현미경의 해상도는 어떻게 높일 수 있습니까?
주요 테스트 도구 중 하나는 현미경이며 해상도는 도구의 성능을 평가하는 중요한 척도입니다. 해상도는 가까운 거리에서 두 개의 선 또는 작은 점을 뚜렷하게 구분할 수 있는 능력입니다. 눈 자체가 현미경 역할을 합니다. 일반적으로 25cm로 인정되는 시거리에서의 인간 눈의 해상도는 정상적인 조명 환경에서 약 1/10mm입니다. 직선은 수많은 신경세포를 자극할 수 있기 때문에 두 개의 직선을 보면서 눈의 해상도를 높일 수 있다.
인간의 눈의 해상도는 1/10mm에 불과하므로 1/10mm보다 더 가까운 두 개의 매우 작은 물체를 식별할 수 없습니다. 그래서 현미경 검사를 위한 광학현미경의 발달이 먼저 이루어졌고 전자현미경의 발달이 뒤따랐다. 표본에서 명확하게 구별할 수 있는 두 개의 작은 점 사이의 최단 거리를 현미경 해상도라고 합니다. D=0.61/NA는 계산 공식입니다.
방정식에서 D는 해상도(um), 광원의 파장(um), NA는 대물 렌즈의 개구수(um)(개구율이라고도 함)를 나타냅니다.
이 공식은 일치하는 대물 렌즈의 개구수와 입사광원의 파장이 현미경의 해상도를 결정한다는 것을 나타냅니다. 볼 수 있듯이 광학 현미경은 다음과 같이 개선될 수 있습니다.
1. 광원의 파장을 줄입니다.
가시광선은 파장이 390nm로 더 짧습니다. 자외선의 이 파장은 조명원으로 활용될 때 광학 현미경의 해상도를 0.2um로 저하시킬 수 있습니다. 그러나 대부분의 일반 소재 유리는 340nm 이하 파장의 빛을 많이 흡수하므로 UV 광선이 상당한 감쇠 후에도 선명하고 밝은 이미지를 생성하는 것이 불가능합니다. 육안 및 관찰된 샘플까지도 각각 185nm 및 200nm의 낮은 자외선을 통과할 수 있는 석영 및 형석과 같은 고가의 재료를 사용해야 합니다. 현미경의 해상도를 높이는 이 기술은 현미경의 높은 비용과 제약으로 인해 복합적인 한계 때문에 자주 사용되지 않습니다.
2. 대물렌즈의 개구수 NA를 증가시킨다.
개구수 NA=n*sin(u)
방정식에서 n은 대물렌즈와 시료 사이에 있는 매질의 굴절률을 나타내고 u는 대물렌즈의 조리개 반각을 나타냅니다. 이 때문에 광학 설계의 관점에서 더 큰 개구각을 올바르게 채택하거나 굴절률을 높이는 것이 광학 현미경의 해상도를 향상시키는 대중적인 기술로 부상했습니다. 10X 미만은 일반적으로 굴절률이 1인 공기이므로 건조 매질이 됩니다. 침수 매체는 굴절률이 1.33인 증류수입니다. Olympus의 100X 오일 렌즈와 같은 오일 침지 대물 렌즈용 매체는 일반적으로 약 1.52의 굴절률을 가지고 있습니다. 고굴절률 매질을 사용하기 때문에 침수식 대물렌즈와 유침식 대물렌즈는 배율이 높을 뿐만 아니라 대물렌즈의 해상도도 향상됩니다.
