Kako poboljšati rezoluciju mikroskopa?
Mikroskopi su jedna od glavnih opreme za testiranje, a važan indikator za procjenu performansi mikroskopa je rezolucija. Rezolucija se odnosi na sposobnost jasne razlike između dvije male tačke ili manje udaljenosti između dvije linije. Ljudsko oko je samo po sebi mikroskop, a pod standardnim svjetlosnim uvjetima rezolucija ljudskog oka na vizualnoj udaljenosti (međunarodno priznatoj kao 25 cm) je približno 1/10 mm. Za promatranje dvije ravne linije, jer one mogu stimulirati niz nervnih stanica, može se poboljšati i rezolucija očiju.
Rezolucija ljudskog oka je samo 1/10 mm, tako da ljudsko oko ne može razlikovati razmak između objekata manjih od 1/10 mm ili dva sićušna objekta bliža od 1/10 mm. Dakle, došlo je do pomaka sa jednostavnih makroskopskih povećala na optičke mikroskope za mikroskopsko posmatranje, praćene elektronskim mikroskopom. Rezolucija mikroskopa definira se kao manja udaljenost između dvije male točke koje se mogu jasno razlikovati na uzorku. Formula proračuna je: D=0.61 λ/NA
U formuli: D je rezolucija (um); λ je talasna dužina izvora svjetlosti (um); NA je numerički otvor blende (takođe poznat kao omjer otvora blende) objektiva.
Prema formuli, rezolucija mikroskopa zavisi od talasne dužine izvora upadne svetlosti i numeričkog otvora odgovarajućeg objektiva. Iz ovoga se može vidjeti da je metoda poboljšanja optičke mikroskopije:
1. Smanjite talasnu dužinu izvora svetlosti.
Vidljiva svjetlost ima kraću talasnu dužinu od 390nm. Ako se ultraljubičasto svjetlo ove valne dužine koristi kao izvor svjetlosti za osvjetljenje, rezolucija optičkog mikroskopa može se smanjiti na 0,2 um. Međutim, zbog činjenice da većina običnih staklenih materijala apsorbira veliku količinu svjetlosti s valnim dužinama ispod 340nm, ultraljubičasto svjetlo ne može formirati jasne i svijetle slike nakon značajnog slabljenja. Stoga se moraju koristiti skupi materijali kao što su kvarc (koji može prenijeti ultraljubičasto svjetlo čak i do 200 nm) i fluorit (koji može prenijeti ultraljubičasto svjetlo do 185 nm), a ultraljubičasti mikroskopi se ne mogu promatrati golim okom, pa čak i ograničeno posmatranim uzorcima, zajedno sa skupim troškovima. Stoga se ova metoda poboljšanja rezolucije mikroskopa ne koristi široko zbog vlastitih ograničenja.
2. Povećajte numerički otvor NA objektiva
Numerički otvor NA{0}}n * sin (u)
U formuli, n je indeks prelamanja medija između sočiva objektiva i uzorka; U je ugao polovine blende objektiva. Stoga je usvajanje većeg ugla otvora blende ili povećanje indeksa prelamanja u optičkom dizajnu postalo uobičajena metoda za poboljšanje rezolucije optičkih mikroskopa. Općenito, objektivi sa malim uvećanjem ispod 10X koriste zrak kao medij i imaju indeks prelamanja 1, što je objektiv suvog tipa; Medijum za uranjanje u vodu je destilovana voda, sa indeksom prelamanja od 1,33; Medij za sočiva uronjena u ulje je katran ili drugo prozirno ulje, sa indeksom prelamanja općenito oko 1,52, što je blisko indeksu prelamanja sočiva i staklenih stakala, kao što je Olympusova uljana sočiva 100X. Objektiv za uranjanje u vodu i objektiv za uranjanje u ulje ne samo da imaju veliko uvećanje, već i poboljšavaju rezoluciju objektiva zbog upotrebe medija visokog indeksa prelamanja.
