Mục đích của kính hiển vi đồng tiêu là gì?
1. Sau những nỗ lực và cải tiến của những người tiền nhiệm vĩ đại của chúng tôi, kính hiển vi quang học đã đạt đến điểm hoàn hảo. Trên thực tế, kính hiển vi thông thường có thể cung cấp cho chúng ta những hình ảnh hiển vi đẹp một cách đơn giản và nhanh chóng. Tuy nhiên, một sự kiện mang lại cuộc cách mạng đổi mới cho thế giới kính hiển vi gần như hoàn hảo này đã xảy ra, đó là việc phát minh ra “kính hiển vi đồng tiêu quét laze”. Đặc điểm của loại kính hiển vi mới này là nó sử dụng một hệ thống quang học chỉ trích xuất thông tin hình ảnh trên bề mặt nơi tập trung tiêu điểm và khôi phục thông tin thu được trong bộ nhớ hình ảnh trong khi thay đổi tiêu cự, để có thể hiển thị thông tin 3D hoàn chỉnh thu được. Một hình ảnh khắc nghiệt của trí thông minh. Với phương pháp này, có thể dễ dàng thu được thông tin về hình dạng bề mặt mà kính hiển vi thông thường không thể xác nhận được. Ngoài ra, đối với kính hiển vi quang học thông thường, "độ phân giải tăng" và "độ sâu tiêu điểm" là những điều kiện trái ngược nhau, đặc biệt là ở độ phóng đại cao, mâu thuẫn này càng nổi bật, nhưng đối với kính hiển vi đồng tiêu, vấn đề này có thể dễ dàng giải quyết.
2. Ưu điểm của hệ thống quang học đồng tiêu
Sơ đồ của kính hiển vi đồng tiêu laser
Hệ thống quang học đồng tiêu thực hiện chiếu sáng điểm trên mẫu và ánh sáng phản xạ cũng được nhận bởi bộ thu điểm. Khi mẫu được đặt ở vị trí tiêu cự, hầu như tất cả ánh sáng phản xạ đều có thể đến được tế bào cảm quang và khi mẫu bị mất tiêu điểm, ánh sáng phản xạ không thể đến được tế bào cảm quang. Điều đó có nghĩa là, trong hệ thống quang học đồng tiêu, chỉ có hình ảnh trùng với tiêu điểm mới được xuất ra, và các đốm sáng và ánh sáng tán xạ vô dụng sẽ được che chắn.
3. Tại sao phải sử dụng laze?
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, mẫu được chiếu sáng tại một điểm và ánh sáng phản xạ cũng được nhận bởi một bộ cảm biến quang điểm. Do đó, một nguồn sáng điểm trở nên cần thiết. Laser là nguồn sáng rất điểm. Trong hầu hết các trường hợp, nguồn sáng laze được sử dụng làm nguồn sáng cho kính hiển vi đồng tiêu. Ngoài ra, các đặc điểm về tính đơn sắc, tính định hướng và hình dạng chùm tia tuyệt vời của laser cũng là những lý do quan trọng khiến nó được sử dụng rộng rãi.
4. Có thể quan sát thời gian thực dựa trên quét tốc độ cao
Để quét laze, bộ phận làm lệch quang học được kích hoạt bằng âm thanh (Bộ làm lệch quang học âm thanh, phần tử AO) được sử dụng theo hướng nằm ngang và gương Galvano Servo được sử dụng theo hướng thẳng đứng. Vì bộ phận làm lệch hướng âm-quang không có bộ phận rung cơ học nên nó có thể thực hiện quét tốc độ cao và có thể quan sát thời gian thực trên màn hình điều khiển. Chụp ảnh tốc độ cao này là một mục rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lấy nét và truy xuất vị trí.
5. Mối quan hệ giữa vị trí lấy nét và độ sáng
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, độ sáng của mẫu là tối đa khi mẫu được đặt đúng vị trí tiêu cự và độ sáng của nó sẽ giảm mạnh trước và sau nó (đường liền nét trong Hình 4). Tính chọn lọc nhạy cảm của mặt phẳng tiêu cự cũng là nguyên tắc xác định hướng chiều cao của kính hiển vi đồng tiêu và mở rộng độ sâu tiêu cự. Ngược lại, kính hiển vi quang học thông thường không có sự thay đổi độ sáng đáng kể trước và sau vị trí lấy nét.
