光学ユニット

光学単位は、光学顕微鏡で使用される長さの無次元単位です。システムの開口数と観察に使用される光の波長で距離を表すために使用されます。これらの単位を使用すると、さまざまな顕微鏡の特性を比較できます。^[1]たとえば、エアリーディスクの最初の最小値の直径は、回折限界顕微鏡の像面では必ず 7.6 光学単位です。

光学単位には 2 種類あります。 放射光学単位は像面で測定され、軸方向光学単位は像面と観察者間の距離を測定するために使用されます。

与えられた半径の長さにおける光学単位の数は次のように表されます。 ${\displaystyle v}$${\displaystyle r}$

${\displaystyle v_{\mathrm {radial} }={\frac {2\pi }{\lambda }}{\frac {n\sin \alpha }{M_{\mathrm {tot} }}}r}$

どこ：

• ${\displaystyle \lambda}$波長は
• ${\displaystyle n\sin\alpha }$開口数
• ${\displaystyle M_{\mathrm {tot} }}$総倍率は

軸方向の光学ユニットは、軸方向の解像度の単純な定義がないため、より複雑です。軸方向の光学ユニットには 2 つの形式があります。

高い開口数を持つシステムの場合、距離zにおける軸方向の光学単位は次のように表されます。

${\displaystyle u_{z}={\frac {2\pi }{\lambda }}{\frac {(n\sin \alpha )^{2}}{\eta }}z}$

どこ：

• ${\displaystyle \eta}$光学面より上の媒体の屈折率である。^[2]

開口数が低いシステムの場合、軸方向光学ユニットは次のようになります。

${\displaystyle u_{z}={\frac {8\pi \eta }{\lambda }}\sin ^{2}({\frac {\alpha }{2}})z}$