Hogyan javítható a mikroszkóp felbontása?
A mikroszkópok a berendezések tesztelésének egyik fő berendezése, és a mikroszkópok teljesítményének értékelésének fontos mutatója a felbontás. A felbontás két kis pont vagy két vonal közötti kisebb távolság világos megkülönböztetésének képességére utal. Maga az emberi szem egy mikroszkóp, és normál fényviszonyok mellett az emberi szem felbontása fényes távolságban (nemzetközileg 25 cm-nek) körülbelül 1/10 mm. Két egyenes vonal megfigyeléséhez egy sor idegsejt stimulálásával javítható a szem felbontása.
Az emberi szem felbontása mindössze 1/10 mm, így az 1/10 mm-nél kisebb tárgyak, illetve két, 1/10 mm-nél közelebbi kis tárgy közötti távolságot az emberi szem nem tudja megkülönböztetni. Tehát az egyszerű makroszkopikus nagyítókról a mikroszkopikus megfigyelő optikai mikroszkópokra, majd az elektronmikroszkópokra való áttérés történt. A mikroszkóp felbontás definíciója a mintán egyértelműen megkülönböztethető két kis pont közötti kisebb távolságra vonatkozik.
A számítási képlet a következő: D=0.61 λ／ NA
A képletben D a felbontást (um); λ a fényforrás hullámhossza (um); Az NA az objektív numerikus rekeszértéke (más néven rekeszérték).
A képlet szerint a mikroszkóp felbontása a beeső fényforrás hullámhosszától és az illesztett objektív numerikus apertúrájától függ. Ebből látható, hogy az optikai mikroszkópok javításának módszerei a következők:
1. Csökkentse a fényforrás hullámhosszát.
A látható fény hullámhossza rövidebb, 390nm. Ha ilyen hullámhosszú ultraibolya fényt használunk megvilágítási fényforrásként, az optikai mikroszkóp felbontása 0,2 um-ra csökkenthető. Mivel azonban a legtöbb közönséges üveganyag nagy mennyiségű, 340 nm alatti hullámhosszú fényt nyel el, az ultraibolya fény jelentős csillapítás után nem tud tiszta és fényes képet alkotni. Ezért olyan drága anyagokat kell használni, mint a kvarc (amely akár 200 nm-es ultraibolya fényt is átereszt) és a fluorit (amely akár 185 nm-es ultraibolya fényt is képes átereszteni). Ráadásul az ultraibolya mikroszkópok szabad szemmel nem figyelhetők meg, sőt a megfigyelt minták korlátozzák őket, amihez drága költségek társulnak. Ezért a mikroszkóp felbontásának ezt a módszerét saját korlátai miatt nem használják széles körben.
2. Növelje az objektív NA numerikus rekeszértékét
Numerikus rekesznyílás NA=n * sin (u)
A képletben n az objektívlencse és a próbatest közötti közeg törésmutatója; U az objektív lencséjének fél rekeszszöge. Ezért a nagyobb apertúraszög alkalmazása vagy a törésmutató növelése az optikai tervezésben általános módszerré vált az optikai mikroszkópok felbontásának javítására. Általában a 10-szeresnél kisebb nagyítású lencsék levegőt használnak közegként, és törésmutatójuk 1, ami száraz típusú objektív; A vízbemerítő közeg desztillált víz, törésmutatója 1,33; Az olajba merülő objektív közeg kátrány vagy más átlátszó olaj, amelynek törésmutatója általában 1,52 körül van, ami közel áll a lencsék és a tárgylemezek, például az Olympus 100X olajlencséjének törésmutatójához. A vízimmerziós lencsék és az olajimmerziós lencsék nemcsak nagy nagyítással rendelkeznek, hanem a nagy törésmutatójú közeg használatának köszönhetően javítják az objektív felbontását is.
