Объективная линза

Объективная линза — это сильная линза с высокой степенью концентрации магнитного поля и коротким фокусным расстоянием (приблизительно 2-3 мм при максимальном возбуждении линзы). Она служит для повторной фокусировки электронного луча, прошедшего через объект, в точке, которая располагается всего лишь на несколько миллиметров ниже объекта.
На небольшом расстоянии от точки фокуса возникает увеличенное изображение объекта, которое можно наблюдать в микроскопах, имеющих «промежуточный» люминесцентный экран, вмонтированный в плоскости этого изображения, например в микроскопах типа «Сименс».

Качество изображения, формируемого объективной линзой, и определяет качество изображения, которое окончательно регистрируется на фотопластинке.
Следовательно, именно объективная линза определяет разрешение микроскопа и именно здесь существенное значение приобретают электронно-оптические аберрации. Глубина резкости объективной линзы электронного микроскопа (т. е. то расстояние по оптической оси, на протяжении которого данная структура объекта находится в фокусе) равна приблизительно 0,2 мкм (2000 А), что в два раза превышает глубину резкости светового микроскопа.
Поскольку толщина среза, пригодного для электронно-микроскопического исследования, равна примерно 600 А, все его детали будут находиться в фокусе объективной линзы, что делает возможным стереоскопическое изучение объекта, как это описано в главе, посвященной специальным методам электронной микроскопии.
Размер промежуточного изображения (т. е. увеличение объективной линзы) остается постоянным и определяется длиной фокусного расстояния данной объективной линзы. Усиление или ослабление тока в катушке объективной линзы служит лишь для четкого фокусирования изображения, которое в дальнейшем увеличивается проекционной линзой.
Увеличение проекционной линзы зависит от силы тока, проходящего через обмотку этой линзы. При большей силе тока в проекционной линзе фокус электронного луча сдвигается вверх по оптической оси. Это означает, что электронный луч, доходя до люминесцентного экрана, распределяется на большей площади.
Чем больше площадь, по которой распределяется луч, тем больше увеличивается изображение в любой заданной точке, расположенной на оптической оси ниже линзы. Проекционная линза имеет очень большую глубину резкости (несколько метров), и, таким образом, расстояние от линзы до люминесцентного экрана или фотографической пластинки не имеет существенного значения.
Другими словами, экран или фотографическая пластинка, помещенные в любой удобной точке на оптической оси ниже фокальной точки проекционной линзы, зафиксируют резкое изображение, если промежуточное изображение, сформированное объективной линзой, сфокусировано резко.
Для простоты в приведенном выше описании принципов действия микроскопа мы исходим из основной трехлинзовой модели этого прибора. Однако практически в большинстве современных просвечивающих электронных микроскопов используются две конденсорные линзы (обозначаемые К1 и К2), с тем чтобы получить очень небольшую область интенсивного освещения объекта для работы при больших увеличениях.