6. Độ tương phản cao, độ phân giải cao
Trong kính hiển vi quang học thông thường, do sự giao thoa của ánh sáng phản xạ khỏi phần lấy nét, nó chồng lên phần lấy nét ảnh, dẫn đến giảm độ tương phản của hình ảnh. Mặt khác, trong hệ thống quang học đồng tiêu, ánh sáng tán xạ bên ngoài tiêu điểm và ánh sáng tán xạ bên trong vật kính gần như bị loại bỏ hoàn toàn, do đó có thể thu được hình ảnh có độ tương phản rất cao. Ngoài ra, do ánh sáng đi qua vật kính hai lần, hình ảnh điểm được làm sắc nét trước, điều này cũng cải thiện khả năng phân giải của kính hiển vi.
7. Chức năng định vị quang học
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, ánh sáng phản xạ khác với điểm trùng với tiêu điểm được che chắn bởi micropore. Do đó, khi quan sát một mẫu ba chiều, một hình ảnh được hình thành như thể mẫu được cắt với mặt phẳng tiêu điểm (Hình 5). Hiệu ứng này được gọi là định vị quang học và là một trong những điểm đặc biệt của hệ thống quang học đồng tiêu.
8. Chức năng bộ nhớ di động tập trung
Cái gọi là ánh sáng phản xạ bên ngoài tiêu điểm được che chắn bởi các vi lỗ. Mặt khác, có thể coi mọi điểm trên ảnh tạo bởi hệ quang học đồng tiêu đều trùng với tiêu điểm. Do đó, nếu mẫu ba chiều được di chuyển dọc theo trục Z (trục quang), hình ảnh sẽ được tích lũy và lưu trữ trong bộ nhớ, cuối cùng sẽ thu được hình ảnh được tạo bởi toàn bộ mẫu và tiêu điểm. Chức năng làm sâu vô tận độ sâu tiêu điểm theo cách này được gọi là chức năng của bộ nhớ di động.
9. Chức năng đo hình dạng bề mặt
Về chức năng dịch chuyển tiêu điểm, hình dạng bề mặt của mẫu có thể được đo theo cách không tiếp xúc bằng cách thêm mạch ghi chiều cao bề mặt. Dựa trên chức năng này, có thể ghi lại tọa độ trục Z được hình thành bởi giá trị độ chói tối đa trong mỗi pixel và dựa trên thông tin này, có thể thu được thông tin liên quan đến hình dạng của bề mặt mẫu.
10. Chức năng đo kích thước vi mô có độ chính xác cao
Thiết bị nhận ánh sáng sử dụng cảm biến hình ảnh CCD chiều 1-, vì vậy nó không bị ảnh hưởng bởi độ nghiêng quét của thiết bị quét, do đó có thể hoàn thành phép đo với độ chính xác cao. Ngoài ra, do sử dụng chức năng bộ nhớ dịch chuyển tiêu điểm với độ sâu tiêu điểm có thể điều chỉnh (làm sâu), nên có thể loại bỏ lỗi đo do dịch chuyển tiêu điểm.
11. Phân tích hình ảnh ba chiều
Sử dụng chức năng đo hình dạng bề mặt, bạn có thể dễ dàng tạo hình ảnh ba chiều của bề mặt mẫu. Không chỉ vậy, mà còn có thể thực hiện nhiều phép phân tích như: đo độ nhám bề mặt, diện tích, thể tích, diện tích bề mặt, độ tròn, bán kính, chiều dài tối đa, chu vi, trọng tâm, ảnh chụp cắt lớp, biến đổi FFT, đo chiều rộng đường, v.v. .
Kính hiển vi quét đồng tiêu laser không chỉ được sử dụng để quan sát hình thái tế bào mà còn để phân tích định lượng các thành phần sinh hóa nội bào, thống kê mật độ quang học và đo lường hình thái tế bào.
