জৈবিক অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য

জৈবিক অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য

মাইক্রোস্কোপের অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা নিম্নলিখিত আটটি মৌলিক অপটিক্যাল প্যারামিটার (বা পরামিতি) দ্বারা নির্ধারিত হয়:

(1) সংখ্যাসূচক ছিদ্র

সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারকে মিরর রেশিওও ​​বলা হয়। এটি পর্যবেক্ষণ করা বস্তু এবং লেন্সের মধ্যবর্তী মাধ্যমটির প্রতিসরণ সূচক n এর গুণফল এবং অবজেক্টিভ লেন্স কোণের অর্ধেক সাইন মানকে বোঝায়। প্রতিনিধিত্ব করতে NA বা A. ব্যবহার করুন। NA=nsin( /2)
তথাকথিত মিরর মুখের কোণটি লক্ষ্য করা বিন্দুর প্রান্তিক রশ্মির মধ্যবর্তী কোণকে বোঝায় যা উদ্দেশ্যমূলক লেন্সের সামনের লেন্সে প্রবেশ করে।

সাংখ্যিক অ্যাপারচার হল অবজেক্টিভ লেন্স এবং কনডেনসার লেন্সের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার এবং এটি মাইক্রোস্কোপের অন্যান্য অপটিক্যাল প্যারামিটারের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। এটা সাধারণত বড় আশা করা হয় যে ভাল. সূত্রটি থেকে দেখা যায় যে সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার বাড়ানোর দুটি উপায় রয়েছে, একটি হল আয়নার মুখের কোণ বাড়ানো এবং অন্যটি হল অবজেক্টিভ লেন্স এবং নমুনার মধ্যে প্রতিসরাঙ্ক সূচক বাড়ানো।

পূর্বের পদ্ধতি অবলম্বন করা হলে, নমুনা এবং বস্তু যতটা সম্ভব কাছাকাছি রাখা যেতে পারে। কিন্তু যতই কাছাকাছি হোক না কেন, সর্বদা 180 ডিগ্রির কম হয়। এইভাবে, sin(/2) 1 এর থেকেও ছোট। বাতাসের প্রতিসরণ সূচক হল n=1। অতএব, শুষ্ক অবজেক্টিভ লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার nsin(/2) সর্বদা 1 এর কম, সাধারণত 0.04 এবং 0.95 এর মধ্যে।

যখন পরবর্তী পদ্ধতিটি গ্রহণ করা হয়, তখন উদ্দেশ্যমূলক লেন্স এবং নমুনার মধ্যে একটি উচ্চ প্রতিসরণ সূচক সহ একটি মাধ্যম যোগ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সিডার তেলের প্রতিসরণ সূচক হল n=1.515। যখন সিডার তেলকে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করা হয়, তখন সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার 1.2-এর বেশি হতে পারে। তাই কিছু ক্ষেত্রে তেল চশমা ব্যবহার করা হয়। বর্তমানে, তেল লেন্স যে সর্বাধিক সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার অর্জন করতে পারে তা হল 1.4।

(2) রেজোলিউশন

রেজোলিউশনকে বৈষম্যের হার বা সমাধান করার ক্ষমতাও বলা হয়। তথাকথিত রেজোলিউশনটি পরিদর্শনাধীন বস্তুর সূক্ষ্ম গঠনকে আলাদা করার জন্য মাইক্রোস্কোপের ক্ষমতাকে বোঝায়। এটি রেজোলিউশন দূরত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। রেজোলিউশন দূরত্ব বলতে দুটি বস্তুর বিন্দুর মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব বোঝায় যা আলাদা করা যায়। রেজোলিউশন দূরত্ব যত কম হবে, মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন তত বেশি হবে। যদি দুটি বস্তুর বিন্দুর মধ্যে দূরত্ব রেজোলিউশন দূরত্বের চেয়ে ছোট হয় তবে দুটি বিন্দুকে একটি বিন্দু বলে ভুল করা হবে এবং এর গঠন স্পষ্টভাবে দেখা যাবে না। অণুবীক্ষণ যন্ত্রের রেজোলিউশন অবজেক্টিভ লেন্স দ্বারা নির্ধারিত হয়। আইপিসগুলি শুধুমাত্র বড় করে এবং মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন বাড়ায় না।

স্বাভাবিক কেন্দ্রীয় আলোকসজ্জার ক্ষেত্রে, অবজেক্টিভ লেন্সের সমাধানকারী দূরত্ব d নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়।

d=(λ/2)N.A.
সূত্রে: d রেজোলিউশনের দূরত্বকে প্রতিনিধিত্ব করে, এককটি মাইক্রন, λ আলোকসজ্জার আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে প্রতিনিধিত্ব করে, এককটিও মাইক্রন।

