কিভাবে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের রেজল্যুশন বৃদ্ধি করা যেতে পারে?

কিভাবে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের রেজল্যুশন বৃদ্ধি করা যেতে পারে?

প্রাথমিক পরীক্ষার সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি হল মাইক্রোস্কোপ, এবং রেজোলিউশন হল টুলটির কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ মেট্রিক। রেজোলিউশন হল দুটি লাইন বা ছোট বিন্দুর মধ্যে স্বতন্ত্রভাবে কাছাকাছি পরিসরে পার্থক্য করার ক্ষমতা। চোখ নিজেই একটি মাইক্রোস্কোপ হিসাবে কাজ করে। দৃষ্টির দূরত্বে মানুষের চোখের রেজোলিউশন, যা সর্বজনীনভাবে 25 সেমি হিসাবে স্বীকৃত, সাধারণ আলোর পরিস্থিতিতে প্রায় 1/10 মিমি। যেহেতু সরল রেখাগুলি অনেকগুলি স্নায়ু কোষকে উত্তেজিত করতে পারে, তাই দুটি সরল রেখা দেখার সময় চোখের রেজোলিউশন বাড়ানো যেতে পারে।

যেহেতু মানুষের চোখের রেজোলিউশন মাত্র 1/10 মিমি, তাই এটি দুটি অত্যন্ত ছোট বস্তুর মধ্যে পার্থক্য করতে পারে না যা 1/10 মিমি দূরে। সুতরাং অণুবীক্ষণিক পরিদর্শনের জন্য অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের বিকাশ প্রথমে আসে, তারপরে ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের বিকাশ ঘটে। দুটি ছোট দাগের মধ্যে সবচেয়ে কম দূরত্ব যা একটি নমুনাতে স্পষ্টভাবে আলাদা করা যায় তাকে মাইক্রোস্কোপ রেজোলিউশন হিসাবে উল্লেখ করা হয়। D=0.61/NA হল এর গণনার সূত্র।

সমীকরণে, D হল um-এ রেজোলিউশন, um-এ আলোক উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য এবং NA হল উম-এ অবজেক্টিভ লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারের জন্য (এটা অ্যাপারচার অনুপাতও বলা হয়)।

সূত্রটি নির্দেশ করে যে ম্যাচিং অবজেক্টিভ লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার এবং ঘটনা আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন নির্ধারণ করে। যেমন দেখা যায়, অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ দ্বারা উন্নত করা যেতে পারে:

1. আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য হ্রাস করুন।

দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 390nm কম। অতিবেগুনী আলোর এই তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলোকসজ্জার উত্স হিসাবে ব্যবহার করার সময় অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশনকে 0.2um-এ অবনমিত করতে পারে। তবে বেশিরভাগ সাধারণ উপাদানের কাচ, 340 এনএম-এর নীচে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে প্রচুর আলো শোষণ করে, যার ফলে উল্লেখযোগ্য টেনশনের পরেও UV আলোর পক্ষে একটি পরিষ্কার এবং উজ্জ্বল চিত্র তৈরি করা অসম্ভব হয়ে ওঠে। যেহেতু UV আলো মাইক্রোস্কোপের সাহায্যে দেখা যায় না। খালি চোখে এবং এমনকি পর্যবেক্ষিত নমুনা, কোয়ার্টজ এবং ফ্লোরাইটের মতো দামী উপাদান, যা যথাক্রমে 185nm এবং 200nm কম অতিবেগুনী আলোর মধ্য দিয়ে যেতে পারে, অবশ্যই ব্যবহার করতে হবে। অণুবীক্ষণ যন্ত্রের রেজোলিউশন বাড়ানোর এই কৌশলটি প্রায়শই ব্যবহার করা হয় না কারণ এটির নিজস্ব সীমা রয়েছে, যা মাইক্রোস্কোপের উচ্চ খরচ এবং সীমাবদ্ধতার দ্বারা সংঘটিত হয়।

2. অবজেক্টিভ লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার NA বাড়ান।

সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার NA=n*sin(u)

সমীকরণে, n হল মাধ্যমের প্রতিসরণ সূচক যা অবজেক্টিভ লেন্স এবং নমুনার মধ্যে অবস্থিত এবং u হল অবজেক্টিভ লেন্সের অর্ধ-অ্যাপারচার কোণের জন্য। এই কারণে, অপটিক্যাল ডিজাইনের দৃষ্টিকোণ থেকে, সঠিকভাবে একটি বড় অ্যাপারচার কোণ গ্রহণ করা বা প্রতিসরাঙ্ক সূচক বাড়ানো একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন বাড়ানোর জন্য একটি জনপ্রিয় কৌশল হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। কম ম্যাগনিফিকেশন অবজেক্টিভ লেন্সের মাধ্যম, যেমন ম্যাগনিফিকেশন সহ লেন্সগুলি 10X এর নিচে, সাধারণত বায়ু, যার প্রতিসরাঙ্ক সূচক 1 থাকে, এটি একটি শুষ্ক মাধ্যম তৈরি করে। জল নিমজ্জনের মাধ্যম হল পাতিত জল, যার প্রতিসরাঙ্ক সূচক রয়েছে 1.33৷ অলিম্পাস থেকে 100X অয়েল লেন্সের মতো তেল নিমজ্জন বস্তুনিষ্ঠ লেন্সের মাধ্যমটির একটি প্রতিসরণ সূচক থাকে যা সাধারণত 1.52 এর কাছাকাছি হয়। উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সূচক মাধ্যম ব্যবহারের কারণে, জল নিমজ্জন উদ্দেশ্য লেন্স এবং তেল নিমজ্জন অবজেক্টিভ লেন্স শুধুমাত্র উচ্চ বৃহত্তর নয় বরং উদ্দেশ্য লেন্সের রেজোলিউশনকেও উন্নত করে।