Koje tehnike se mogu koristiti za povećanje rezolucije mikroskopa?
Jedan od primarnih alata za testiranje je mikroskop, a rezolucija je ključna metrika za procjenu performansi alata. Rezolucija je sposobnost da se jasno razaznaju dvije linije ili male tačke na bliskoj udaljenosti. Samo oko funkcioniše kao mikroskop. Rezolucija ljudskog oka na udaljenosti vida, koja je univerzalno prihvaćena da iznosi 25 cm, je oko 1/10 mm pod normalnim svjetlosnim okolnostima. Budući da ravne linije mogu potaknuti brojne nervne ćelije, rezolucija očiju može se povećati dok gledate dvije ravne linije.
Pošto je rezolucija ljudskog oka samo 1/10 mm, ono ne može razlikovati dva ekstremno mala objekta koji su međusobno udaljeni manje od 1/10 mm. Dakle, prvi je došao razvoj optičkog mikroskopa za mikroskopsku inspekciju, a potom i razvoj elektronskog mikroskopa. Najkraća udaljenost između dvije male tačke koje se mogu jasno razlikovati na uzorku naziva se rezolucijom mikroskopa. D=0.61/NA je njegova formula za izračunavanje.
U formuli: D je rezolucija (um); λ je talasna dužina izvora svjetlosti (um); NA je numerički otvor objektiva (koji se naziva i omjer otvora blende).
Iz formule se može dobiti da rezolucija mikroskopa zavisi od talasne dužine izvora upadne svetlosti i numeričkog otvora odgovarajućeg objektiva. Može se vidjeti da je metoda poboljšanja optičkog mikroskopa:
1. Smanjite talasnu dužinu izvora svetlosti.
Kraća talasna dužina vidljive svjetlosti je 390nm. Ako se ultraljubičasto svjetlo ove valne dužine koristi kao izvor osvjetljenja, rezolucija optičkog mikroskopa može se smanjiti na 0,2 um. Međutim, budući da staklo od najčešćih materijala apsorbira veliku količinu svjetlosti s talasnom dužinom ispod 340nm, ultraljubičasto svjetlo ne može formirati jasnu i svijetlu sliku nakon velike količine slabljenja. Stoga se moraju koristiti skupi materijali poput kvarca (koji može proći kroz ultraljubičasto svjetlo do 200 nm) i fluorita (koji može proći kroz ultraljubičasto svjetlo do 185 nm), a ultraljubičasti mikroskop se ne može promatrati golim okom. , pa čak i posmatrani uzorak Zbog ograničenja mikroskopa, zajedno sa visokom cijenom, ova metoda poboljšanja rezolucije mikroskopa nije u širokoj upotrebi zbog vlastitih ograničenja.
2. Povećajte numerički otvor NA objektiva.
Numerički otvor NA=n*sin(u)
U formuli, n je indeks prelamanja medija između sočiva objektiva i uzorka; u je ugao polovine blende objektiva. Stoga, iz perspektive optičkog dizajna, odgovarajuće usvajanje većeg ugla otvora blende ili povećanje indeksa prelamanja postalo je uobičajena metoda za poboljšanje rezolucije optičkog mikroskopa. Općenito, medij objektiva sa malim uvećanjem, kao što je ispod 10X, je zrak, a njegov indeks prelamanja je 1, odnosno suvo sočivo objektiva; medij za uranjanje u vodu je destilovana voda, čiji je indeks prelamanja 1,33; medij objektiva za uranjanje u ulje je kedrovo ulje ili drugo prozirno ulje, njegov indeks prelamanja je prosječan oko 1,52, blizu indeksa prelamanja sočiva i stakla, kao što je 100X uljna sočiva Olympusa. Leća objektiva sa uranjanjem u vodu i sočiva objektiva za uranjanje u ulje ne samo da imaju veliko uvećanje već i poboljšavaju rezoluciju objektiva zbog upotrebe medija visokog indeksa prelamanja.
