Кратка дискусия на основните дефекти, ограничаващи работата на микроскопа
Поради дефекти в лещата, всички диаграми на идеалния оптичен път трябва да бъдат коригирани. Тези дефекти ограничават разделителната способност на микроскопа, но парадоксално, те помагат да се получи по-добра дълбочина на фокус и дълбочина на рязкост от микроскопа.
При параксиални условия, т.е. когато електрони с малък ъгъл между тяхната траектория и оптичната ос участват в изобразяването, всички точки от една и съща равнина на обекта ще бъдат изобразени в равнина на изображение на Гаус с единични стойности и без деформация. В действителност обаче електроните, участващи в изобразяването, не отговарят напълно на теоретично зададените параксиални условия и полученото изображение на обекта може да бъде замъглено или изкривено.
Понастоящем има много дефекти в лещите и всички дефекти могат да се наблюдават в изображения или дифракционни модели. На практика обаче повечето хора не трябва да имат цялостно разбиране за тях. Тук ще представим основните ограничения на работата на микроскопа, включително сферична аберация, хроматична аберация и астигматизъм.
1. Топкова разлика
Тъй като терминът аберация беше споменат за първи път в основните оптични компоненти на телескопа Хъбъл, употребата му стана по-честа. Този дефект е причинен от неравномерния ефект на полето на лещата върху лъчите извън-ос. За електромагнитните лещи, колкото по-далеч са електроните от оста, толкова повече се отклоняват, което води до образуването на диск с определен размер, след като точковият обект се пречупи. Това ограничава възможността за увеличаване на детайлите на обекта, тъй като детайлите се намаляват по време на процеса на изобразяване.
Ефектът от сферичната аберация е показан на следващата фигура, където точков като обект P формира изображение върху гаусовата равнина P. Това не изглежда като точка две, това е централна ярка област с висок-интензитет със заобикалящ ореол.
Сферичната аберация е най-важният фактор в лещата на обектива, защото намалява качеството на TEM изображенията, а всички други лещи увеличават грешките, които създава. Сферичната аберация е еднакво вредна при фокусиращите огледала на AEM и STEM, като и двете изискват големи токове на възбуждане, за да образуват най-малкото петно от електронен лъч. Функционалността, която всички форми на ТЕМ могат да постигнат при границата на разделителната способност, е почти ограничена от сферичната аберация, поради което хората са толкова развълнувани от възможността да коригират сферичната аберация.
