Sjóneiginleikar líffræðilegra smásjár
Sjónræn frammistaða smásjánnar er ákvörðuð af eftirfarandi átta helstu sjónbreytum (eða breytum):
(1) Tölulegt ljósop
Tölulegt ljósop er einnig kallað spegilhlutfall. Það vísar til afurðar af brotstuðul n miðilsins á milli hlutarins og linsunnar og sinusgildi helmings linsuhornsins. Notaðu NA eða A. til að tákna. NA=nsin( /2)
Svokallað spegilmunnhorn vísar til hornsins á milli jaðargeisla þess punkts sem mælst er inn í framlinsu linsunnar.
Töluljósopið er mikilvæg færibreyta hlutlinsunnar og þéttilinsunnar og er nátengd öðrum sjónrænum breytum smásjáarinnar. Almennt er vonast til að því stærri því betra. Það má sjá af formúlunni að það eru tvær leiðir til að auka tölulega ljósopið, önnur er að auka munnhorn spegilsins og hin er að auka brotstuðul milli linsunnar og sýnisins.
Þegar fyrri aðferðin er tekin upp er hægt að halda sýninu og hlutnum eins nálægt og hægt er. En sama hversu nálægt, er alltaf minna en 180 gráður. Þannig er sin( /2) líka minni en 1. Brotstuðull lofts er n=1. Þess vegna er tölulega ljósopið nsin( /2) á þurru hlutlinsunni alltaf minna en 1, yfirleitt á milli 0.04 og 0,95.
Þegar síðarnefnda aðferðin er notuð er hægt að bæta miðli með hærri brotstuðul á milli linsunnar og sýnisins. Til dæmis er brotstuðull sedrusviðsolíu n=1.515. Þegar sedrusviðolía er notuð sem miðill getur talnaopið náð meira en 1,2. Þess vegna eru í sumum tilfellum notuð olíugleraugu. Sem stendur er hámarks tölulega ljósop sem olíulinsan getur náð 1,4.
(2) Ályktun
Upplausn er einnig kallað mismununarhlutfall eða úrlausnarmáttur. Svokölluð upplausn vísar til getu smásjáarinnar til að greina fína uppbyggingu hlutarins sem er í skoðun. Það er í öfugu hlutfalli við upplausnarfjarlægð. Upplausnarfjarlægðin vísar til lágmarksfjarlægðar milli tveggja hlutarpunkta sem hægt er að greina á milli. Því minni sem upplausnarfjarlægðin er, því hærri er upplausn smásjáarinnar. Ef fjarlægðin milli tveggja hlutarpunkta er minni en upplausnarfjarlægðin, verða punktarnir tveir skakkaðir fyrir einn punkt og uppbygging hans sést ekki greinilega. Upplausn smásjáarinnar er ákvörðuð af linsunni. Augngler stækka aðeins og auka ekki upplausn smásjáarinnar.
Ef um er að ræða eðlilega miðlýsingu er leysifjarlægðin d á linsunni sem er ákvörðuð með eftirfarandi formúlu.
d=(λ/2)N.A.
Í formúlunni: d táknar upplausnarfjarlægð, einingin er míkron, λ táknar bylgjulengd lýsingarljóssins, einingin er einnig míkron.
Í sýnilegu ljósi er bylgjulengdin með mesta birtustigið og mest næmi fyrir augum manna {{0}},55 μm og hámarks NA á linsunni er 1,4. Ef skipt er út í formúluna hér að ofan er d um það bil 0,2 μm. Það er að segja að með venjulegri ljóssmásjá eru takmörk upplausnarfjarlægðarinnar 0,2 μm ef um miðlæga lýsingu er að ræða. Það er að segja, venjulegar ljóssmásjár geta ekki greint á milli tveggja hluta sem eru minni en 0,2 μm.
Með því að nota útfjólublátt ljós er hægt að minnka bylgjulengd lýsingarljóssins, sem gerir upplausnarfjarlægðinni kleift að ná 0,1 μm. En útfjólubláir geislar sjást ekki fyrir mannsauga. Það er aðeins hægt að sjá eftir mynd.
Bylgjulengd rafeindaflæðis er aðeins 0.00387nm. Með því að nota „rafeindalinsu“ eða segullinsu til að stjórna rafeindaflæðinu er upplausnarfjarlægð rafeindasmásjáarinnar allt að nokkrum tíundu úr nanómetrum. Það er hægt að nota til að fylgjast með uppbyggingu atóma.
(3) Stækkun
Stækkun smásjáarinnar er jöfn afurðinni af stækkun hlutlinsunnar og stækkun augnglersins. Í grundvallaratriðum er hægt að gera stækkunina mjög mikla. Hins vegar, ef ekki er hægt að leysa smáatriði sýnisins með linsunni, sama hversu mikil stækkunin er, þá er það tilgangslaust. Fræðilega má álykta að heppilegasta stækkun smásjáarinnar (kölluð áhrifarík stækkun, táknuð með M á áhrifaríkan hátt) sé á milli 500 og 1000 sinnum tölulegt ljósop á linsunni. Það er, 500N.A. Minna en eða jafnt og M virkt Minna en eða jafnt og 1000N.A.
