Comment améliorer la résolution d'un microscope ?
Les microscopes sont l'un des principaux équipements de test des équipements, et l'indicateur important pour évaluer les performances des microscopes est la résolution. La résolution fait référence à la capacité de distinguer clairement deux petits points ou la plus petite distance entre deux lignes. L'œil humain lui-même est un microscope et, dans des conditions d'éclairage standard, la résolution de l'œil humain à une distance lumineuse (reconnue internationalement comme 25 cm) est d'environ 1/10 mm. Pour observer deux lignes droites, la résolution de l’œil peut être améliorée en stimulant une série de cellules nerveuses.
La résolution de l'œil humain n'est que de 1/10 mm, donc la distance entre des objets inférieurs à 1/10 mm ou deux petits objets plus proches que 1/10 mm ne peut pas être distinguée par l'œil humain. On est donc passé des simples loupes macroscopiques aux microscopes optiques d'observation microscopique, suivis des microscopes électroniques. La définition de la résolution d'un microscope fait référence à la plus petite distance entre deux petits points pouvant être clairement distingués sur un échantillon.
La formule de calcul est : D=0.61 λ／ NA
Dans la formule, D représente la résolution (um) ; λ est la longueur d'onde de la source lumineuse (um) ; NA est l'ouverture numérique (également appelée rapport d'ouverture) de l'objectif.
Selon la formule, la résolution d'un microscope dépend de la longueur d'onde de la source de lumière incidente et de l'ouverture numérique de l'objectif adapté. De là, on peut voir que les méthodes d’amélioration des microscopes optiques sont :
1. Réduisez la longueur d’onde de la source lumineuse.
La lumière visible a une longueur d'onde plus courte de 390 nm. Si la lumière ultraviolette de cette longueur d'onde est utilisée comme source de lumière d'éclairage, la résolution du microscope optique peut être réduite à 0,2 um. Cependant, étant donné que la plupart des matériaux en verre ordinaires absorbent une grande quantité de lumière avec des longueurs d'onde inférieures à 340 nm, la lumière ultraviolette ne peut pas former d'images claires et lumineuses après une atténuation significative. Par conséquent, des matériaux coûteux tels que le quartz (qui peut transmettre une lumière ultraviolette jusqu’à 200 nm) et la fluorite (qui peut transmettre une lumière ultraviolette jusqu’à 185 nm) doivent être utilisés. De plus, les microscopes ultraviolets ne peuvent pas être observés à l’œil nu et sont même limités par les échantillons observés, associés à des coûts élevés. Par conséquent, cette méthode d’amélioration de la résolution du microscope n’est pas largement utilisée en raison de ses propres limites.
2. Augmentez l'ouverture numérique NA de l'objectif
Ouverture numérique NA=n * sin (u)
Dans la formule, n est l'indice de réfraction du milieu entre l'objectif et l'échantillon ; U est le demi-angle d'ouverture de l'objectif. Par conséquent, l’utilisation d’un angle d’ouverture plus grand ou l’augmentation de l’indice de réfraction dans la conception optique est devenue une méthode courante pour améliorer la résolution des microscopes optiques. Généralement, les lentilles à faible grossissement inférieur à 10X utilisent l'air comme milieu et ont un indice de réfraction de 1, qui est un objectif de type sec ; Le milieu d'immersion dans l'eau est de l'eau distillée, avec un indice de réfraction de 1,33 ; Le milieu d'objectif immergé dans l'huile est du goudron ou une autre huile transparente, avec un indice de réfraction généralement autour de 1,52, ce qui est proche de l'indice de réfraction des lentilles et des lames de verre, telles que la lentille à huile 100X d'Olympus. Les lentilles à immersion dans l'eau et les lentilles à immersion dans l'huile ont non seulement un grossissement élevé, mais améliorent également la résolution de l'objectif grâce à l'utilisation de supports à indice de réfraction élevé.
