Editorial Feature

光学显微镜中的衍射限制

主题涵盖

介绍
光学显微镜中有什么衍射限制?
新发展
参考

介绍

光学显微镜,也称为光学显微镜,是最旧的显微镜,其使用可见光和镜头来放大非常小的样品的图像。它是一个常用于生命和材料科学领域的标准工具。

第一个基本的光学显微镜在17中开发TH. 世纪。如今,有许多可用的变体可实现高级分辨率和样本对比。借助计算机辅助光学设计和自动磨削方法,图像质量完全改善了可忽略不计的偏差。

然而,光学显微镜仍然必须克服由可见光波前的衍射引起的光学分辨率的临界极限,当物镜的后焦平面的圆形孔通过圆形孔时引起的(lens).

图片来信:Anyaivanova / shutterstock.com

光学显微镜中有什么衍射限制?

几个基本因素,例如镜片或未对流的缺陷,可以妨碍诸如显微镜的光学成像系统的分辨率。然而,关键因素是衍射。

显微镜的分辨率与其目标的尺寸成比例,并且与所观察的光波长成反比。

1873年,德国物理学家 Ernst Abbe发现了显微镜如何受光的衍射。该发现显示,仪器不控制显微镜的分辨率’S质量,但是通过使用光的波长和光学元件的光圈。

由于这种现象,显微镜不能解决比靠近的两个物体λ/2NA, where λ是光的波长,NA是成像镜头的数值孔径。

换句话说,衍射限制了显微镜区分两个物体的能力除以除以用于图像的光的光波长的一半的横向距离。

根据Abbe.'S的发现,图像由一系列衍射限制斑点组成,具有可变强度,其重叠以产生最终结果。因此,用于最大化空间分辨率和图像对比度的可行方法是通过最小化成像波长,增加数值孔径,或者使用具有较大折射率的成像介质来减小衍射限制点的尺寸。

新发展

技术的快速进步正在创造 能够克服ABBE的新成像方法'S衍射屏障。已经测试了表面等离子体,已经证明它们能够提供一种克服光衍射极限的技术。

超过衍射屏障肯定会以大的方式彻底旋转光学显微镜,因为衍射限制的现象阻碍了光学显微镜的功能超过一个世纪。

光学显微镜中的这些发展将使生物电池内部的非侵入性分析以及电子工业中的半导体器件的纳米成像。

参考

 

告诉我们你的想法

您是否有审核,更新或任何您想要添加到本文的内容?

留下您的反馈意见
提交