Γιατί χρειαζόμαστε ομοεστιακή μικροσκοπία;
1. Μετά τις προσπάθειες και τις βελτιώσεις των μεγάλων προκατόχων μας, το οπτικό μικροσκόπιο έχει φτάσει σε ένα τέλειο επίπεδο. Στην πραγματικότητα, τα κανονικά μικροσκόπια μπορούν να μας προσφέρουν όμορφες μικροσκοπικές εικόνες απλά και γρήγορα. Ωστόσο, συνέβη ένα γεγονός που έφερε επαναστατική καινοτομία σε αυτόν τον σχεδόν τέλειο κόσμο των μικροσκοπίων, το οποίο ήταν η εφεύρεση του «συνεστιακού μικροσκοπίου σάρωσης λέιζερ». Το χαρακτηριστικό αυτού του νέου τύπου μικροσκοπίου είναι ότι υιοθετεί ένα οπτικό σύστημα που εξάγει πληροφορίες εικόνας μόνο στην επιφάνεια όπου είναι συγκεντρωμένη η εστίαση. Αλλάζοντας την εστίαση και επαναφέροντας τις ληφθείσες πληροφορίες στη μνήμη της εικόνας, μπορεί να αποκτήσει ζωντανές εικόνες με πλήρη ευφυΐα 3D πληροφοριών. Μέσω αυτής της μεθόδου, μπορούν εύκολα να ληφθούν πληροφορίες σχετικά με το σχήμα της επιφάνειας που δεν μπορούν να επιβεβαιωθούν με συμβατικά μικροσκόπια. Επιπλέον, για τα τυπικά οπτικά μικροσκόπια, η «αύξηση της ανάλυσης» και η «εμβάθυνση του εστιακού βάθους» είναι αντιφατικές συνθήκες, ειδικά σε υψηλή μεγέθυνση. Ωστόσο, στα ομοεστιακά μικροσκόπια, αυτό το πρόβλημα λύνεται εύκολα.
2. Πλεονεκτήματα των ομοεστιακών οπτικών συστημάτων
Το ομοεστιακό οπτικό σύστημα χρησιμοποιείται για τον φωτισμό σημείου του δείγματος και το ανακλώμενο φως λαμβάνεται επίσης από έναν αισθητήρα σημείου. Όταν το δείγμα τοποθετηθεί στην εστιακή θέση, σχεδόν όλο το ανακλώμενο φως μπορεί να φτάσει στον αισθητήρα. Όταν το δείγμα αποκλίνει από το εστιακό σημείο, το ανακλώμενο φως δεν μπορεί να φτάσει στον αισθητήρα. Δηλαδή, σε ένα ομοεστιακό οπτικό σύστημα θα βγαίνει μόνο η εικόνα που συμπίπτει με την εστίαση και θα θωρακίζεται το σημείο και το άχρηστο διάσπαρτο φως.
Γιατί να χρησιμοποιήσετε λέιζερ;
Στα ομοεστιακά οπτικά συστήματα, ο φωτισμός σημείου εφαρμόζεται στο δείγμα και το ανακλώμενο φως λαμβάνεται επίσης από έναν αισθητήρα σημείου. Ως εκ τούτου, οι σημειακές πηγές φωτός έχουν καταστεί απαραίτητες. Το λέιζερ είναι μια πολύ σημειακή πηγή φωτός. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η πηγή φωτός της ομοεστιακής μικροσκοπίας είναι το λέιζερ. Επιπλέον, η μονοχρωματικότητα, η κατευθυντικότητα και το εξαιρετικό σχήμα δέσμης των λέιζερ είναι επίσης σημαντικοί λόγοι για την ευρεία υιοθέτησή τους.
4. Η παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο με βάση τη σάρωση υψηλής ταχύτητας καθίσταται δυνατή
Η σάρωση με λέιζερ χρησιμοποιεί ακουστικό οπτικό ανακλαστήρα (AO) στην οριζόντια κατεύθυνση και κάτοπτρο Servo Galvano στην κατακόρυφη κατεύθυνση. Λόγω της απουσίας μηχανικών δονήσεων στη μονάδα οπτικής πόλωσης ήχου, είναι δυνατή η εκτέλεση σάρωσης υψηλής ταχύτητας και η παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη παρακολούθησης. Η υψηλή ταχύτητα αυτού του τύπου κάμερας είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει άμεσα την εστίαση και την ταχύτητα ανάκτησης θέσης.
5. Η σχέση μεταξύ εστιακής θέσης και φωτεινότητας
Σε ένα ομοεστιακό οπτικό σύστημα, όταν το δείγμα τοποθετείται σωστά στην εστιακή θέση, η φωτεινότητα είναι υψηλή και η φωτεινότητα μειώνεται απότομα πριν και μετά από αυτό (συμπαγή γραμμή στο Σχήμα 4). Η ευαίσθητη επιλεκτικότητα αυτού του εστιακού επιπέδου είναι ακριβώς η αρχή πίσω από τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του ύψους και τη διεύρυνση του εστιακού βάθους στην ομοεστιακή μικροσκοπία. Σε σύγκριση με αυτό, τα τυπικά οπτικά μικροσκόπια δεν δείχνουν σημαντικές αλλαγές φωτεινότητας πριν και μετά την εστιακή θέση (διακεκομμένη γραμμή στο Σχήμα 4).
6. Υψηλή αντίθεση και ανάλυση
Ένα τυπικό οπτικό μικροσκόπιο, λόγω της παρεμβολής που προκαλείται από το ανακλώμενο φως που αποκλίνει από το εστιακό σημείο, επικαλύπτεται με το τμήμα εστιακής απεικόνισης, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντίθεσης της εικόνας. Αντίθετα, στα ομοεστιακά οπτικά συστήματα, το διάσπαρτο φως έξω από την εστίαση και το διάσπαρτο φως μέσα στον αντικειμενικό φακό αφαιρούνται σχεδόν εντελώς, λαμβάνοντας έτσι εικόνες με πολύ υψηλή αντίθεση. Επιπλέον, λόγω του γεγονότος ότι το φως διέρχεται από τον αντικειμενικό φακό δύο φορές, η σημειακή εικόνα γίνεται πρώτα πιο ευκρινής, γεγονός που βελτιώνει επίσης την ανάλυση του μικροσκοπίου.
