Lyhyt keskustelu tärkeimmistä mikroskoopin suorituskykyä rajoittavista vioista
Linssin vioista johtuen kaikki ihanteelliset optiset polkukaaviot on korjattava. Nämä viat rajoittavat mikroskoopin resoluutiota, mutta paradoksaalisesti ne auttavat saamaan mikroskoopista paremman tarkennuksen ja syväterävyyden.
Paraksiaalisissa olosuhteissa, eli kun elektronit, joiden liikeradan ja optisen akselin välinen kulma on pieni, osallistuvat kuvantamiseen, kaikki samalla objektitasolla olevat pisteet kuvataan Gaussin kuvatasolla yksittäisillä arvoilla ja ilman muodonmuutoksia. Todellisuudessa kuvantamiseen osallistuvat elektronit eivät kuitenkaan täysin täytä teoreettisesti asetettuja paraksiaalisia ehtoja, ja tuloksena oleva kohdekuva voi olla epäselvä tai vääristynyt.
Tällä hetkellä linsseissä on monia vikoja, ja kaikki viat voidaan havaita kuvissa tai diffraktiokuvoissa. Käytännössä useimpien ihmisten ei kuitenkaan tarvitse olla kattavaa ymmärrystä niistä. Tässä esittelemme mikroskoopin suorituskyvyn tärkeimmät rajoitukset, mukaan lukien pallopoikkeama, kromaattinen poikkeama ja astigmatismi.
1. Pallon ero
Siitä lähtien, kun termi aberraatio mainittiin ensimmäisen kerran Hubble-teleskoopin optisissa pääkomponenteissa, sen käyttö on yleistynyt. Tämä vika johtuu linssikentän epätasaisesta vaikutuksesta off{1}}akselin säteisiin. Sähkömagneettisissa linsseissä mitä kauempana elektronit ovat akselista, sitä enemmän ne taipuvat, mikä johtaa tietyn kokoisen levyn muodostumiseen pistemäisen kohteen taittuessa. Tämä rajoittaa mahdollisuutta suurentaa kohteen yksityiskohtia, koska yksityiskohdat vähenevät kuvantamisen aikana.
Pallopoikkeaman vaikutus on esitetty seuraavassa kuvassa, jossa pisteen kaltainen kohde P muodostaa kuvan Gaussin tasolle P. Tämä ei näytä pisteeltä kaksi, se on korkean-intensiteetin keskuskirkas alue, jota ympäröi halo.
Pallopoikkeama on objektiivin tärkein tekijä, koska se heikentää TEM-kuvien laatua ja kaikki muut linssit lisäävät aiheuttamiaan virheitä. Pallopoikkeama on yhtä haitallista AEM:n ja STEM:n tarkennuspeileissä, jotka molemmat vaativat suuria viritysvirtoja muodostaakseen pienimmän elektronisuihkupisteen. Kaikkien TEM-muotojen toiminnallisuutta resoluutiorajalla rajoittaa melkein pallopoikkeama, minkä vuoksi ihmiset ovat niin innoissaan pystyessään korjaamaan pallopoikkeaman.
