Miért kell konfokális mikroszkópot használnom?
1. Az optikai mikroszkóp nagy elődeink erőfeszítései és fejlesztései révén lett tökéletes. Valójában a szokásos mikroszkóp segítségével egyszerűen és gyorsan gyönyörű mikroszkopikus képeket készíthetünk. A majdnem tökéletes mikroszkópok világát forradalmasító esemény azonban a "lézer pásztázó konfokális mikroszkóp" feltalálása volt. Ezt az új típusú mikroszkópot olyan optikai rendszer jellemzi, amely csak arról a felületről nyeri ki a képinformációt, amelyre a fókusz koncentrálódik, és a fókusz változtatásával, miközben a képmemóriában visszanyeri a megszerzett információkat, éles képet kaphatunk teljes 3-dimenziós információ. Így könnyen lehet olyan információt szerezni a felület alakjáról, amelyet hagyományos mikroszkóppal nem lehet megerősíteni. Ráadásul míg a "növekvő felbontás" és a "mélyebb fókuszmélység" egymásnak ellentmondó feltételek a hagyományos optikai mikroszkópoknál, különösen nagy nagyításnál, ezt a problémát a konfokális mikroszkópok megoldják.
2. A konfokális optikai rendszer előnyei
Lézeres konfokális mikroszkóp sematikus diagramja
A konfokális optikai rendszer a minta pontszerű megvilágítása, miközben a visszavert fényt is egy pontreceptor segítségével fogadjuk. Ha a mintát a fókuszpontba helyezzük, a visszavert fény szinte teljes mennyisége eléri a fotoreceptort, és ha a minta életlen, a visszavert fény nem éri el a fotoreceptort. Más szóval, egy konfokális optikai rendszerben csak a fókuszponttal egybeeső kép kerül a kimenetre, és a foltok és a haszontalan szórt fény ki vannak zárva.
3. Miért érdemes lézert használni?
A konfokális optikai rendszerben a mintát egy ponton megvilágítják, és a visszavert fényt egy pontérzékelő fogadja. Ezért pontszerű fényforrásra van szükség. A lézer nagyon pontszerű fényforrás. A legtöbb esetben a konfokális mikroszkópok fényforrása lézerfényforrás. Emellett a lézerek monokromatikussága, irányultsága és kiváló sugárformája fontos okai széleskörű elterjedésüknek.
4. Nagy sebességű szkennelésen alapuló valós idejű megfigyelés lehetséges.
A lézeres letapogatáshoz vízszintes irányban akusztikus optikai eltérítő egységet (Acoustic Optical Deflector, AO prime), függőlegesen pedig szervoelektronikus vezérlésű sugárpásztázó tükröt (Servo Galvano-tükör) használnak. Mivel az AO Deflectorban nincs mechanikai rezgés, nagy sebességű letapogatás lehetséges, és a monitor képernyőjén valós idejű megfigyelés lehetséges. Ennek a fényképezőgépnek a nagy sebessége nagyon fontos tényező, amely közvetlenül befolyásolja az élességállítás és a pozíciókeresés sebességét.
5. A fókusz helyzete és a fényerő kapcsolata
Konfokális optikai rendszerben a minta zui nagy fényerő esetén helyesen kerül fókuszhelyzetbe, előtte és mögötte a fényereje élesen lecsökken (4. ábra folytonos vonal). A fókuszsík ezen érzékeny szelektivitása a konfokális mikroszkóp magassági orientációja és a fókusztágulás mélysége mögött meghúzódó elv. Ezzel szemben a szokásos optikai mikroszkópok nem mutatnak szignifikáns változást a fényerőben a fókuszhelyzet előtt és után (szaggatott vonal a 4. ábrán).
6. Nagy kontraszt, nagy felbontás
A hagyományos optikai mikroszkópban a mikroszkóp életlen részéből visszavert fény interferál a mikroszkóp fókuszos képalkotó részével, és átfedi azt, ami a kép kontrasztjának csökkenését eredményezi. Ezzel szemben a konfokális optikai rendszerben a fókuszponton kívül és az objektívlencsén belül szórt fény szinte teljesen eltűnik, ami nagyon nagy kontrasztú képeket eredményez. Emellett a mikroszkóp felbontóképessége is javul, mert a fény kétszer halad át az objektívlencsén, élesítve ezzel a pontképet.
7. Optikai lokalizációs funkció
A konfokális optikai rendszerben a visszavert fényt a fókuszponttól eltérő ponton lévő mikro-apertúra árnyékolja. Ennek eredményeként a háromdimenziós minta megfigyelésekor a kép úgy alakul ki, mintha a mintát a fókuszponttal felszeletelték volna (5. ábra). Ezt a hatást optikai lokalizációnak nevezik, és a konfokális optikai rendszerek egyik jellemzője.
