Katere tehnike je mogoče uporabiti za povečanje ločljivosti mikroskopa?
Eno od primarnih orodij za testiranje je mikroskop, ločljivost pa je ključna metrika za ocenjevanje učinkovitosti orodja. Ločljivost je zmožnost razločevanja med dvema črtama ali majhnima točkama na blizu. Samo oko deluje kot mikroskop. Ločljivost človeškega očesa na vidni razdalji, ki je splošno sprejeta kot 25 cm, je v normalnih svetlobnih okoliščinah približno 1/10 mm. Ker lahko ravne črte vzdražijo številne živčne celice, se lahko poveča ločljivost oči, medtem ko gledate dve ravni črti.
Ker je ločljivost človeškega očesa samo 1/10 mm, ne more razlikovati med dvema izredno majhnima predmetoma, ki sta bližje kot 1/10 mm drug od drugega. Tako je najprej prišel razvoj optičnega mikroskopa za mikroskopski pregled, sledil mu je razvoj elektronskega mikroskopa. Najkrajša razdalja med dvema drobnima točkama, ki ju je mogoče jasno razločiti na vzorcu, se imenuje ločljivost mikroskopa. D=0.61/NA je njegova formula za izračun.
V formuli: D je ločljivost (um); λ je valovna dolžina svetlobnega vira (um); NA je numerična zaslonka objektiva (imenovana tudi razmerje zaslonke).
Iz formule lahko razberemo, da je ločljivost mikroskopa odvisna od valovne dolžine vpadnega svetlobnega vira in numerične aperture usklajene leče objektiva. Vidimo lahko, da je metoda izboljšanja optičnega mikroskopa:
1. Zmanjšajte valovno dolžino vira svetlobe.
Krajša valovna dolžina vidne svetlobe je 390nm. Če kot vir osvetlitve uporabimo ultravijolično svetlobo te valovne dolžine, lahko ločljivost optičnega mikroskopa zmanjšamo na 0,2 um. Ker pa steklo iz najpogostejših materialov absorbira veliko količino svetlobe z valovno dolžino pod 340 nm, ultravijolična svetloba po velikem zmanjšanju ne more oblikovati jasne in svetle slike. Zato je treba uporabiti drage materiale, kot sta kremen (ki lahko prehaja skozi ultravijolično svetlobo do 200 nm) in fluorit (ki lahko prehaja skozi ultravijolično svetlobo do 185 nm), ultravijoličnega mikroskopa pa ni mogoče opazovati s prostim očesom. , in celo opazovani vzorec. Zaradi omejitev mikroskopa in visokih stroškov se ta metoda izboljšanja ločljivosti mikroskopa zaradi lastnih omejitev ne uporablja široko.
2. Povečajte numerično zaslonko NA leče objektiva.
Numerična apertura NA=n*sin(u)
V formuli je n lomni količnik medija med lečo objektiva in vzorcem; u je polovični kot odprtine objektiva. Zato je z vidika optične zasnove ustrezna uporaba večjega kota zaslonke ali povečanje lomnega količnika postala običajna metoda za izboljšanje ločljivosti optičnega mikroskopa. Na splošno je medij objektiva z nizko povečavo, kot je pod 10X, zrak, njegov lomni količnik pa je 1, to je suha objektivna leča; medij potopitve v vodo je destilirana voda, njen lomni količnik pa je 1,33; medij oljne imerzijske leče objektiva je cedrovo olje ali drugo prozorno olje, njegov lomni količnik je povprečen okoli 1,52, blizu lomnega količnika leče in stekelca, kot je 100X oljna leča Olympusa. Objektiv z vodno imerzijo in leča z oljno imerzijo nimata le velike povečave, temveč tudi izboljšata ločljivost leče objektiva zaradi uporabe medijev z visokim lomnim količnikom.
