Tại sao tôi cần sử dụng kính hiển vi đồng tiêu?
1. Kính hiển vi quang học đã được hoàn thiện nhờ nỗ lực và cải tiến của những người đi trước vĩ đại của chúng ta. Trên thực tế, kính hiển vi thông thường có thể cung cấp cho chúng ta những hình ảnh hiển vi đẹp một cách dễ dàng và nhanh chóng. Tuy nhiên, sự kiện đã cách mạng hóa thế giới kính hiển vi gần như hoàn hảo là việc phát minh ra "kính hiển vi đồng tiêu quét laser". Loại kính hiển vi mới này được đặc trưng bởi một hệ thống quang học chỉ trích xuất thông tin hình ảnh từ bề mặt tập trung tiêu điểm và bằng cách thay đổi tiêu điểm trong khi khôi phục thông tin thu được trong bộ nhớ hình ảnh, có thể thu được hình ảnh sắc nét với thông tin chiều 3-đầy đủ. Bằng cách này, có thể dễ dàng thu được thông tin về hình dạng của bề mặt mà kính hiển vi thông thường không thể xác nhận được. Ngoài ra, trong khi "tăng độ phân giải" và "tăng độ sâu tiêu cự" là những điều kiện mâu thuẫn với kính hiển vi quang học thông thường, đặc biệt là ở độ phóng đại cao, vấn đề này được giải quyết bằng kính hiển vi đồng tiêu.
2. Ưu điểm của hệ thống quang học đồng tiêu
Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi đồng tiêu laser
Hệ thống quang học đồng tiêu là hệ thống chiếu sáng điểm của mẫu, trong khi ánh sáng phản xạ cũng được nhận bằng cách sử dụng bộ phận tiếp nhận điểm. Khi mẫu được đặt ở tiêu điểm, gần như toàn bộ ánh sáng phản xạ sẽ truyền tới cơ quan cảm quang và khi mẫu nằm ngoài tiêu điểm, ánh sáng phản xạ không thể chạm tới cơ quan cảm quang. Nói cách khác, trong một hệ thống quang học đồng tiêu, chỉ có hình ảnh trùng với tiêu điểm được xuất ra, còn các điểm và ánh sáng tán xạ vô ích sẽ bị chặn lại.
3. Tại sao nên sử dụng tia laser?
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, mẫu được chiếu sáng tại một điểm và ánh sáng phản xạ được cảm biến điểm tiếp nhận. Vì vậy, nguồn sáng điểm là cần thiết. Laser gần như là một nguồn sáng điểm. Trong hầu hết các trường hợp, nguồn sáng cho kính hiển vi đồng tiêu là nguồn sáng laser. Ngoài ra, tính đơn sắc, tính định hướng và hình dạng chùm tia tuyệt vời của laser là những lý do quan trọng khiến chúng được áp dụng rộng rãi.
4. Có thể quan sát thời gian thực dựa trên quét tốc độ cao.
Để quét laze, một bộ làm lệch quang học âm thanh (Bộ lệch quang âm thanh, AO prime) được sử dụng theo hướng ngang và gương quét chùm tia được điều khiển bằng điện tử phụ (Gương servo Galvano) được sử dụng theo hướng dọc. Vì không có rung động cơ học trong Bộ làm lệch hướng AO nên có thể quét tốc độ cao và có thể quan sát theo thời gian thực trên màn hình điều khiển. Tốc độ cao của máy ảnh này là một yếu tố 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, mẫu được đặt chính xác vào vị trí tiêu cự khi độ sáng zui lớn, phía trước và phía sau mẫu sẽ giảm mạnh (Hình 4 nét liền). Tính chọn lọc nhạy cảm này của mặt phẳng tiêu cự là nguyên tắc đằng sau sự định hướng chiều cao của kính hiển vi tiêu cự và độ sâu mở rộng tiêu điểm. Ngược lại, kính hiển vi quang học thông thường không cho thấy bất kỳ sự thay đổi đáng kể nào về độ sáng trước và sau vị trí tiêu cự (đường chấm trong Hình 4).
6. Độ tương phản cao, độ phân giải cao
Trong kính hiển vi quang học thông thường, ánh sáng phản xạ từ phần ngoài tiêu điểm của kính hiển vi sẽ cản trở và chồng lên phần hình ảnh tiêu cự của kính hiển vi, dẫn đến giảm độ tương phản của hình ảnh. Ngược lại, trong hệ thống quang học đồng tiêu, ánh sáng tán xạ bên ngoài tiêu điểm và bên trong thấu kính vật kính gần như bị loại bỏ hoàn toàn, dẫn đến hình ảnh có độ tương phản rất cao. Ngoài ra, khả năng phân giải của kính hiển vi được cải thiện do ánh sáng đi qua thấu kính vật kính hai lần, làm sắc nét hình ảnh điểm.
7. Chức năng định vị quang học
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, ánh sáng phản xạ được che chắn bởi khẩu độ vi mô tại điểm không phải là tiêu điểm. Kết quả là, khi quan sát một mẫu ba chiều, hình ảnh được tạo thành như thể mẫu đã được cắt theo tiêu điểm (Hình 5). Hiệu ứng này được gọi là định vị quang học và là một trong những tính năng của hệ thống quang học đồng tiêu.
