Mikroskop Rozlišení: Koncepty, Faktory a Výpočet
s ohledem na všechny výše uvedené teorie v úvahu, je jasné, že existuje řada faktorů, aby zvážila při výpočtu teoretické limity rozlišení. Rozlišení závisí také na povaze vzorku. Podívejme se na výpočet rozlišení pomocí abbeova difrakčního limitu a také pomocí Rayleighova kritéria.,
za Prvé, je třeba připomenout, že:
NA= n x sin α,
, Kde n je index lomu zobrazovací médium a α je polovina úhlového clony cíle. Maximální úhlová clona cíle je kolem 144°. Sinus poloviny tohoto úhlu je 0,95. Pokud použijete ponorný cíl s olejem, který má index lomu 1,52, maximální NA cíle bude 1,45. Pokud používáte cíl „suchý“ (bez ponoření), maximální hodnota NA cíle bude 0,95 (protože vzduch má index lomu 1,0).
Abbeův difrakční vzorec pro laterální (tj., XY) rozlišení:
d= λ/2 NA
Kde λ je vlnová délka použitého světla, aby obraz vzorku. Pokud používáte zelené světlo 514 nm a cíl ponoření oleje s NA 1, 45, pak (teoretická) hranice rozlišení bude 177 nm.
Abbé je difrakční vzorec pro axiální (tj. Z) rozlišení:
d= 2 λ/NA2
Opět, pokud budeme předpokládat, že vlnové délce 514 nm pozorovat exemplář s cílem NA hodnotu 1,45, pak axiální rozlišení bude 488 nm.
kritérium Rayleigh je mírně rafinovaný vzorec založený na abbeových difrakčních limitech:
R= 1.,22 λ/NAobj+NAcond
Kde λ je vlnová délka použitého světla, aby obraz vzorku. NAobj je NA cíle. NAcond je NA kondenzátoru. Číslo „1.22“ je konstantní. To je odvozeno od Rayleighovy práce na funkcích Bessel. Ty se používají pro výpočet problémů v systémech, jako je šíření vln.
při zohlednění NA kondenzátoru je vzduch (s indexem lomu 1,0) obecně zobrazovacím médiem mezi kondenzátorem a sklíčkem. Za předpokladu, že kondenzátor má úhlovou clonu 144°, pak se hodnota Nakondu rovná 0,95.,
Pokud používáte zelené světlo 514 nm, cíl ponoření oleje s NA 1,45, kondenzátor s NA 0,95,pak (teoretická) hranice rozlišení bude 261 nm.
jak je uvedeno výše, čím kratší je vlnová délka světla použitá k zobrazení vzorku, tím více detailů bude vyřešeno. Takže, pokud používáte nejkratší viditelné vlnové délky světla 400 nm, s olejového imerzního objektivu se NA 1,45 a chladič NA 0,95, pak R se rovná 203 nm.,
pro dosažení maximálního (teoretického) rozlišení v mikroskopickém systému by každá z optických složek měla mít nejvyšší dostupnou NA (s přihlédnutím k úhlové cloně). Kromě toho pomocí kratší vlnové délky světla pro zobrazení vzorku se zvýší rozlišení. Nakonec by měl být celý systém mikroskopu správně zarovnán.