Mikroskop Oppløsning: Konsepter, Faktorer og Beregning
Tar alle de ovennevnte teorier i betraktning, det er klart at det er en rekke faktorer å vurdere når du beregner den teoretiske grenser for oppløsning. Oppløsningen er også avhengig av arten av prøven. La oss se på beregning oppløsning ved hjelp av Abbe er diffraksjon grense, og også ved hjelp av Rayleigh-Kriteriet.,
for det Første, bør det bli husket at:
NA= n x synd α
Hvor n er brytningsindeksen av imaging-medium og α er halvparten av den kantete blenderåpning på målet. Maksimal kantete blenderåpning på en objektiv er rundt 144º. Sinus av halvparten av denne vinkelen er 0.95. Hvis du bruker en nedsenking målet med olje som har en brytningsindeks på 1.52, maksimal NA av mål vil være 1.45. Hvis du bruker en «tørt» (ikke-nedsenking) mål maksimal NA av mål vil være 0.95 (som luft har en brytningsindeks på 1.0).
Abbe er diffraksjon formel for lateral (dvs., XY) oppløsning er:
d= λ/2 NA
Hvor λ er bølgelengde av lys som brukes for å avbilde en prøve. Hvis du bruker et grønt lys av 514 nm og en olje nedsenking målet med en NA 1,45, så den (teoretisk) grensen for oppløsning vil være 177 nm.
Abbe er diffraksjon formel for axial (dvs. Z) oppløsning er:
d= 2 λ/NA2
Igjen, hvis vi antar en bølgelengde på 514 nm for å observere en prøve med et mål om NA verdien av 1.45, så den aksiale oppløsning vil være 488 nm.
Rayleigh-Kriteriet er en litt raffinert formel basert på Abbe er diffraksjon grenser:
R= 1.,22 λ/NAobj+NAcond
Hvor λ er bølgelengde av lys som brukes for å avbilde en prøve. NAobj er NA i mål. NAcond er NA av kondensatoren. Figur ‘1.22’ er en konstant. Dette er avledet fra Rayleigh-arbeid på Bessel Funksjoner. Disse er brukt for å beregne problemer i systemer som bølgeutbredelse.
Ta NA av kondensator i betraktning, air (med en refractive index 1.0) er vanligvis den imaging medium mellom kondensator og lysbilde. Forutsatt at kondensatoren har en kantete blenderåpning på 144º så NAcond verdi vil tilsvare 0.95.,
Hvis du bruker et grønt lys av 514 nm, en olje nedsenking målet med en NA 1,45, kondensator med et NA av 0.95, så den (teoretisk) grensen for oppløsning vil være 261 nm.
Som nevnt ovenfor, jo kortere bølgelengde av lys som brukes for å avbilde en prøve, så jo flere detaljer vil bli løst. Så, hvis du bruker den korteste synlige bølgelengder av lys på 400 nm, med en olje nedsenking målet med en NA 1,45 og en kondensator med et NA av 0.95, trykk deretter R-ville likt 203 nm.,
for Å oppnå den maksimale (teoretisk) oppløsning i et mikroskop system, hver av optiske komponenter skal være av høyeste NA tilgjengelig (tatt i betraktning den kantete blenderåpning). I tillegg, ved hjelp av et kortere bølgelengde av lys for å vise prøven vil øke oppløsningen. Til slutt, hele mikroskop system bør være riktig justert.