Aké techniky možno použiť na zvýšenie rozlíšenia mikroskopu?
Jedným z primárnych testovacích nástrojov je mikroskop a rozlíšenie je kľúčovou metrikou na hodnotenie výkonu nástroja. Rozlíšenie je schopnosť rozlišovať medzi dvoma čiarami alebo malými bodmi zreteľne na blízko. Samotné oko funguje ako mikroskop. Rozlíšenie ľudského oka na diaľku, ktorá je všeobecne akceptovaná ako 25 cm, je za normálnych svetelných podmienok okolo 1/10 mm. Pretože priame čiary môžu vzrušovať množstvo nervových buniek, rozlíšenie očí sa môže zvýšiť pri sledovaní dvoch priamych čiar.
Keďže rozlíšenie ľudského oka je len 1/10 mm, nedokáže rozlíšiť dva extrémne malé objekty, ktoré sú od seba bližšie ako 1/10 mm. Takže ako prvý prišiel na rad vývoj optického mikroskopu na mikroskopickú kontrolu, po ktorom nasledoval vývoj elektrónového mikroskopu. Najkratšia vzdialenosť medzi dvoma drobnými bodkami, ktorú možno na vzorke jasne rozlíšiť, sa označuje ako rozlíšenie mikroskopu. D=0.61/NA je jeho výpočtový vzorec.
Vo vzorci: D je rozlíšenie (um); λ je vlnová dĺžka zdroja svetla (um); NA je numerická apertúra šošovky objektívu (nazývaná aj pomer clony).
Zo vzorca možno získať, že rozlišovacia schopnosť mikroskopu závisí od vlnovej dĺžky zdroja dopadajúceho svetla a numerickej apertúry prispôsobenej šošovky objektívu. Je zrejmé, že metóda zlepšenia optického mikroskopu:
1. Znížte vlnovú dĺžku svetelného zdroja.
Kratšia vlnová dĺžka viditeľného svetla je 390nm. Ak sa ako zdroj osvetlenia použije ultrafialové svetlo tejto vlnovej dĺžky, rozlíšenie optického mikroskopu sa môže znížiť na 0,2 um. Keďže však sklo väčšiny bežných materiálov absorbuje veľké množstvo svetla s vlnovou dĺžkou pod 340nm, ultrafialové svetlo po veľkom útlme nedokáže vytvoriť jasný a jasný obraz. Preto sa musia používať drahé materiály, ako je kremeň (ktorý môže prechádzať ultrafialovým svetlom s vlnovou dĺžkou 200 nm) a fluorit (ktorý môže prechádzať ultrafialovým svetlom s vlnovou dĺžkou 185 nm) a mikroskop s ultrafialovým svetlom nemožno pozorovať voľným okom. , a dokonca aj pozorovaná vzorka Vzhľadom na obmedzenia mikroskopu spojené s vysokými nákladmi nie je táto metóda zlepšenia rozlíšenia mikroskopu pre svoje vlastné obmedzenia široko používaná.
2. Zvýšte numerickú apertúru NA objektívu.
Číselná apertúra NA=n*sin(u)
Vo vzorci je n index lomu média medzi šošovkou objektívu a vzorkou; u je uhol polovičnej clony objektívu. Z hľadiska optického dizajnu sa preto vhodné prijatie väčšieho uhla otvoru alebo zvýšenie indexu lomu stalo bežnou metódou na zlepšenie rozlíšenia optického mikroskopu. Vo všeobecnosti je médiom šošovky objektívu s malým zväčšením, napríklad pod 10X, vzduch a jej index lomu je 1, to znamená suchá šošovka objektívu; médiom ponorenia do vody je destilovaná voda a jej index lomu je 1,33; médiom šošovky objektívu s olejovou imerziou je cédrový olej alebo iný transparentný olej, jeho index lomu je priemerný Okolo 1,52, čo je blízko indexu lomu šošovky a skleneného sklíčka, ako napríklad 100X olejová šošovka Olympus. Šošovka objektívu s vodnou imerziou a šošovka objektívu s olejovou imerziou majú nielen veľké zväčšenie, ale tiež zlepšujú rozlíšenie šošovky objektívu vďaka použitiu médií s vysokým indexom lomu.
