相位衬度高分辨成像原理 Parallel electron beam thin sample Diffracted/ scattering angle Direct beam -π/2 objective lens Objective lens scattered ---Reciprocal space beam unscattered (phase shift =W) beam Image interference gives contrast screen Contrast Interference gives Phase contrast contrast (相位衬度) 11
11 Interference gives contrast Phase contrast (相位衬度 ) 相位衬度高分辨成像原理
相干成像物理基础 简谐波： 波动光学和相干波源 (x,1)=Acos(ot-k,x+o) 波动现象的描述 ·波的叠加和干涉 Aexp(iot-ik.r) 相干叠加：若同频率、 同方向振荡且具有恒定 初始相位的两个简谐波 叠加，其合成波也是简 B 谐波，其振幅为： 由于波的相干叠加而在空间 形成的固定强度的周期性分 布一一干涉 e 9.3 Composition of two simple harmonic motions of different frequencies
相干成像物理基础 • 波动光学和相干波源 • 波动现象的描述 • 波的叠加和干涉 • 相干叠加 ：若同频率、 同方向振荡且具有恒定 初始相位的两个简谐波 叠加，其合成波也是简 谐波，其振幅为： 由于波的相干叠加而在空间 形成的固定强度的周期性分 布——干涉 x t A t k x x ( , ) cos Aexpit ik r 简谐波：
相位衬度显微术 P wave Incident beam,入 S wave 1 D wave Ad<<A 20 △ (b) Vectors 2π6 4π△d S Wave 0三 P Wave λ D Wave 如何将相位差转变为亮度差？ 13
13 B A d S P S P D Incident beam, d<< 相位衬度显微术
(a) Frits Zernike(1888-1966) First described in 1934 Nobel Prize in Physics 1953 S Wave P Wave D Wave Phase- cI Positive Vectors POS +%入 P Brightfield Images Negative NEG SP eD Figure 6
14 Frits Zernike (1888-1966) First described in 1934 Nobel Prize in Physics 1953
阿贝成像原理 阿贝成像原理：物是一系列不同空间频率的集合，入射光经物平面发生衍 射，在透镜焦面（频谱面）上形成一系列衍射光斑，各衍射光斑发出的球 面次波在相面上相干叠加，形成像。 由阿贝的观点来看，许多成像光学仪器就是一个低通滤波器，物平面包含 从低频到高频的信息，透镜口径限制了高频信息通过，只许一定的低频通 过，因此，丢失了高频信息的光束再合成，图象的细节变模糊。孔径越大， 丢失的信息越少，图象越清晰。 ●● ●●● 物平面 后焦面 成像面
• 阿贝成像原理: 物是一系列不同空间频率的集合，入射光经物平面发生衍 射，在透镜焦面（频谱面）上形成一系列衍射光斑，各衍射光斑发出的球 面次波在相面上相干叠加，形成像。 由阿贝的观点来看，许多成像光学仪器就是一个低通滤波器，物平面包含 从低频到高频的信息，透镜口径限制了高频信息通过，只许一定的低频通 过,因此,丢失了高频信息的光束再合成，图象的细节变模糊。孔径越大， 丢失的信息越少，图象越清晰。 阿贝成像原理 物平面 后焦面 成像面 O1 O2 O3 I3 I2 I1 G O -G