माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन कैसे सुधारें?
परीक्षण उपकरण के लिए माइक्रोस्कोप मुख्य उपकरणों में से एक है, और माइक्रोस्कोप के प्रदर्शन के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण संकेतक रिज़ॉल्यूशन है। रिज़ॉल्यूशन से तात्पर्य दो छोटे बिंदुओं या दो रेखाओं के बीच की छोटी दूरी के बीच स्पष्ट रूप से अंतर करने की क्षमता से है। मानव आंख स्वयं एक माइक्रोस्कोप है, और मानक प्रकाश स्थितियों के तहत, उज्ज्वल दूरी (अंतरराष्ट्रीय स्तर पर 25 सेमी के रूप में मान्यता प्राप्त) पर मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन लगभग 1/10 मिमी है। दो सीधी रेखाओं के अवलोकन के लिए, तंत्रिका कोशिकाओं की एक श्रृंखला को उत्तेजित करके आंख के रिज़ॉल्यूशन में सुधार किया जा सकता है।
मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन केवल 1/10 मिमी है, इसलिए 1/10 मिमी से छोटी वस्तुओं या 1/10 मिमी से करीब दो छोटी वस्तुओं के बीच की दूरी को मानव आंख द्वारा अलग नहीं किया जा सकता है। इसलिए सरल मैक्रोस्कोपिक मैग्निफायर से सूक्ष्म अवलोकन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में बदलाव आया है, इसके बाद इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का स्थान आया है। माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन परिभाषा दो छोटे बिंदुओं के बीच की छोटी दूरी को संदर्भित करती है जिसे एक नमूने पर स्पष्ट रूप से पहचाना जा सकता है।
गणना सूत्र है: D=0.61 λ／ NA
सूत्र में, डी संकल्प (उम) का प्रतिनिधित्व करता है; λ प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य (उम) है; NA ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर (एपर्चर अनुपात के रूप में भी जाना जाता है) है।
सूत्र के अनुसार, माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन आपतित प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य और मिलान किए गए उद्देश्य के संख्यात्मक एपर्चर पर निर्भर करता है। इससे यह देखा जा सकता है कि ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप को बेहतर बनाने की विधियाँ हैं:
1. प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य कम करें।
दृश्यमान प्रकाश की तरंगदैर्घ्य 390nm कम होती है। यदि इस तरंग दैर्ध्य की पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग रोशनी प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है, तो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन 0.2um तक कम किया जा सकता है। हालाँकि, इस तथ्य के कारण कि अधिकांश सामान्य कांच सामग्री 340 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ बड़ी मात्रा में प्रकाश को अवशोषित करती है, महत्वपूर्ण क्षीणन के बाद पराबैंगनी प्रकाश स्पष्ट और उज्ज्वल छवियां नहीं बना सकता है। इसलिए, क्वार्ट्ज (जो 200nm पराबैंगनी प्रकाश तक संचारित कर सकता है) और फ्लोराइट (जो 185nm पराबैंगनी प्रकाश तक संचारित कर सकता है) जैसी महंगी सामग्री का उपयोग करना होगा। इसके अलावा, पराबैंगनी सूक्ष्मदर्शी को नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है, और यहां तक कि महंगी लागत के साथ, देखे गए नमूनों तक ही सीमित हैं। इसलिए, माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन में सुधार की इस पद्धति का अपनी सीमाओं के कारण व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
2. ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर NA बढ़ाएँ
संख्यात्मक एपर्चर NA=n * पाप (यू)
सूत्र में, n वस्तुनिष्ठ लेंस और नमूने के बीच माध्यम का अपवर्तनांक है; यू ऑब्जेक्टिव लेंस का आधा एपर्चर कोण है। इसलिए, ऑप्टिकल डिज़ाइन में बड़े एपर्चर कोण का उपयोग करना या अपवर्तक सूचकांक को बढ़ाना ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने का एक सामान्य तरीका बन गया है। आम तौर पर, 10X से कम आवर्धन लेंस माध्यम के रूप में हवा का उपयोग करते हैं और उनका अपवर्तनांक 1 होता है, जो एक शुष्क प्रकार का उद्देश्य है; जल विसर्जन माध्यम आसुत जल है, जिसका अपवर्तनांक 1.33 है; तेल में डूबा उद्देश्य माध्यम टार या अन्य पारदर्शी तेल है, जिसका अपवर्तनांक आम तौर पर 1.52 के आसपास होता है, जो लेंस और ग्लास स्लाइड के अपवर्तनांक के करीब होता है, जैसे कि ओलंपस का 100X तेल लेंस। जल विसर्जन लेंस और तेल विसर्जन लेंस में न केवल उच्च आवर्धन होता है, बल्कि उच्च अपवर्तक सूचकांक मीडिया के उपयोग के कारण उद्देश्य के रिज़ॉल्यूशन में भी सुधार होता है।