Innan áhrifaríks stækkunarsviðs geta augun fylgst með í langan tíma án þess að þreyta. Ef stækkunin er minni en 500 NA verður erfitt að fylgjast með henni. Ef það er hærra en 1000N.A. mun það versna myndgæði og jafnvel valda óraunverulegri mynd. Þess vegna er stækkunin yfir 1000N.A. er kallað ógild stækkun.
(4) Vinnuvegalengd
Vinnslufjarlægðin vísar til fjarlægðarinnar á milli neðra yfirborðs hlutlinsunnar og efri yfirborðs hlífðarglersins eftir að smásjáin hefur fókusað, með því að nota venjulegt hlífðargler og venjulega vélræna rörlengd. Því meiri stækkun linsunnar, því styttri er vinnufjarlægðin. Almennt er vinnslufjarlægð lágstyrks linsunnar undir 10 sinnum 5-7mm, en vinnslufjarlægð 100 sinnum olíulinsunnar er aðeins um 0,19 mm.
(5) Dýpt fókus
Þegar smásjáin beinist að ákveðnu plani í sýninu sést ekki aðeins hlutplanið skýrt heldur sjást einnig efri og neðri hlutarplanin sem tengd eru því greinilega á sama tíma. Fjarlægðin milli efri og neðri hlutarplansins er kölluð fókusdýpt, eða fókusdýpt í stuttu máli.
Fókusdýpt smásjáarinnar er mjög lítil og því stærra sem töluljósopið er, því meiri heildarstækkun og því minni er fókusdýpt. Til dæmis, þegar þú notar olíulinsu með NA 1,25/100 sinnum og 12,5 sinnum augngler til að fylgjast með, er fókusdýptin aðeins 0,27 μm. Það er að segja að eftir fókus sést aðeins þunnt lag sem er 0,27 μm þykkt greinilega í einu. Venjuleg sýni eru yfirleitt nokkrar míkron á þykkt. Til að sjá allt sýnishornið er nauðsynlegt að nota fínstillingarbúnað smásjáarinnar til að skoða í lögum frá toppi til botns.
(6) sjónsvið
Sjónsviðið er einnig kallað sjónsvið. Vísar til umfangs hlutarins sem er í skoðun sem smásjáin getur séð í einu. Venjulega viljum við að sjónsviðið sé eins stórt og hægt er. Sjónsvið smásjánnar ræðst af sjónsviði hlutlinsunnar og sjónsviði augnglersins. Sjónsvið venjulegrar linsu er minna en 20 mm og sú stóra getur náð meira en 40 mm. Sjónsvið venjulegra 10x augnglera er 14 mm og þau stóru geta náð meira en 24 mm. Þegar markmið og augngler eru hönnuð er sjónsvið þeirra fast. Vegna þess að sjónsvið almennrar smásjár er lítið er ómögulegt að sjá allt sýnishornið í einu sjónsviði, aðeins mjög lítill hringur sést á sýninu. Þar að auki er stærð sjónsviðsins í öfugu hlutfalli við heildarstækkun smásjáarinnar. Því meiri sem heildarstækkunin er, því minna er sjónsviðið. Lausnin er að nota hreyfanleikann til að láta hvern hluta sýnisins fara inn á sjónsviðið á víxl og fylgjast með.
(7) Birtustig spegilsins
Birta spegilsins vísar til ljóssins og myrkurs hlutarins sem sést í smásjánni. Til að auðvelda athugun vonum við að myndin sem myndast sé bjartari. Ef um er að ræða stöðugt ytra ljós er birta spegilsins í réttu hlutfalli við veldi töluops og í öfugu hlutfalli við veldi heildarstækkunarinnar. Til að gera myndina bjartari ætti að nota hlutlinsu með stóru töluljósopi með augngleri með lítilli stækkun. Til dæmis, ef um er að ræða sömu hlutlinsu, mun notkun 5X augnglers gefa spegilmynd sem er 4 sinnum bjartari en að nota 10X augngler.
Fyrir smásjár sem nota rafljósgjafa er hægt að stjórna birtustigi spegilmyndarinnar með því að stilla birtu ljóssins.
(8) Skýrleiki
Skýrleiki smásjámyndatöku fer eftir sjónkerfi þess, sérstaklega sjónrænni frammistöðu hlutlinsunnar. Það tengist hönnun, framleiðslu, notkun og geymslu smásjár. Það er mikilvægt og flókið mál. Frá sjónarhóli notkunar og geymslu eru helstu ástæður sem hafa áhrif á skýrleikann: þykkt hlífðarglersins sem notað er er óhæft, fókusinn er ekki stilltur á kjörstöðu, heildarstækkunin er of stór og linsan á olíunni. linsan er ekki þurrkuð. Hreinsun, linsumygla osfrv.
