходимо, чтобы интерферирующие пучки иеслн равное количество световой
энергии, в то время, как дифрагированные пучки значительно слабее
неотклоненных. Для выравнивания их 5 интенсивностей необходимо либо
покрыть фазовое кольцо пластинки 5 полупрозрачным слоем, отражающим 85-98
% света, либо при вакуумном напылении кольца применить вещество, " сильно
поглощающее свет.
Рассмотрим действие фазового контраста более подробно. Пусть в толще
предмета имеется . включение малых размеров и пусть показатель преломлени
я пi этого включения немного больше Рис. 111.16 показателя преломления
л окру-
жающей среды. Тогда световые колебания, прошедшие через включение,
несколько запоздают по отношению к световым колебаниям, проходящим через
предмет мнмо включения.
Известно, что монохроматические световые колебания представляются
уравнением
Si - a cos ф, (III. 88)
где Si - световой (электрический) вектор; с - амплитуда;
Ф - фаза колебаний.
Пусть уравнение (III. 88) представляет световое колебание, проходящее
через массу предмета мимо включения. На графике (рис. III. 16) это
колебание представлено синусоидой 1. Световое колебание, проходящее через
включение, представится тогда уравнением ^
