顕微鏡の解像度を上げるには？
顕微鏡は検査装置の主要機器の一つであり、顕微鏡の性能を判断する重要な指標は分解能です。 解像度とは、2 つの小さな点または 2 つの線の間の小さな距離を明確に区別する能力を指します。 人間の目そのものが顕微鏡です。 標準的な照明条件下では、明所視距離 (国際的には 25cm が認識されています) での人間の目の解像度は約 1/10mm です。 2 本の直線を見る場合、直線が一連の神経細胞を刺激するため、眼の解像度も向上します。
人間の目の解像度はわずか 1/10mm であるため、1/10mm よりも小さいオブジェクト間の距離、または 1/10mm よりも近い 2 つの小さなオブジェクト間の距離は、人間の目では区別できません。 そこで、単純な巨視用ルーペから、顕微鏡観察用の光学顕微鏡、そして電子顕微鏡へと発展しました。 顕微鏡分解能の定義は、標本上で明確に解像できる 2 つの小さな点の間のわずかな距離です。 その計算式は: D=0.61λ/NA
式中: D は解像度 (um) です。 λ は光源の波長 (um) です。 NA は、対物レンズの開口数 (レンズ開口とも呼ばれます) です。
顕微鏡の分解能は、入射光源の波長と対応する対物レンズの開口数によって決まるという公式から得ることができます。 光学顕微鏡を改善する方法は次のとおりです。
1. 光源の波長を短くします。
可視光の短波長は 390 nm です。 この波長の紫外光を照明光源に使えば、光学顕微鏡の分解能を0.2umまで下げることができます。 しかし、ガラスのほとんどの一般的な材料は 340 nm 未満の波長の光を大量に吸収するため、紫外光は多くの減衰の後、鮮明で明るい画像を形成できません。 そのため、石英（200nmの紫外光を透過）や蛍石（185nmの紫外光を透過）などの高価な材料を使わなければならず、紫外光顕微鏡は肉眼では観察できません。の制限と高コストが相まって、顕微鏡の解像度を向上させるこの方法は、それ自体の制限のために広く使用されていません。
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の媒質の屈折率です。 u は対物レンズの開口角の半分です。 そのため、光学設計の観点から、光学顕微鏡の分解能を向上させるためには、開口角を適切に大きくしたり、屈折率を大きくしたりすることが一般的な方法になっています。 一般に、10X以下のような低倍率の対物レンズは、媒体として空気を使用し、屈折率は1、つまりドライ対物レンズです。 水浸媒体は蒸留水であり、その屈折率は1.33である。 油浸対物レンズはスギ油または他の透明な油であり、その屈折率は一般に約 1.52 で、オリンパスの 100X 油性レンズなどのレンズおよびガラス スライドの屈折率に近いです。 水浸対物レンズ、油浸対物レンズは高倍率であるだけでなく、高屈折率媒体の使用により対物レンズの分解能を向上させます
