Jak zlepšit rozlišení mikroskopu?
Mikroskopy jsou jedním z hlavních zařízení pro testování zařízení a důležitým ukazatelem pro hodnocení výkonu mikroskopů je rozlišení. Rozlišení se týká schopnosti jasně rozlišit mezi dvěma malými body nebo menší vzdáleností mezi dvěma čarami. Samotné lidské oko je mikroskop a za standardních světelných podmínek je rozlišení lidského oka na jasnou vzdálenost (mezinárodně uznávané jako 25 cm) přibližně 1/10 mm. Pro pozorování dvou přímek lze rozlišovací schopnost oka zlepšit stimulací řady nervových buněk.
Rozlišení lidského oka je pouze 1/10 mm, takže vzdálenost mezi objekty menšími než 1/10 mm nebo dvěma malými objekty bližšími než 1/10 mm lidské oko nerozezná. Došlo tedy k posunu od jednoduchých makroskopických lup k mikroskopickým pozorovacím optickým mikroskopům, po nichž následovaly elektronové mikroskopy. Definice rozlišení mikroskopu se vztahuje k menší vzdálenosti mezi dvěma malými body, které lze na vzorku jasně rozlišit.
Výpočtový vzorec je: D=0.61 λ／ NA
Ve vzorci D představuje rozlišení (um); λ Je vlnová délka zdroje světla (um); NA je numerická apertura (také známá jako aperturní poměr) objektivu.
Podle vzorce závisí rozlišení mikroskopu na vlnové délce dopadajícího světelného zdroje a numerické apertuře přizpůsobeného objektivu. Z toho lze vidět, že metody pro zlepšení optických mikroskopů jsou:
1. Snižte vlnovou délku světelného zdroje.
Viditelné světlo má kratší vlnovou délku 390nm. Pokud je jako zdroj osvětlení použito ultrafialové světlo této vlnové délky, rozlišení optického mikroskopu může být sníženo na 0,2 um. Vzhledem k tomu, že většina běžných skleněných materiálů absorbuje velké množství světla o vlnových délkách pod 340nm, nemůže ultrafialové světlo po výrazném zeslabení vytvářet jasné a jasné obrazy. Proto se musí používat drahé materiály, jako je křemen (který může propouštět až 200nm ultrafialové světlo) a fluorit (který může propouštět až 185nm ultrafialové světlo). Navíc ultrafialové mikroskopy nelze pozorovat pouhým okem a jsou dokonce omezeny pozorovanými vzorky, což je spojeno s drahými náklady. Proto tato metoda zlepšení rozlišení mikroskopu není široce používána kvůli svým vlastním omezením.
2. Zvyšte numerickou aperturu NA objektivu
Číselná apertura NA=n * sin (u)
Ve vzorci je n index lomu média mezi čočkou objektivu a vzorkem; U je úhel poloviční clony objektivu. Proto se použití většího aperturního úhlu nebo zvýšení indexu lomu v optickém designu stalo běžnou metodou pro zlepšení rozlišení optických mikroskopů. Obecně platí, že čočky s malým zvětšením pod 10X používají jako médium vzduch a mají index lomu 1, což je objektiv suchého typu; Médium pro ponoření do vody je destilovaná voda s indexem lomu 1,33; Objektivové médium ponořené do oleje je dehet nebo jiný průhledný olej s indexem lomu obecně kolem 1,52, což je blízko indexu lomu čoček a skleněných sklíček, jako je olejová čočka Olympus 100X. Čočky ponořené do vody a čočky s olejovou imerzí mají nejen vysoké zvětšení, ale také zlepšují rozlišení objektivu díky použití médií s vysokým indexem lomu.
