为什么波前像差控制对于好的显微物镜设计至关重要

       奥林巴斯最新的成像突破是 X Line 物镜。 奥林巴斯于 2019 年推出了它们，通过同时提供高水平的数值孔径、色差校正和平坦度（过去三个关键参数相互权衡）打破了传统的成像障碍。奥林巴斯还为这些物镜采用了波前像差控制，为成像分析和显微镜制造商提供了解决因物镜性能变化而引起的问题的方法。

       测量物镜光学性能的标准方法是斯特列尔比。 这是具有像差的实际光学系统中可达到的会聚比与理想消球差光学系统的像场中的会聚比（或中心处的强度）的比率，以百分比表示。 这意味着 Strehl 比率越高，光学系统的质量就越高。 例如，奥林巴斯的 MPLAPON50X 和 MPLAPON100X 物镜的 Strehl 比为 95% 或更高。

       那么，为什么波前像差如此重要？ 请仔细阅读，找出答案。

波前像差控制如何减少客观性能变化

       显微镜物镜的性能改进导致内部透镜结构更加复杂和小型化（图 1）。 因此，由于制造误差，物镜往往会出现质量差异，有时这些差异会导致最终产品的性能发生变化。

         图 1：物镜内部复杂而紧凑的透镜组示例

       为了最大限度地减少此类变化的可能性，奥林巴斯技术人员在 X Line 和其他一些类型的物镜的组装过程中测量波前像差。 波前像差是由形成的图像与理想图像的偏差引起的，并作为质量参数进行控制。

图 2：奥林巴斯技术人员检查显微镜物镜的波前像差

      通过测量和控制每个物镜的波前像差，使其更接近理想状态（无像差），我们生产的物镜与传统物镜相比光学性能变化要小得多（参见下面的图 3 (a)）。 结果是一致的质量，如图 3 (b) 所示。

(a) 畸变波前（传统物镜）。     (b) 几乎没有像差的波前（X 线物镜）。图 3：波前示例

将物镜与波前像差控制集成到成像设备中的 3 个理由

以下是将具有波前像差控制功能的物镜集成到您的显微镜设计中的主要原因：

1. 生成稳定、高质量的图像。图像质量会影响设备软件对其进行测量的速度和准确性。 具有波前像差控制的物镜可以提供稳定和高质量的图像，因此如果您的最终产品的可靠性很重要，则必须将物镜与波前像差控制相结合。

2. 降低成本。由于客观性能变化而无法正常工作的成像设备将产生额外成本。 例如，您可能需要丢弃物镜并购买替换物。 由于其高性能，具有波前像差控制的物镜可以降低这些成本。

3. 稳定您的产品交付时间表，期望提供高性能的设备需要额外的调整来应对客观的性能变化。 这可能意味着更长的生产提前期。 相比之下，采用采用波前像差控制设计的物镜以获得一致的质量意味着您可以在承诺的交付日期交付设备。 此外，您可以保留可靠目标的备份清单。

原文：Why Objectives with Wavefront Aberration Control Are Essential for Good Microscope Design