Zařízení pro měření vlnoplochy mikroskopových objektivů

Abstract

Předmětem diplomové práce je návrh a sestavení měřícího sytému a vypracování výpočetního algoritmu pro rekonstrukci vlnoplochy světelné vlny transformované mikroskopovým objektivem. Účelem je stanovení optických vad a srovnávání kvality objektivů se stejnými parametry. V první části práce je objasněn pojem vlnoplocha a její popis pomocí Zernikových polynomů. Dále je uveden souhrn možných metod pro rekonstrukci vlnoplochy. Pro experimentální určení tvaru vlnoplochy byly vybrány dvě metody – střihová interferometrie a řešení rovnice přenosu intenzity. V práci je uvedena stručná charakteristika obou metod včetně možných aplikací, dále matematický aparát, zpracování obrazu, výpočetní postup, popis sestavy a návrh a výsledky experimentů. Pro obě metody je diskutována vhodnost jejich použití pro určení optických vad a testování mikroskopových objektivů. Na základě získaných výsledků bylo zjištěno, že obě metody lze použít pro srovnávání objektivů. Použitelnost pro určení optických vad je možná s určitými restrikcemi.The wavefront reconstruction of a light wave transformed by a microscope objective is the main subject of this diploma thesis together with the design and assembly of a~measuring device and the development of a computational algorithm. The purpose is to determine optical aberrations and to compare a quality of objectives with identical parameters. The term wavefront is explained and its description using Zernike polynomials is introduced in the first part of the thesis. The following part summarizes possible methods for wavefront reconstrucion. Two methods were chosen for experimental determination of a wavefront shape – shearing interferometry and solution of the transport of intensity equation. For each method a brief characteristic is provided together with possible applications, mathematical apparatus, image processing, computational procedure, setup description and proposition and results of experiments. The suitability of both methods for optical aberration determination and microscope objective comparison is discussed. Based on the obtained results, both methods were found to be suitable for comparison of microscope objectives. The suitability for optical aberration determination is possible with certain restrictions.