Kuinka parantaa mikroskoopin resoluutiota?
Mikroskooppi on yksi testauslaitteiden päälaitteista, ja tärkeä indeksi mikroskoopin suorituskyvyn arvioinnissa on resoluutio. Resoluutiolla tarkoitetaan kykyä erottaa selvästi kahden pienen pisteen tai kahden viivan välinen pieni etäisyys. Ihmissilmä itsessään on mikroskooppi. Tavallisissa valaistusolosuhteissa ihmissilmän resoluutio näköetäisyydellä (kansainvälisesti tunnustettu 25 cm) on noin 1/10 mm. Kahden suoran viivan havainnointia varten silmien resoluutiota voidaan parantaa, koska suorat viivat voivat stimuloida sarjaa hermosoluja.
Ihmissilmän resoluutio on vain 1/10 mm, joten ihmissilmä ei pysty erottamaan esineitä, jotka ovat pienempiä kuin 1/10 mm tai etäisyyttä kahden pienen kohteen välillä, jotka ovat lähempänä kuin 1/10 mm. Siten yksinkertaisesta makroskooppisesta suurennuslasista tuli optinen mikroskooppi mikroskooppista tarkkailua varten ja sitten elektronimikroskooppi. Mikroskoopin resoluutio määritellään pienimmäksi etäisyydeksi kahden pienen täplän välillä, joka voidaan selvästi erottaa näytteestä. Sen laskentakaava on: D=0.61λ/NA
Kaavassa: D on resoluutio (um); λ on valonlähteen aallonpituus (um); NA on objektiivin numeerinen aukko (kutsutaan myös aukkosuhteeksi).
Kaavasta voidaan päätellä, että mikroskoopin resoluutio riippuu tulevan valonlähteen aallonpituudesta ja sovitetun objektiivilinssin numeerisesta aukosta. Voidaan nähdä, että menetelmä parantaa optista mikroskooppia:
1. Pienennä valonlähteen aallonpituutta.
Näkyvän valon lyhyempi aallonpituus on 390nm. Jos tämän aallonpituuden ultraviolettivaloa käytetään valonlähteenä, optisen mikroskoopin resoluutio voidaan pienentää 0,2 um:iin. Koska yleisimpien materiaalien lasi kuitenkin absorboi suuren määrän valoa, jonka aallonpituus on alle 340 nm, ultraviolettivalo ei voi muodostaa selkeää ja kirkasta kuvaa suuren vaimennuksen jälkeen. Siksi on käytettävä kalliita materiaaleja, kuten kvartsia (joka läpäisee jopa 200 nm:n ultraviolettivalon) ja fluoriittia (joka läpäisee jopa 185 nm:n ultraviolettivalon), eikä ultraviolettivalomikroskooppia voi havaita paljaalla silmällä. , ja jopa havaittu näyte Mikroskoopin rajoituksista ja korkeista kustannuksista johtuen tätä menetelmää mikroskoopin resoluution parantamiseksi ei käytetä laajalti omien rajoitustensa vuoksi.
2. Suurenna objektiivin numeerista aukkoa NA.
Numeerinen aukko NA=n*sin(u)
Kaavassa n on objektiivin ja näytteen välisen väliaineen taitekerroin; u on objektiivin puoliaukon kulma. Siksi optisen suunnittelun näkökulmasta suuremman aukkokulman tarkoituksenmukaisesta omaksumisesta tai taitekertoimen lisäämisestä on tullut yleinen menetelmä optisen mikroskoopin resoluution parantamiseksi. Yleensä alhaisen suurennuksen objektiivilinssin, kuten alle 10X, keskiaine on ilma ja sen taitekerroin on 1, eli kuiva objektiivilinssi; veteen upotusaine on tislattua vettä ja sen taitekerroin on 1,33; öljyimmersioobjektiivilinssin väliaine on setriöljy tai muu läpinäkyvä öljy, sen taitekerroin on yleinen Noin 1,52, lähellä linssin ja lasilevyn taitekerrointa, kuten Olympuksen 100X öljylinssi. Vesiimmersioobjektiivilla ja öljyimmersioobjektiivilla ei ole vain suuri suurennus, vaan ne myös parantavat objektiivin resoluutiota korkean taitekertoimen ansiosta.
