Kako poboljšati rezoluciju mikroskopa?
Mikroskopi su jedna od glavnih opreme za testiranje, 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 vizualnoj udaljenosti (međunarodno priznata kao 25 cm) je približno 1/10 mm. Za promatranje dviju ravnih linija, budući da one mogu stimulirati niz živčanih stanica, može se poboljšati i rezolucija očiju.
Razlučivost ljudskog oka je samo 1/10 mm, tako da udaljenost između objekata manjih od 1/10 mm ili dva sićušna objekta bliža 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 čega su uslijedili elektronski mikroskopi. Razlučivost mikroskopa definirana je kao manja udaljenost između dvije male točke koje se mogu jasno razlikovati na uzorku. Formula za izračun je: D=0.61 λ/NA
U formuli: D je rezolucija (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 usklađene leće objektiva. Iz ovoga se može vidjeti da je metoda za poboljšanje optičke mikroskopije:
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 stvoriti jasne i svijetle slike nakon značajnog prigušenja. Stoga se moraju koristiti skupi materijali kao što su kvarc (koji može propuštati ultraljubičasto svjetlo od čak 200 nm) i fluorit (koji može propuštati ultraljubičasto svjetlo od čak 185 nm), a ultraljubičasti mikroskopi ne mogu se promatrati golim okom, pa čak i ograničen 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 prihvaćanje većeg kuta otvora blende ili povećanje indeksa loma u optičkom dizajnu postala uobičajena metoda za poboljšanje rezolucije optičkih mikroskopa. Općenito, leće objektiva malog povećanja 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 za leće uronjene 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 Olympusov 100X uljni objektiv. Objektiv uronjen u vodu i objektiv uronjen u ulje ne samo da imaju veliko povećanje, već također poboljšavaju razlučivost objektiva zbog upotrebe medija s visokim indeksom loma.
