현미경의 해상도를 어떻게 높일 수 있나요?
현미경은 검사장비의 주요 장비 중 하나이며, 현미경의 성능을 판단하는 중요한 지표는 해상도입니다. 해상도란 두 개의 작은 점이나 두 개의 선 사이의 작은 거리를 명확하게 구분하는 능력을 말합니다. 인간의 눈 자체가 현미경이다. 표준 조명 조건에서 시야 거리(국제적으로 25cm로 인정됨)에서 인간의 눈의 해상도는 약 1/10mm입니다. 두 개의 직선을 관찰할 경우 직선이 일련의 신경세포를 자극할 수 있기 때문에 눈의 해상도가 향상될 수 있습니다.
인간의 눈의 해상도는 1/10mm에 불과하므로 인간의 눈은 1/10mm보다 작은 물체나 1/10mm보다 가까운 두 개의 작은 물체 사이의 거리를 구별할 수 없습니다. 그래서 단순한 거시적 확대경에서부터 미세한 관찰을 위한 광학현미경, 그리고 전자현미경이 등장하게 되었습니다. 현미경 분해능은 표본에서 명확하게 분해될 수 있는 두 개의 작은 점 사이의 최소 거리로 정의됩니다. 계산식은 D=0.61λ/NA입니다.
공식에서 D는 해상도(um)입니다. λ는 광원의 파장(um)입니다. NA는 대물렌즈의 개구수(개구율이라고도 함)입니다.
현미경의 분해능은 입사 광원의 파장과 일치하는 대물 렌즈의 개구수에 따라 달라진다는 공식을 통해 얻을 수 있습니다. 광학 현미경을 개선하는 방법은 다음과 같습니다.
1. 광원의 파장을 줄입니다.
가시광선의 더 짧은 파장은 390nm입니다. 이 파장의 자외선을 조명원으로 사용하면 광학현미경의 분해능이 0.2um까지 줄어들 수 있다. 그러나 가장 일반적인 재질의 유리는 340nm 이하 파장의 빛을 많이 흡수하기 때문에 자외선은 많은 양의 감쇠를 거쳐 깨끗하고 밝은 이미지를 형성할 수 없습니다. 따라서 석영(200nm 정도의 낮은 자외선을 투과할 수 있음), 형석(185nm 정도의 낮은 자외선을 투과할 수 있음) 등 고가의 재료를 사용해야 하며, 자외선현미경은 육안으로 관찰할 수 없다. , 심지어 관찰 샘플에 의해 제한됩니다. 이러한 현미경의 분해능을 향상시키는 방법은 비용이 높을 뿐만 아니라 그 자체의 한계로 인해 널리 사용되지는 않는다.
2. 대물렌즈의 개구수 NA를 늘립니다.
개구수 NA=n*sin(u)
공식에서 n은 대물렌즈와 시편 사이의 매질의 굴절률입니다. u는 대물렌즈의 절반 조리개 각도입니다. 따라서 광학현미경의 해상력을 향상시키기 위해서는 광학설계 측면에서 개구각을 크게 하거나 굴절률을 높이는 것이 일반적인 방법이 되었다. 일반적으로 10X 이하와 같은 저배율 대물 렌즈의 매체는 공기이고 굴절률은 1, 즉 건식 대물 렌즈입니다. 수침 매체는 증류수이며 굴절률은 1.33입니다. 오일 침지 대물 렌즈 매체는 삼나무 오일 또는 기타 투명 오일이며 굴절률은 일반적으로 Olympus 100X 오일 렌즈와 같은 렌즈 및 유리 슬라이드의 굴절률에 가까운 약 1.52입니다. 수침식 대물렌즈와 유침식 대물렌즈는 고배율을 가질 뿐만 아니라 고굴절률 매질을 사용하여 대물렌즈의 해상력을 향상시킨다.
