Kako poboljšati rezoluciju mikroskopa?
Mikroskopi su jedna od glavnih opreme za testiranje opreme, a važan pokazatelj za ocjenu performansi mikroskopa je rezolucija. Razlučivost se odnosi na sposobnost jasnog razlikovanja dviju malih točaka ili manje udaljenosti između dviju linija. Samo ljudsko oko je mikroskop, a pod standardnim uvjetima osvjetljenja, razlučivost ljudskog oka na svijetloj udaljenosti (međunarodno priznata kao 25 cm) je približno 1/10 mm. Za promatranje dviju ravnih linija, razlučivost oka može se poboljšati stimulacijom niza živčanih stanica.
Razlučivost ljudskog oka je samo 1/10 mm, tako da udaljenost između objekata manjih od 1/10 mm ili dva mala objekta bliže od 1/10 mm ljudsko oko ne može razlikovati. Tako je došlo do pomaka s jednostavnih makroskopskih povećala na optičke mikroskope za mikroskopsko promatranje, nakon kojih su uslijedili elektronski mikroskopi. Definicija rezolucije mikroskopa odnosi se na manju udaljenost između dvije male točke koje se mogu jasno razlikovati na uzorku.
Formula za izračun je: D=0.61 λ／ NA
U formuli, D predstavlja rezoluciju (um); λ je valna duljina izvora svjetlosti (um); NA je numerički otvor blende (poznat i kao omjer otvora blende) leće objektiva.
Prema formuli, razlučivost mikroskopa ovisi o valnoj duljini izvora upadne svjetlosti i numeričkoj aperturi usklađenog objektiva. Iz ovoga se vidi da su metode za poboljšanje optičkih mikroskopa:
1. Smanjite valnu duljinu izvora svjetlosti.
Vidljiva svjetlost ima kraću valnu duljinu od 390nm. Ako se ultraljubičasto svjetlo ove valne duljine koristi kao izvor svjetla za osvjetljavanje, rezolucija optičkog mikroskopa može se smanjiti na 0,2 um. Međutim, zbog činjenice da većina običnih staklenih materijala apsorbira veliku količinu svjetlosti s valnim duljinama ispod 340 nm, ultraljubičasto svjetlo ne može oblikovati jasne i svijetle slike nakon značajnog prigušenja. Stoga se moraju koristiti skupi materijali poput kvarca (koji može propuštati do 200 nm ultraljubičastog svjetla) i fluorita (koji može propuštati do 185 nm ultraljubičastog svjetla). Štoviše, ultraljubičasti mikroskopi ne mogu se promatrati golim okom, čak su ograničeni promatranim uzorcima, zajedno sa skupim troškovima. Stoga se ova metoda poboljšanja razlučivosti mikroskopa ne koristi široko zbog vlastitih ograničenja.
2. Povećajte numerički otvor blende NA objektiva
Numerička apertura NA=n * sin (u)
U formuli je n indeks loma medija između leće objektiva i uzorka; U je kut poluotvora leće objektiva. Stoga je uporaba većeg kuta otvora blende ili povećanja indeksa loma u optičkom dizajnu postala uobičajena metoda za poboljšanje rezolucije optičkih mikroskopa. Općenito, leće s niskim povećanjem ispod 10X koriste zrak kao medij i imaju indeks loma 1, što je objektiv suhog tipa; Medij za uranjanje u vodu je destilirana voda, s indeksom loma 1,33; Medij objektiva uronjenog u ulje je katran ili drugo prozirno ulje, s indeksom loma općenito oko 1,52, što je blizu indeksa loma leća i dijapozitiva, kao što je Olympusova uljna leća 100X. Vodene imerzijske leće i uljne imerzijske leće ne samo da imaju veliko povećanje, već također poboljšavaju rezoluciju objektiva zbog upotrebe medija s visokim indeksom loma.
