Comment améliorer la résolution d’un microscope ?
Le microscope est l'un des principaux équipements de test des équipements, et la résolution est un indicateur important pour juger des performances d'un microscope. La résolution fait référence à la capacité de distinguer clairement la plus petite distance entre deux petits points ou deux lignes. L’œil humain lui-même est un microscope. Dans des conditions d'éclairage standard, la résolution de l'œil humain à la distance photopique (reconnue internationalement comme 25 cm) est approximativement égale à 1/10 mm. Pour observer deux lignes droites, puisque les lignes droites peuvent stimuler une série de cellules nerveuses, la résolution des yeux peut être améliorée.
La résolution de l'œil humain n'est que de 1/10 mm, de sorte que l'œil humain ne peut pas distinguer les objets inférieurs à 1/10 mm ou la distance entre deux petits objets inférieure à 1/10 mm. Il y eut ainsi de simples loupes macroscopiques, des microscopes optiques pour l'observation microscopique, puis des microscopes électroniques. La résolution d'un microscope est définie comme la plus petite distance entre deux petits points d'un échantillon pouvant être clairement distingués. La formule de calcul est : D=0.61λ/NA
Dans la formule : D est la résolution (um) ; λ est la longueur d'onde de la source lumineuse (um) ; NA est l'ouverture numérique de l'objectif (également appelée rapport d'ouverture de l'objectif).
On peut déduire de la formule que la résolution du microscope est déterminée par la longueur d'onde de la source de lumière incidente et l'ouverture numérique de l'objectif correspondant. On peut en déduire que les méthodes pour améliorer la microscopie optique :
1. Réduisez la longueur d’onde de la source lumineuse.
La longueur d'onde la plus courte de la lumière visible est de 390 nm. Si la lumière ultraviolette de cette longueur d'onde est utilisée comme source 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 une image claire et lumineuse après une grande atténuation. Par conséquent, des matériaux coûteux tels que le quartz (qui peut transmettre la lumière ultraviolette jusqu'à 200 nm) et la fluorite (qui peut transmettre la lumière ultraviolette jusqu'à 185 nm) doivent être utilisés, et les microscopes à lumière ultraviolette ne peuvent pas être observés à l'œil nu, même sous l’observation des échantillons. Associée à son coût élevé, 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’adoption appropriée d’un angle d’ouverture plus grand dans la conception optique ou l’augmentation de l’indice de réfraction est devenue une méthode courante pour améliorer la résolution des microscopes optiques. Généralement, le milieu des lentilles d'objectif à faible grossissement telles que celles inférieures à 10X est l'air, avec un indice de réfraction de 1, c'est-à-dire une lentille d'objectif à système sec ; le milieu d'immersion dans l'eau est de l'eau distillée, avec un indice de réfraction de 1,33 ; le milieu d'une lentille d'objectif à immersion dans l'huile est de l'huile de cèdre ou une autre huile transparente, avec un indice de réfraction moyen. À environ 1,52, il est proche de l'indice de réfraction des lentilles et des lames de verre, comme la lentille à huile 100X d'Olympus. Les objectifs à immersion dans l'eau et dans l'huile ont non seulement un grossissement élevé, mais utilisent également un support à indice de réfraction élevé pour améliorer la résolution de l'objectif.