দৃশ্যমান আলোতে, মানুষের চোখের সবচেয়ে বেশি উজ্জ্বলতা এবং সবচেয়ে বেশি সংবেদনশীলতা সহ তরঙ্গদৈর্ঘ্য হল {{0}.55 μm, এবং অবজেক্টিভ লেন্সের সর্বোচ্চ NA হল 1.4। উপরের সূত্রে প্রতিস্থাপন করলে, d হল প্রায় 0.2 μm। অর্থাৎ, একটি সাধারণ অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের সাহায্যে, কেন্দ্রীয় আলোকসজ্জার ক্ষেত্রে রেজোলিউশন দূরত্বের সীমা হল 0.2 μm। অর্থাৎ, সাধারণ অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ 0.2 μm এর চেয়ে ছোট দুটি বস্তুর মধ্যে পার্থক্য করতে পারে না।

অতিবেগুনী আলো ব্যবহার করে, আলোকিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য হ্রাস করা যেতে পারে, রেজোলিউশন দূরত্ব 0.1 μm এ পৌঁছাতে সক্ষম করে। কিন্তু অতিবেগুনি রশ্মি মানুষের চোখে দেখা যায় না। ছবি তোলার পরই তা লক্ষ্য করা যায়।

ইলেকট্রন প্রবাহের তরঙ্গদৈর্ঘ্য শুধুমাত্র 0.00387nm। ইলেকট্রন প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে "ইলেক্ট্রন লেন্স" বা চৌম্বকীয় লেন্স ব্যবহার করে, ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপের রেজোলিউশন দূরত্ব একটি ন্যানোমিটারের কয়েক দশমাংশ পর্যন্ত। এটি পরমাণুর গঠন পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

(3) বিবর্ধন

অণুবীক্ষণ যন্ত্রের ম্যাগনিফিকেশন অবজেক্টিভ লেন্সের ম্যাগনিফিকেশন এবং আইপিসের ম্যাগনিফিকেশনের গুণফলের সমান। নীতিগতভাবে, বিবর্ধন খুব বড় করা যেতে পারে। যাইহোক, যদি নমুনার বিশদটি বস্তুনিষ্ঠ লেন্স দ্বারা সমাধান করা না যায়, তা যত বড় আকারেরই হোক না কেন, তা অর্থহীন। তাত্ত্বিকভাবে, এটি অনুমান করা যেতে পারে যে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সবচেয়ে উপযুক্ত বিবর্ধন (যাকে কার্যকরী বিবর্ধন বলা হয়, M দ্বারা কার্যকরভাবে প্রতিনিধিত্ব করা হয়) অবজেক্টিভ লেন্সের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারের 500 থেকে 1000 গুণের মধ্যে। অর্থাৎ, 500N.A. M এর থেকে কম বা সমান কার্যকরী 1000N.A এর কম বা সমান।

কার্যকরী পরিবর্ধন পরিসরের মধ্যে, চোখ ক্লান্তি ছাড়াই দীর্ঘ সময়ের জন্য পর্যবেক্ষণ করতে পারে। ম্যাগনিফিকেশন 500 NA-এর কম হলে, এটি পর্যবেক্ষণ করা কঠিন হবে। যদি এটি 1000N.A.-এর বেশি হয়, তাহলে এটি ছবির গুণমানকে খারাপ করবে এবং এমনকি একটি অবাস্তব ছবি তৈরি করবে। অতএব, 1000N.A-এর উপরে বিবর্ধন। অবৈধ বিবর্ধন বলা হয়।

(4) কাজের দূরত্ব

কাজের দূরত্ব বলতে অণুবীক্ষণ যন্ত্র ফোকাস করার পর অবজেক্টিভ লেন্সের নিচের পৃষ্ঠ এবং কভার গ্লাসের উপরের পৃষ্ঠের মধ্যে দূরত্ব বোঝায়, একটি স্ট্যান্ডার্ড কভার গ্লাস এবং একটি মানক যান্ত্রিক টিউব দৈর্ঘ্য ব্যবহার করে। অবজেক্টিভ লেন্সের ম্যাগনিফিকেশন যত বেশি হবে, কাজের দূরত্ব তত কম হবে। সাধারণত, 10 বারের নিচে কম-পাওয়ার অবজেক্টিভ লেন্সের কাজের দূরত্ব হল 5-7মিমি, যখন 100 গুণ তেল লেন্সের কাজের দূরত্ব প্রায় 0.19 মিমি।

(5) ফোকাসের গভীরতা

অণুবীক্ষণ যন্ত্রটি যখন নমুনার একটি নির্দিষ্ট সমতলে ফোকাস করা হয়, তখন শুধু বস্তুর সমতলটিই স্পষ্ট দেখা যায় না, একই সাথে এর সাথে সংযুক্ত উপরের এবং নীচের বস্তুর সমতলগুলিও স্পষ্টভাবে দেখা যায়। উপরের এবং নীচের বস্তুর সমতলগুলির মধ্যে দূরত্বকে ফোকাসের গভীরতা বা সংক্ষেপে ফোকাসের গভীরতা বলা হয়।

