37.部分的コヒーレント結像の考え方 7

光学設計ノーツ37.部分的コヒーレント結像の考え方 7
部顕微鏡の照明による解像力の変化
今回は、物体を照らす、顕微鏡の照明系のあり方により、コヒーレントに照明される物体領域が変化し、対物レンズによって得られる物体像の解像力が変化する様子を解説させていただく。 
光学設計と部分的なコヒーレント結像の考え方を最も顕著に結びつける部分でもある。
1.臨界照明法
物体平面上の近接した2個のピンホールを考え、それらが臨界照明法(図1)により照明される場合の、光学系(対物レンズ)による結像について、レーリーの解像限界を用いて検討してみよう。
図1に示すように、S、O、O’をそれぞれ光軸に直交して存在する光源面、コンデンサーレンズ主平面、物体平面(ピンホールが存在)とし、物体面上のピンホールをP1(X1,Y1),P2(X2,Y2)とする。一般的に物体面上における光源の像(2次光源)の大きさは、光源点の点像のエアリーディスクより遥かに大きい。
本連載35回(20)式の状態である。本連載33回で検討した如くに、この様な場合には物体面における複素コヒーレンス度は、コンデンサーレンズの射出瞳にインコヒーレントな光源が存在する場合と等しい。
さて、これらのピンホールにおける複素コヒーレンス度μ12については、コンデンサーレンズの収差が存在しないと仮定し、開口面領域がそう大きくなければ、ファンシッター・ツエルニケの定理より・・・。
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株式会社タイコ 牛山善太

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