माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन कैसे बढ़ाया जा सकता है?

माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन कैसे बढ़ाया जा सकता है?

प्राथमिक परीक्षण उपकरणों में से एक माइक्रोस्कोप है, और उपकरण के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए रिज़ॉल्यूशन एक महत्वपूर्ण मीट्रिक है। रिज़ॉल्यूशन दो रेखाओं या निकट सीमा पर छोटे बिंदुओं के बीच स्पष्ट रूप से अंतर करने की क्षमता है। आँख स्वयं सूक्ष्मदर्शी का कार्य करती है। दृष्टि की दूरी पर मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन, जिसे सार्वभौमिक रूप से 25 सेमी माना जाता है, सामान्य प्रकाश परिस्थितियों में लगभग 1/10 मिमी है। चूँकि सीधी रेखाएँ कई तंत्रिका कोशिकाओं को उत्तेजित कर सकती हैं, इसलिए दो सीधी रेखाओं को देखते समय आँखों का रिज़ॉल्यूशन बढ़ाया जा सकता है।

चूँकि मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन केवल 1/10 मिमी है, यह दो अत्यंत छोटी वस्तुओं के बीच अंतर नहीं कर सकता है जो 1/10 मिमी से अधिक करीब हैं। इसलिए सूक्ष्म निरीक्षण के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का विकास सबसे पहले हुआ, उसके बाद इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का विकास हुआ। किसी नमूने पर स्पष्ट रूप से पहचाने जा सकने वाले दो छोटे धब्बों के बीच की सबसे छोटी दूरी को माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन कहा जाता है। D=0.61/NA इसका गणना सूत्र है।

समीकरण में, डी का मतलब उम में रिज़ॉल्यूशन, उम में प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य और उम में ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर के लिए एनए (जिसे एपर्चर अनुपात भी कहा जाता है) है।

सूत्र इंगित करता है कि मिलान उद्देश्य लेंस के संख्यात्मक एपर्चर और घटना प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को निर्धारित करते हैं। जैसा कि देखा जा सकता है, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप को इसके द्वारा बेहतर बनाया जा सकता है:

1. प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य कम करें।

दृश्यमान प्रकाश की तरंगदैर्घ्य 390nm कम होती है। रोशनी स्रोत के रूप में उपयोग किए जाने पर पराबैंगनी प्रकाश की यह तरंग दैर्ध्य ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को 0.2um तक कम कर सकती है। हालाँकि, अधिकांश सामान्य सामग्रियों का ग्लास 340 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ बहुत अधिक प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे महत्वपूर्ण क्षीणन के बाद भी यूवी प्रकाश के लिए एक स्पष्ट और शानदार छवि बनाना असंभव हो जाता है। चूंकि यूवी प्रकाश माइक्रोस्कोप के साथ नहीं देखा जा सकता है नग्न आंखों और यहां तक ​​कि देखे गए नमूने के लिए, क्वार्ट्ज और फ्लोराइट जैसी महंगी सामग्री, जो क्रमशः 185 एनएम और 200 एनएम तक पराबैंगनी प्रकाश से गुजर सकती है, का उपयोग किया जाना चाहिए। माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने की इस तकनीक का उपयोग अक्सर अपनी सीमाओं के कारण नहीं किया जाता है, जो माइक्रोस्कोप की उच्च लागत और प्रतिबंधों से जटिल होती हैं।

2. ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर NA बढ़ाएँ।

संख्यात्मक एपर्चर NA=n*sin(u)

समीकरण में, n माध्यम के अपवर्तक सूचकांक के लिए है जो ऑब्जेक्टिव लेंस और नमूने के बीच स्थित है, और u ऑब्जेक्टिव लेंस के आधे-एपर्चर कोण के लिए है। इस वजह से, ऑप्टिकल डिज़ाइन के दृष्टिकोण से, बड़े एपर्चर कोण को सही ढंग से अपनाना या अपवर्तक सूचकांक को बढ़ाना ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए एक लोकप्रिय तकनीक के रूप में उभरा है। कम आवर्धन वाले ऑब्जेक्टिव लेंस के लिए माध्यम, जैसे आवर्धन वाले लेंस 10X से नीचे, आमतौर पर हवा होती है, जिसका अपवर्तनांक 1 होता है, जो इसे शुष्क माध्यम बनाता है। जल विसर्जन का माध्यम आसुत जल है, जिसका अपवर्तनांक 1.33 है। तेल विसर्जन वस्तुनिष्ठ लेंस के लिए माध्यम, जैसे कि ओलिंप से 100X तेल लेंस, का अपवर्तनांक आमतौर पर 1.52 के आसपास होता है। उच्च अपवर्तक सूचकांक माध्यम के उपयोग के कारण, जल विसर्जन उद्देश्य लेंस और तेल विसर्जन उद्देश्य लेंस में न केवल उच्च आवर्धन होता है बल्कि उद्देश्य लेंस का रिज़ॉल्यूशन भी बढ़ता है।