Mikroskopupplösning: begrepp, faktorer och beräkning
med beaktande av alla ovanstående teorier är det uppenbart att det finns ett antal faktorer att överväga vid beräkning av de teoretiska gränserna för upplösning. Upplösningen är också beroende av provets Art. Låt oss titta på att beräkna upplösning med Abbes diffraktionsgräns och även använda Rayleigh-kriteriet.,
För det första bör man komma ihåg att:
NA= n x sin α
där N är brytningsindexet för bildmediet och α är hälften av objektets vinkelöppning. Den maximala vinkelöppningen för ett mål är cirka 144º. Sinus av hälften av denna vinkel är 0,95. Om man använder ett nedsänkningsmål med olja som har ett brytningsindex på 1.52, kommer den maximala NA för målet att vara 1.45. Om man använder ett ”torrt” (icke-nedsänkning) mål kommer den maximala NA för målet att vara 0,95 (eftersom luften har ett brytningsindex på 1,0).
Abbes diffraktionsformel för lateral (dvs., XY) upplösning är:
d= λ/2 NA
där λ är våglängden för ljus som används för att avbilda ett prov. Om du använder ett grönt ljus på 514 nm och ett oljedimmeringsmål med en NA på 1,45, kommer den (teoretiska) upplösningsgränsen att vara 177 nm.
Abbes diffraktionsformel för axiell (dvs Z) upplösning är:
d= 2 λ/NA2
igen, om vi antar en våglängd på 514 nm för att observera ett prov med ett mål på NA-värde på 1,45, kommer axialupplösningen att vara 488 nm.
Rayleigh-kriteriet är en något raffinerad formel baserad på Abbes diffraktionsgränser:
R= 1.,22 λ/NAobj+NAcond
där λ är våglängden för ljus som används för att avbilda ett prov. NAobj är NA av målet. NAcond är kondensorns NA. Siffran ”1.22” är en konstant. Detta härrör från Rayleighs arbete med Besselfunktioner. Dessa används för att beräkna problem i system som vågutbredning.
med hänsyn till kondensorns NA är luft (med ett brytningsindex på 1,0) i allmänhet bildmediet mellan kondensorn och gliden. Förutsatt att kondensorn har en vinkelöppning på 144º då NAcond värdet kommer att vara lika 0,95.,
om du använder ett grönt ljus på 514 nm, ett oljedimmeringsmål med en NA på 1,45, kondensor med en NA på 0,95, kommer den (teoretiska) upplösningsgränsen att vara 261 nm.
som nämnts ovan, desto kortare våglängd av ljus som används för att avbilda ett prov, då mer detalj kommer att lösas. Så, om du använder den kortaste synliga våglängden av ljus på 400 nm, med ett oljedimmeringsmål med en NA av 1,45 och en kondensor med en NA av 0,95, skulle R motsvara 203 nm.,
för att uppnå maximal (teoretisk) upplösning i ett mikroskopsystem bör var och en av de optiska komponenterna vara av högsta tillgängliga NA (med beaktande av vinkelöppningen). Dessutom, med en kortare våglängd av ljus för att visa provet kommer att öka upplösningen. Slutligen bör hela mikroskopsystemet vara korrekt anpassat.