অণুবীক্ষণ যন্ত্রের ফোকাসের গভীরতা খুবই ছোট, এবং সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার যত বড় হবে, মোট বিবর্ধন তত বেশি হবে এবং ফোকাসের গভীরতা তত কম হবে। উদাহরণস্বরূপ, যখন 1.25/100 বার এনএ এবং 12.5 বার আইপিস পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি তেল লেন্স ব্যবহার করা হয়, তখন ফোকাসের গভীরতা শুধুমাত্র 0.27 μm হয়। অর্থাৎ, ফোকাস করার পরে, শুধুমাত্র 0.27 μm পুরু একটি পাতলা স্তর একবারে স্পষ্টভাবে দেখা যায়। সাধারণ নমুনাগুলি সাধারণত কয়েক মাইক্রন পুরু হয়। সম্পূর্ণ নমুনা দেখতে, উপরের থেকে নীচে স্তরগুলিতে পর্যবেক্ষণ করার জন্য মাইক্রোস্কোপের সূক্ষ্ম-টিউনিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা প্রয়োজন।

(6) দৃশ্যের ক্ষেত্র

দেখার ক্ষেত্রকে দর্শনের ক্ষেত্রও বলা হয়। অণুবীক্ষণ যন্ত্র এক সময়ে দেখতে পারে যে পরিদর্শন অধীন বস্তুর সুযোগ বোঝায়। সাধারণত আমরা দেখতে চাই ক্ষেত্র যতটা সম্ভব বড় হোক। অণুবীক্ষণ যন্ত্রের দৃশ্যের ক্ষেত্রটি উদ্দেশ্যমূলক লেন্সের দৃশ্যের ক্ষেত্র এবং আইপিসের দৃশ্যের ক্ষেত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়। সাধারণ অবজেক্টিভ লেন্সের দেখার ক্ষেত্রটি 20 মিমি থেকে কম এবং বড়টি 40 মিমি-এর বেশি হতে পারে। সাধারণ 10x আইপিসগুলির দেখার ক্ষেত্র হল 14 মিমি, এবং বড়গুলি 24 মিমি-এর বেশি হতে পারে। একবার উদ্দেশ্য এবং আইপিস ডিজাইন করা হলে, তাদের দেখার ক্ষেত্র স্থির করা হয়। যেহেতু একটি সাধারণ মাইক্রোস্কোপের দৃশ্যের ক্ষেত্রটি ছোট, তাই একটি দৃশ্যের ক্ষেত্রে সমগ্র নমুনাটি দেখা অসম্ভব, শুধুমাত্র নমুনার উপর একটি খুব ছোট বৃত্ত দেখা যায়। অধিকন্তু, দৃশ্যের ক্ষেত্রের আকার মাইক্রোস্কোপের মোট বিবর্ধনের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। মোট বিবর্ধন যত বেশি হবে, দেখার ক্ষেত্র তত ছোট হবে। সমাধান হল মুভার ব্যবহার করে নমুনার প্রতিটি অংশ ঘুরে ঘুরে দেখার ক্ষেত্রে প্রবেশ করা এবং পর্যবেক্ষন করা।

(7) আয়নার উজ্জ্বলতা

আয়নার উজ্জ্বলতা অণুবীক্ষণ যন্ত্রে দেখা বস্তুর চিত্রের আলো এবং অন্ধকারকে বোঝায়। পর্যবেক্ষণের সুবিধার্থে, আমরা আশা করি যে ফলাফলটি আরও উজ্জ্বল। স্থির বাহ্যিক আলোর ক্ষেত্রে, আয়নার উজ্জ্বলতা সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক এবং মোট বিবর্ধনের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। ইমেজ উজ্জ্বল করতে, একটি লো ম্যাগনিফিকেশন আইপিস সহ একটি বড় সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার সহ একটি অবজেক্টিভ লেন্স ব্যবহার করা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, একই উদ্দেশ্যমূলক লেন্সের ক্ষেত্রে, একটি 5X আইপিস ব্যবহার করে একটি মিরর ইমেজ তৈরি করবে যা 10X আইপিস ব্যবহার করার চেয়ে 4 গুণ উজ্জ্বল।

বৈদ্যুতিক আলোর উত্স ব্যবহার করে মাইক্রোস্কোপের জন্য, আলোকযন্ত্রের উজ্জ্বলতা সামঞ্জস্য করে আয়না চিত্রের উজ্জ্বলতা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।

(8) স্বচ্ছতা

মাইক্রোস্কোপ ইমেজিংয়ের স্বচ্ছতা তার অপটিক্যাল সিস্টেমের উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে অবজেক্টিভ লেন্সের অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা। এটি অণুবীক্ষণ যন্ত্রের নকশা, উত্পাদন, ব্যবহার এবং সংরক্ষণের সাথে সম্পর্কিত। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং জটিল সমস্যা। ব্যবহারের এবং স্টোরেজের দৃষ্টিকোণ থেকে, স্পষ্টতা প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণগুলি হল: ব্যবহৃত কভার গ্লাসের বেধ অযোগ্য, ফোকাস আদর্শ অবস্থানের সাথে সামঞ্জস্য করা হয় না, মোট বিবর্ধন খুব বড়, এবং তেলের লেন্স লেন্স মুছা হয় না। পরিষ্কার, লেন্সের মিলডিউ ইত্যাদি।