顕微鏡の解像度を上げるにはどうすればよいでしょうか?
主要なテスト ツールの 1 つは顕微鏡であり、解像度はツールのパフォーマンスを評価するための重要な指標です。 解像度とは、至近距離で 2 つの線または小さな点をはっきりと識別できる能力です。 目自体が顕微鏡として機能します。 一般に 25 cm と認められている視距離における人間の目の解像度は、通常の照明環境下では約 1/10 mm です。 直線は多くの神経細胞を興奮させることができるため、2つの直線を見ながら目の解像度を高めることができます。
人間の目の解像度はわずか 1/10 mm なので、1/10 mm よりも離れている 2 つの非常に小さな物体を区別することはできません。 そのため、顕微鏡検査のための光学顕微鏡の開発が最初に行われ、次に電子顕微鏡の開発が行われました。 標本上で明確に区別できる 2 つの小さなスポット間の最短距離は、顕微鏡の解像度と呼ばれます。 D=0.61/NA はその計算式です。
式中、D は解像度 (μm)、光源の波長 (μm)、NA は対物レンズの開口数 (μm) (開口率とも呼ばれます) を表します。
この式は、対応する対物レンズの開口数と入射光源の波長が顕微鏡の解像度を決定することを示しています。 ご覧のとおり、光学顕微鏡は次のように改善できます。
1. 光源の波長を短くします。
可視光の波長は 390nm と短くなります。 この波長の紫外光は、照明源として使用すると光学顕微鏡の解像度を 0.2um に低下させる可能性があります。 しかし、一般的な材料のガラスの大部分は 340 nm 未満の波長の光を多く吸収するため、UV 光が大幅に減衰した後でも鮮明で明るい画像を生成することは不可能です。肉眼や観察サンプルであっても、それぞれ 185nm と 200nm の紫外線を透過する石英や蛍石などの高価な材料を利用する必要があります。 顕微鏡の解像度を上げるこの技術は、それ自体に限界があるため、頻繁に使用されるわけではありませんが、顕微鏡の高コストと制限によってさらに限界が大きくなります。
2. 対物レンズの開口数 NA を大きくします。
開口数 NA=n*sin(u)
式中、n は対物レンズと試料の間にある媒質の屈折率を表し、u は対物レンズの半開口角を表します。 このため、光学設計の観点から、光学顕微鏡の解像度を向上させるために、適切に開口角を大きくしたり、屈折率を高くしたりすることが一般的な手法として浮上しています。 10X 未満の場合、通常は空気であり、屈折率は 1 であり、乾燥した媒体になります。 水浸漬の媒体は蒸留水で、屈折率は 1.33 です。 オリンパスの 100X オイルレンズなどの油浸対物レンズの媒体の屈折率は、一般に約 1.52 です。 水浸対物レンズおよび油浸対物レンズは、高屈折率媒質を使用しているため、高倍率であるだけでなく、対物レンズの分解能も向上しています。
