माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन में सुधार के तरीके
माइक्रोस्कोप मुख्य जांच उपकरणों में से एक है, और माइक्रोस्कोप के प्रदर्शन को आंकने के लिए रिज़ॉल्यूशन एक महत्वपूर्ण सूचकांक है। रिज़ॉल्यूशन का तात्पर्य दो बिंदुओं या दो रेखाओं के बीच की छोटी दूरी को स्पष्ट रूप से पहचानने में सक्षम होना है। मनुष्य की आँख स्वयं एक सूक्ष्मदर्शी है। मानक प्रकाश स्थितियों के तहत, स्पष्ट दूरी (अंतरराष्ट्रीय स्तर पर 25 सेमी के रूप में मान्यता प्राप्त) पर मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन लगभग 1/10 मिमी है। दो सीधी रेखाओं को देखने के लिए, आंखों के रिज़ॉल्यूशन में सुधार किया जा सकता है क्योंकि सीधी रेखाएं तंत्रिका कोशिकाओं की एक श्रृंखला को उत्तेजित कर सकती हैं।
मानव आंख का रिज़ॉल्यूशन केवल 1/10 मिमी है, इसलिए मानव आंख 1/10 मिमी से छोटी वस्तु या 1/10 मिमी से करीब दो छोटी वस्तुओं के बीच की दूरी को नहीं पहचान सकती है। इसलिए, एक साधारण मैक्रो आवर्धक ग्लास से सूक्ष्म अवलोकन के लिए एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और फिर एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप दिखाई दिया। माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन की परिभाषा दो छोटे बिंदुओं के बीच की छोटी दूरी को संदर्भित करती है जिसे नमूने पर स्पष्ट रूप से पहचाना जा सकता है। गणना सूत्र है: d=0.61λ/na.
कहा पे: डी संकल्प है (उम); λ प्रकाश स्रोत (um) की तरंग दैर्ध्य है; NA ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर (जिसे एपर्चर अनुपात भी कहा जाता है) है।
सूत्र के अनुसार, माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन आपतित प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य और मिलान किए गए ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर पर निर्भर करता है। इसलिए, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप को बेहतर बनाने की विधियाँ इस प्रकार हैं:
1. प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य कम करें।
दृश्य प्रकाश की छोटी तरंगदैर्घ्य 390nm होती है। यदि इस तरंग दैर्ध्य के साथ पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग रोशनी स्रोत के रूप में किया जाता है, तो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का रिज़ॉल्यूशन 0.2um तक कम किया जा सकता है। हालाँकि, क्योंकि अधिकांश सामान्य कांच सामग्री 340nm से कम तरंग दैर्ध्य के साथ बड़ी मात्रा में प्रकाश को अवशोषित करेगी, बड़ी मात्रा में क्षीणन के बाद पराबैंगनी प्रकाश एक स्पष्ट और उज्ज्वल छवि नहीं बना सकता है। इसलिए, शि यिंग (जो 200nm जितनी कम पराबैंगनी प्रकाश संचारित कर सकती है) और फ्लोरस्पार (जो 185nm जितनी कम पराबैंगनी प्रकाश संचारित कर सकती है) जैसी महंगी सामग्री का उपयोग करना पड़ता है, और पराबैंगनी माइक्रोस्कोप को नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है, यहां तक कि देखे गए नमूनों द्वारा सीमित, साथ ही महंगी लागत, इसलिए माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने का यह तरीका अपनी सीमाओं के कारण व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
2. ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर NA बढ़ाएँ।
संख्यात्मक एपर्चर NA=n*sin(u)
जहां n वस्तुनिष्ठ लेंस और नमूने के बीच माध्यम का अपवर्तनांक है; यू ऑब्जेक्टिव लेंस का आधा एपर्चर कोण है। इसलिए, बड़े एपर्चर कोण को अपनाकर या ऑप्टिकल डिज़ाइन में अपवर्तक सूचकांक को बढ़ाकर ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन में सुधार करना एक सामान्य तरीका है। आम तौर पर, कम-शक्ति वाले ऑब्जेक्टिव लेंस का माध्यम, जैसे कि 10X से नीचे, 1 के अपवर्तक सूचकांक के साथ हवा होता है, यानी एक सूखा ऑब्जेक्टिव लेंस; विसर्जन माध्यम 1.33 के अपवर्तनांक वाला आसुत जल है; तेल में डूबे ऑब्जेक्टिव लेंस का माध्यम सुगंधित टार या अन्य पारदर्शी तेल होता है, और इसका अपवर्तक सूचकांक आम तौर पर 1.52 के आसपास होता है, जो लेंस और स्लाइड के अपवर्तक सूचकांक के करीब होता है, जैसे कि ओलंपस का 100X तेल दर्पण। जल विसर्जन उद्देश्य लेंस और तेल विसर्जन उद्देश्य लेंस में न केवल उच्च आवर्धन होता है, बल्कि उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले माध्यम के कारण उद्देश्य लेंस के रिज़ॉल्यूशन में भी सुधार होता है।
