За допомогою яких методів можна збільшити роздільну здатність мікроскопа?
Одним із основних інструментів тестування є мікроскоп, і роздільна здатність є вирішальним показником для оцінки ефективності інструменту. Роздільна здатність — це здатність чітко розрізняти дві лінії або маленькі точки на близькій відстані. Саме око функціонує як мікроскоп. Роздільна здатність людського ока на відстані зору, яка загальновизнано становить 25 см, становить приблизно 1/10 мм за нормальних умов освітлення. Оскільки прямі лінії можуть викликати збудження ряду нервових клітин, роздільна здатність очей може бути збільшена під час спостереження за двома прямими лініями.
Оскільки роздільна здатність людського ока становить лише 1/10 мм, воно не може розрізнити два дуже малі об’єкти, розташовані на відстані менше 1/10 мм. Отже, розробка оптичного мікроскопа для мікроскопічного контролю була першою, а потім розробка електронного мікроскопа. Найкоротша відстань між двома крихітними плямами, які можна чітко розрізнити на зразку, називається роздільною здатністю мікроскопа. D=0.61/NA — його формула обчислення.
У формулі: D – роздільна здатність (um); λ - довжина хвилі джерела світла (мкм); NA — числова апертура лінзи об’єктива (також називається світлосилою).
З формули можна отримати, що роздільна здатність мікроскопа залежить від довжини хвилі джерела падаючого світла та числової апертури узгодженої лінзи об’єктива. Видно, що метод удосконалення оптичного мікроскопа:
1. Зменшіть довжину хвилі джерела світла.
Найкоротша довжина хвилі видимого світла становить 390нм. Якщо ультрафіолетове світло цієї довжини хвилі використовувати як джерело освітлення, роздільну здатність оптичного мікроскопа можна зменшити до 0,2 мкм. Однак, оскільки скло з більшості поширених матеріалів поглинає велику кількість світла з довжиною хвилі нижче 340 нм, ультрафіолетове світло не може сформувати чітке та яскраве зображення після значного ослаблення. Тому потрібно використовувати дорогі матеріали, такі як кварц (який може пропускати ультрафіолетове світло до 200 нм) і флюорит (який може пропускати ультрафіолетове світло до 185 нм), а ультрафіолетовий мікроскоп неможливо спостерігати неозброєним оком. , і навіть досліджуваний зразок Через обмеження мікроскопа в поєднанні з високою вартістю цей метод покращення роздільної здатності мікроскопа не має широкого застосування через власні обмеження.
2. Збільшити числову апертуру NA лінзи об’єктива.
Числова апертура NA=n*sin(u)
У формулі n — показник заломлення середовища між лінзою об'єктива і зразком; u — кут половини апертури лінзи об'єктива. Таким чином, з точки зору оптичного дизайну, відповідне прийняття більшого кута апертури або збільшення показника заломлення стало звичайним методом покращення роздільної здатності оптичного мікроскопа. Як правило, середня лінза об’єктива з низьким збільшенням, наприклад нижче 10X, є повітрям, і його показник заломлення дорівнює 1, тобто суха лінза об’єктива; середовище водного занурення дистильована вода, її показник заломлення 1,33; Середовище масляної імерсійної лінзи об’єктива — це кедрова олія або інша прозора олія, її показник заломлення становить у середньому близько 1,52, близький до показника заломлення лінзи та предметного скла, наприклад масляної лінзи Olympus 100X. Водно-імерсійні об’єктиви та масляні імерсійні об’єктиви не тільки мають високе збільшення, але й покращують роздільну здатність об’єктива завдяки використанню середовища з високим показником заломлення.
