Kako se može povećati razlučivost mikroskopa?
Jedan od primarnih alata za testiranje je mikroskop, a rezolucija je ključna metrika za procjenu performansi alata. Razlučivost je sposobnost jasnog razlikovanja dviju linija ili malih točaka iz blizine. Samo oko funkcionira kao mikroskop. Razlučivost ljudskog oka na udaljenosti vida, koja je univerzalno prihvaćena na 25 cm, je oko 1/10 mm u uvjetima normalnog osvjetljenja. Budući da ravne linije mogu pobuditi brojne živčane stanice, razlučivost očiju može se povećati dok gledate dvije ravne linije.
Budući da je razlučivost ljudskog oka samo 1/10 mm, ono ne može razlikovati dva iznimno mala objekta koji su međusobno udaljeni manje od 1/10 mm. Tako je prvi došao razvoj optičkog mikroskopa za mikroskopsku inspekciju, a zatim i razvoj elektronskog mikroskopa. Najkraća udaljenost između dvije sitne točke koje se mogu jasno razlikovati na uzorku naziva se rezolucija mikroskopa. D=0.61/NA njegova je formula za izračun.
U jednadžbi D označava razlučivost u um, valnu duljinu izvora svjetlosti u um, a NA numerički otvor objektiva u um (koji se naziva i omjer otvora blende).
Formula pokazuje da numerička apertura odgovarajuće leće objektiva i valna duljina izvora upadne svjetlosti određuju rezoluciju mikroskopa. Kao što se može vidjeti, optički mikroskop se može poboljšati:
1. Smanjite valnu duljinu izvora svjetlosti.
Vidljiva svjetlost ima kraću valnu duljinu od 390nm. Ova valna duljina ultraljubičastog svjetla može smanjiti rezoluciju optičkog mikroskopa na 0,2 um kada se koristi kao izvor osvjetljenja. Međutim, staklo od većine uobičajenih materijala apsorbira puno svjetla s valnom duljinom ispod 340 nm, što onemogućuje UV svjetlu da proizvede jasnu i briljantnu sliku čak i nakon značajnog prigušenja. Budući da se UV svjetlosni mikroskop ne može vidjeti s golim okom, pa čak i promatranog uzorka, moraju se koristiti skupi materijali poput kvarca i fluorita, koji mogu proći kroz ultraljubičasto svjetlo od čak 185 nm odnosno 200 nm. Ova tehnika za povećanje razlučivosti mikroskopa ne koristi se često zbog vlastitih ograničenja, koja su složena visokom cijenom i ograničenjima mikroskopa.
2. Povećajte numerički otvor blende NA objektiva.
Numerička apertura NA=n*sin(u)
U jednadžbi n označava indeks loma medija koji se nalazi između leće objektiva i uzorka, a u predstavlja kut poluotvora leće objektiva. Zbog toga se, sa stajališta optičkog dizajna, ispravno prihvaćanje većeg kuta otvora blende ili povećanje indeksa loma pojavilo kao popularna tehnika za poboljšanje razlučivosti optičkog mikroskopa. Medij za objektive s malim povećanjem, poput onih s povećanjima ispod 10X, obično je zrak, koji ima indeks loma 1, što ga čini suhim medijem. Medij za uranjanje u vodu je destilirana voda, čiji je indeks loma 1,33. Medij za uljne imerzijske objektive, kao što je Olympusova uljna leća 100X, ima indeks loma koji je općenito oko 1,52. Zbog upotrebe medija s visokim indeksom loma, objektivi uronjeni u vodu i objektivi uronjeni u ulje ne samo da imaju veliko povećanje, već također povećavaju rezoluciju objektiva.
