Jaké techniky lze použít ke zvýšení rozlišení mikroskopu?
Jedním z primárních testovacích nástrojů je mikroskop a rozlišení je zásadní metrikou pro hodnocení výkonu nástroje. Rozlišení je schopnost rozlišit mezi dvěma čarami nebo malými body zřetelně na blízko. Samotné oko funguje jako mikroskop. Rozlišení lidského oka na vzdálenost vidění, které je všeobecně přijímáno jako 25 cm, je za normálních světelných podmínek kolem 1/10 mm. Protože přímé linie mohou vzrušovat řadu nervových buněk, lze při sledování dvou přímých linií zvýšit rozlišovací schopnost očí.
Protože rozlišení lidského oka je pouze 1/10 mm, nedokáže rozlišit dva extrémně malé objekty, které jsou od sebe blíže než 1/10 mm. Na prvním místě byl tedy vývoj optického mikroskopu pro mikroskopickou kontrolu, poté následoval vývoj elektronového mikroskopu. Nejkratší vzdálenost mezi dvěma drobnými skvrnami, kterou lze na vzorku jasně rozlišit, se nazývá rozlišení mikroskopu. D=0.61/NA je jeho výpočetní vzorec.
Ve vzorci: D je rozlišení (um); λ je vlnová délka zdroje světla (um); NA je numerická apertura objektivu (také nazývaná clonový poměr).
Ze vzorce lze získat, že rozlišovací schopnost mikroskopu závisí na vlnové délce dopadajícího světelného zdroje a numerické apertuře přizpůsobené čočky objektivu. Je vidět, že metoda vylepšení optického mikroskopu:
1. Snižte vlnovou délku světelného zdroje.
Kratší vlnová délka viditelného světla je 390nm. Pokud je jako zdroj osvětlení použito ultrafialové světlo této vlnové délky, rozlišení optického mikroskopu může být sníženo na 0,2 um. Protože však sklo většiny běžných materiálů absorbuje velké množství světla s vlnovou délkou pod 340 nm, nemůže ultrafialové světlo po velkém zeslabení vytvořit jasný a jasný obraz. Proto se musí používat drahé materiály, jako je křemen (který může procházet ultrafialovým světlem o vlnové délce 200 nm) a fluorit (který může procházet ultrafialovým světlem o vlnové délce 185 nm), a mikroskop s ultrafialovým světlem nelze pozorovat pouhým okem. , a dokonce i pozorovaný vzorek Vzhledem k omezením mikroskopu, spojeným s vysokou cenou, není tato metoda zlepšení rozlišení mikroskopu kvůli svým vlastním omezením příliš využívána.
2. Zvyšte numerickou aperturu NA objektivu.
Numerická apertura NA=n*sin(u)
Ve vzorci je n index lomu média mezi čočkou objektivu a vzorkem; u je úhel poloviční clony objektivu. Z hlediska optického designu se proto vhodné přijetí většího úhlu apertury nebo zvýšení indexu lomu stalo běžnou metodou pro zlepšení rozlišení optického mikroskopu. Obecně je médiem čočky objektivu s malým zvětšením, například pod 10X, vzduch a její index lomu je 1, to znamená suchá čočka objektivu; médiem ponoření do vody je destilovaná voda a její index lomu je 1,33; médium čočky objektivu s olejovou imerzí je cedrový olej nebo jiný průhledný olej, jeho index lomu je průměrný Kolem 1,52, blízko indexu lomu čočky a skleněného sklíčka, jako je olejová čočka 100X Olympus. Čočky objektivu s vodní imerzí a čočky s olejovou imerzí mají nejen vysoké zvětšení, ale také zlepšují rozlišení čočky objektivu díky použití médií s vysokým indexem lomu.
