Kuidas saab mikroskoobi eraldusvõimet suurendada?
Üks peamisi testimisvahendeid on mikroskoop ja eraldusvõime on tööriista jõudluse hindamisel ülioluline mõõdik. Eraldusvõime on võime eristada kahte joont või väikest punkti lähedalt selgelt. Silm ise toimib mikroskoobina. Inimsilma eraldusvõime nägemiskaugusel, milleks on üldiselt aktsepteeritud 25 cm, on tavalistes valgustingimustes umbes 1/10 mm. Kuna sirgjooned võivad ergutada mitmeid närvirakke, saab kahe sirgjoone jälgimisel silmade eraldusvõimet suurendada.
Kuna inimsilma eraldusvõime on vaid 1/10 mm, ei suuda ta eristada kahte üliväikest objekti, mis on üksteisest lähemal kui 1/10 mm. Nii et mikroskoopilise kontrolli optilise mikroskoobi väljatöötamine oli esikohal, millele järgnes elektronmikroskoobi väljatöötamine. Lühimat vahemaad kahe pisikese täpi vahel, mida saab proovil selgelt eristada, nimetatakse mikroskoobi eraldusvõimeks. D=0.61/NA on selle arvutusvalem.
Võrrandis tähistab D eraldusvõimet um-des, valgusallika lainepikkust um-des ja NA objektiiviläätse numbrilist ava um-des (nimetatakse ka avasuhteks).
Valem näitab, et sobiva objektiiviläätse numbriline ava ja langeva valgusallika lainepikkus määravad mikroskoobi eraldusvõime. Nagu näha, saab optilist mikroskoopi täiustada:
1. Vähendage valgusallika lainepikkust.
Nähtava valguse lainepikkus on lühem, 390nm. See ultraviolettvalguse lainepikkus võib valgusallikana kasutamisel langetada optilise mikroskoobi eraldusvõimet 0,2 um-ni. Enamiku tavaliste materjalide klaas neelab aga palju valgust, mille lainepikkus on alla 340 nm, mistõttu ei saa UV-valgus isegi pärast märkimisväärset sumbumist selget ja säravat pilti tekitada. Kuna UV-valgusmikroskoopi ei ole võimalik näha palja silmaga ja isegi vaadeldava proovi puhul tuleb kasutada kalleid materjale, nagu kvarts ja fluoriit, mis läbivad ultraviolettvalgust vastavalt 185 nm ja 200 nm. Seda tehnikat mikroskoobi eraldusvõime suurendamiseks ei kasutata sageli selle enda piiride tõttu, millele lisanduvad mikroskoobi kõrge hind ja piirangud.
2. Suurendage objektiiviläätse numbrilist ava NA.
Numbriline ava NA=n*sin(u)
Võrrandis tähistab n keskmise murdumisnäitaja, mis asub objektiivi ja proovi vahel, ning u objektiivi poolava nurka. Seetõttu on optilise disaini seisukohast optilise mikroskoobi eraldusvõime suurendamiseks populaarseks tehnikaks kujunenud suurema avanurga õige kasutamine või murdumisnäitaja suurendamine. Meedium väikese suurendusega objektiivide jaoks, näiteks suurendustega objektiivide jaoks. alla 10X, on tavaliselt õhk, mille murdumisnäitaja on 1, muutes selle kuivaks keskkonnaks. Veekümbluse keskkond on destilleeritud vesi, mille murdumisnäitaja on 1,33. Õlikümblusobjektiivide, näiteks Olympuse 100X õliläätsede, murdumisnäitaja on üldiselt umbes 1,52. Tänu kõrge murdumisnäitaja kasutamisele on veekeelega objektiivil ja õlikümblusobjektiivil mitte ainult suur suurendus, vaid need suurendavad ka objektiivi eraldusvõimet.
