Tại sao chúng ta cần kính hiển vi đồng tiêu?
1. Sau những nỗ lực và cải tiến của những người tiền nhiệm vĩ đại của chúng ta, kính hiển vi quang học đã đạt đến mức 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 sự đổi mới mang tính cách mạng cho thế giới kính hiển vi gần như hoàn hảo này đã xảy ra, đó là phát minh ra "kính hiển vi đồng tiêu quét laser". Đặc điểm của loại kính hiển vi mới này là sử dụng hệ thống quang học chỉ trích xuất thông tin hình ảnh trên bề mặt nơi tập trung tiêu điểm. Bằng cách thay đổi tiêu điểm và khôi phục thông tin thu được trong bộ nhớ hình ảnh, nó có thể thu được hình ảnh sống động với thông tin thông tin 3D hoàn chỉnh. Thông qua 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 cự sâu hơn” là những điều kiện trái ngược nhau, đặc biệt là ở độ phóng đại cao. Tuy nhiên, ở kính hiển vi đồng tiêu, vấn đề này có thể được giải quyết dễ dàng.
2. Ưu điểm của hệ thống quang học đồng tiêu
Hệ thống quang học đồng tiêu được sử dụng để chiếu sáng điểm của mẫu và ánh sáng phản xạ cũng được cảm biến điểm tiếp nhận. Khi mẫu được đặt ở vị trí tiêu điểm, gần như toàn bộ ánh sáng phản xạ có thể chạm tới cảm biến. Khi mẫu lệch khỏi tiêu điểm, ánh sáng phản xạ không thể tới được cảm biến. Điều đó có nghĩa là, trong một hệ thống quang học đồng tiêu, chỉ có hình ảnh trùng với tiêu điểm sẽ được xuất ra, còn ánh sáng điểm và ánh sáng tán xạ vô dụng sẽ được che chắn.
Tại sao phải sử dụng tia laze?
Trong các hệ thống quang học đồng tiêu, chiếu sáng điểm được áp dụng cho mẫu và ánh sáng phản xạ cũng được cảm biến điểm tiếp nhận. Vì vậy, nguồn sáng điểm đã trở nên cần thiết. Laser là một nguồn sáng rất điểm. Trong hầu hết các trường hợp, nguồn sáng của kính hiển vi đồng tiêu là tia laser. Ngoài ra, tính đơn sắc, tính định hướng và hình dạng chùm tia tuyệt vời của laser cũng 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
Quá trình quét laser sử dụng Bộ phản xạ quang học âm thanh (AO) theo hướng ngang và gương servo Galvano theo hướng dọc. Do không có rung động cơ học trong bộ phân cực quang âm thanh nên có thể thực hiện quét tốc độ cao và quan sát theo thời gian thực trên màn hình giám sát. Tốc độ cao của loại camera này là yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lấy nét và truy xuất vị trí.
5. Mối quan hệ giữa tiêu cự và độ sáng
Trong hệ thống quang học đồng tiêu, khi mẫu được đặt chính xác vào vị trí tiêu điểm, độ sáng sẽ cao và độ sáng giảm mạnh trước và sau nó (đường liền nét trong Hình 4). Độ chọn lọc nhạy cảm của mặt phẳng tiêu cự này chính xác là nguyên tắc đằng sau việc xác định hướng chiều cao và mở rộng độ sâu tiêu cự trong kính hiển vi đồng tiêu. So với điều này, kính hiển vi quang học thông thường không cho thấy sự thay đổi độ sáng đáng kể trước và sau vị trí tiêu cự (đường chấm trong Hình 4).
6. Độ tương phản và độ phân giải cao
Một kính hiển vi quang học điển hình do bị nhiễu do ánh sáng phản xạ lệch khỏi tiêu điểm, chồng lên phần ảnh tiêu cự, dẫn đến độ tương phản của hình ảnh giảm. Ngược lại, trong hệ thống quang học đồng tiêu, ánh sáng tán xạ bên ngoài tiêu điểm và ánh sáng tán xạ bên trong thấu kính vật kính gần như bị loại bỏ hoàn toàn, do đó thu được hình ảnh có độ tương phản rất cao. Ngoài ra, do ánh sáng đi qua vật kính hai lần nên ảnh điểm trở nên sắc nét hơn trước, điều này cũng giúp cải thiện độ phân giải của kính hiển vi.
