Cách tối ưu hóa độ phân giải của kính hiển vi

Kính hiển viLà một trong những thiết bị chính của thiết bị thử nghiệm, và đánh giáKính hiển viMột chỉ số quan trọng về hiệu suất là độ phân giải. Độ phân giải đề cập đến khoảng cách nhỏ nhất giữa hai chấm nhỏ hoặc hai dòng có thể được phân biệt rõ ràng. Mắt người là một kính hiển vi. Trong điều kiện ánh sáng tiêu chuẩn, độ phân giải của mắt người ở khoảng cách photopic (25cm được quốc tế công nhận) xấp xỉ bằng 1/10 mm. Để quan sát hai đường thẳng, vì đường thẳng có thể kích thích một loạt các tế bào thần kinh, độ phân giải của mắt có thể được cải thiện.

Độ phân giải của mắt người chỉ là 1/10 mm, do đó, mắt người không thể phân biệt khoảng cách giữa một vật nhỏ hơn 1/10 mm hoặc hai vật nhỏ hơn gần 1/10 mm. Vì vậy, đã có một loại kính lúp vĩ mô đơn giản đến kính hiển vi quang học để quan sát bằng kính hiển vi, sau đó là kính hiển vi điện tử. Định nghĩa độ phân giải kính hiển vi đề cập đến khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm nhỏ có thể được phân biệt rõ ràng trên mẫu vật. Công thức tính toán là:

D = 0,61λ / na

Trong đó: D là độ phân giải (um); λ là bước sóng của nguồn sáng (um); NA là khẩu độ số của ống kính khách quan (còn được gọi là tỷ lệ khẩu độ ống kính).

Theo công thức, độ phân giải của kính hiển vi phụ thuộc vào bước sóng của nguồn sáng tới và khẩu độ số của ống kính khách quan phù hợp. Có thể thấy rằng phương pháp cải thiện kính hiển vi quang học:

1. Tăng khẩu độ số NA của ống kính khách quan.

Khẩu độ số Na = n * Sin (U)

Trong công thức, N là chỉ số khúc xạ của môi trường giữa ống kính khách quan và mẫu thử; u là một nửa góc khẩu độ của ống kính khách quan. Do đó, đây là phương pháp phổ biến nhất để tăng độ phân giải của kính hiển vi quang học bằng cách sử dụng một cách thích hợp một góc khẩu độ lớn hơn hoặc tăng chỉ số khúc xạ từ thiết kế quang học. Nói chung, các mục tiêu độ phóng đại thấp như dưới 10 lần sử dụng không khí như phương tiện, với chỉ số khúc xạ là 1, nghĩa là một mục tiêu khô; môi trường ngâm nước là nước cất, và chỉ số khúc xạ của nó là 1,33; Môi trường mục tiêu ngâm dầu là dầu Cedar hoặc dầu trong suốt khác, và chỉ số khúc xạ của nó là trung bình khoảng 1,52, gần với chỉ số khúc xạ của ống kính và slide thủy tinh, chẳng hạn như gương dầu Olympus 100x. Ống kính mục tiêu ngâm nước và ống kính tích lũy dầu không chỉ có độ phóng đại cao, mà còn làm tăng độ phân giải của ống kính khách quan do sử dụng môi trường chỉ số khúc xạ cao.

2. Giảm bước sóng của nguồn sáng.

Bước sóng ngắn nhất của ánh sáng có thể nhìn thấy là 390nm. Nếu tia cực tím của bước sóng này được sử dụng làm nguồn chiếu sáng, độ phân giải của kính hiển vi quang học có thể giảm xuống 0,2um. Tuy nhiên, vì hầu hết các vật liệu thủy tinh phổ biến hấp thụ một lượng lớn ánh sáng với bước sóng dưới 340nm, đèn cực tím không thể tạo thành một hình ảnh rõ ràng và sáng sau một lượng nhỏ suy giảm. Do đó, các vật liệu đắt tiền như thạch anh (có thể truyền tia cực tím thấp nhất là 200nm) và fluorite (có thể truyền ánh sáng cực thấp tới 185nm) phải được sử dụng và kính hiển vi ánh sáng cực tím không thể được quan sát bằng mắt thường, và thậm chí Các mẫu được quan sát ngoài chi phí cao, phương pháp cải thiện độ phân giải của kính hiển vi không được sử dụng rộng rãi do giới hạn riêng của nó.