Milyen technikákkal növelhető a mikroszkóp felbontása?
Az egyik elsődleges vizsgálóeszköz a mikroszkóp, és a felbontás az eszköz teljesítményének értékeléséhez elengedhetetlen mérőszám. A felbontás két vonal vagy kis pont megkülönböztetésének képessége közelről. A szem maga mikroszkópként működik. Az emberi szem felbontása a látótávolságban, amely általánosan elfogadott, hogy 25 cm, normál fényviszonyok mellett 1/10 mm körüli. Mivel az egyenes vonalak számos idegsejtet gerjeszthetnek, a szem felbontása növelhető két egyenes vonal megfigyelése közben.
Mivel az emberi szem felbontása csak 1/10 mm, nem tud különbséget tenni két rendkívül kicsi tárgy között, amelyek egymástól 1/10 mm-nél közelebb vannak. Tehát először a mikroszkópos vizsgálathoz használható optikai mikroszkóp fejlesztése következett, majd az elektronmikroszkóp kifejlesztése. A mintán egyértelműen megkülönböztethető két apró folt közötti legrövidebb távolságot mikroszkóp felbontásnak nevezzük. A D=0.61/NA a számítási képlete.
A képletben: D a felbontás (um); λ a fényforrás hullámhossza (um); Az NA az objektív numerikus rekeszértéke (rekeszértéknek is nevezik).
A képletből megállapítható, hogy a mikroszkóp felbontása a beeső fényforrás hullámhosszától és az illesztett objektívlencse numerikus apertúrájától függ. Látható, hogy az optikai mikroszkóp javításának módszere:
1. Csökkentse a fényforrás hullámhosszát.
A látható fény rövidebb hullámhossza 390nm. Ha ilyen hullámhosszú ultraibolya fényt használunk megvilágítási forrásként, az optikai mikroszkóp felbontása 0,2 um-ra csökkenthető. Mivel azonban a legelterjedtebb anyagok üvegei nagy mennyiségű, 340 nm alatti hullámhosszú fényt nyelnek el, az ultraibolya fény nagymértékű csillapítás után nem tud tiszta és világos képet alkotni. Ezért olyan drága anyagokat kell használni, mint a kvarc (amely akár 200 nm-es ultraibolya fényen is áthatol) és a fluorit (amely akár 185 nm-es ultraibolya fényen is áthatol), és az ultraibolya fénymikroszkóp szabad szemmel nem figyelhető meg. , sőt a megfigyelt minta A mikroszkóp korlátai, valamint a magas költség mellett a mikroszkóp felbontásának ezt a módszerét saját korlátai miatt nem használják széles körben.
2. Növelje az objektív NA numerikus rekeszértékét.
Numerikus rekeszérték NA=n*sin(u)
A képletben n az objektívlencse és a próbatest közötti közeg törésmutatója; u az objektív lencséjének fél rekeszszöge. Ezért az optikai tervezés szempontjából a nagyobb rekeszszög megfelelő alkalmazása vagy a törésmutató növelése általános módszerré vált az optikai mikroszkóp felbontásának javítására. Általában az alacsony nagyítású objektívlencsék, például a 10X alatti objektívek közege a levegő, és a törésmutatója 1, azaz száraz objektív; a vízbemerítés közege desztillált víz, törésmutatója 1,33; az olajimmerziós objektívlencse közege cédrusolaj vagy más átlátszó olaj, törésmutatója átlagos 1,52 körül, közel a lencse és a tárgylemez törésmutatójához, mint például az Olympus 100X olajos lencséje. A vízimmerziós objektívlencse és az olajimmerziós objektívlencse nemcsak nagy nagyítással rendelkezik, hanem a nagy törésmutatójú közeg használatának köszönhetően javítja az objektívlencse felbontását is.
