কনফোকাল মাইক্রোস্কোপির নীতি
কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ হল একটি উচ্চ-নির্ভুলতা ইমেজিং যন্ত্র যা 1980-এর দশকে উদ্ভূত এবং বিকশিত হয়েছিল এবং সাবমাইক্রন কাঠামো অধ্যয়নের জন্য একটি অপরিহার্য বৈজ্ঞানিক গবেষণা যন্ত্র। কম্পিউটার, ইমেজ প্রসেসিং সফ্টওয়্যার এবং লেজারের বিকাশের সাথে, কনফোকাল মাইক্রোস্কোপগুলিও দুর্দান্ত বিকাশের মধ্য দিয়ে গেছে এবং এখন জীববিজ্ঞান, মাইক্রোসিস্টেম এবং উপাদান পরিমাপের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ হল একটি নতুন ধরনের মাইক্রোস্কোপ যা কনফোকাল নীতি, স্ক্যানিং প্রযুক্তি এবং কম্পিউটার গ্রাফিক্স প্রসেসিং প্রযুক্তিকে একীভূত করে। এর প্রধান সুবিধাগুলি হল: উচ্চ পার্শ্বীয় রেজোলিউশন এবং উচ্চ অক্ষীয় রেজোলিউশন, এবং উচ্চ বৈসাদৃশ্য সহ বিপথগামী আলোর কার্যকর দমন।
একটি সাধারণ কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ সেটআপ হল পরিমাপ করা বস্তুর ফোকাল প্লেনের কনজুগেট সমতলে দুটি ছোট গর্ত স্থাপন করা, যার একটি আলোর উত্সের সামনে এবং অন্যটি ডিটেক্টরের সামনে স্থাপন করা হয়, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে। 1. এটি চিত্র থেকে দেখা যায় যে যখন পরিমাপ করা নমুনাটি আধা-ফোকাস সমতলে থাকে, তখন সনাক্তকরণ প্রান্ত দ্বারা সংগৃহীত আলোর তীব্রতা সবচেয়ে বড় হয়; যখন পরিমাপ করা নমুনাটি ফোকাসের বাইরে অবস্থানে থাকে, তখন সনাক্তকরণের প্রান্তে আলোর স্থানটি ছড়িয়ে পড়ে এবং আলোর তীব্রতা দ্রুত হ্রাস পায়। অতএব, ফোকাল সমতলে বিন্দু দ্বারা নির্গত আলো শুধুমাত্র প্রস্থান পিনহোলের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, যখন ফোকাল সমতলের বাইরের বিন্দু দ্বারা নির্গত আলো প্রস্থান পিনহোল সমতলে ডিফোকাস করা হয় এবং তাদের বেশিরভাগই কেন্দ্রীয় পিনহোলের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। অতএব, ফোকাল প্লেনে পর্যবেক্ষণ লক্ষ্য বিন্দু উজ্জ্বল দেখায়, এবং অ-পর্যবেক্ষণ বিন্দুটি পটভূমি হিসাবে কালো দেখায়, বৈসাদৃশ্য বৃদ্ধি করে এবং চিত্রটি পরিষ্কার করে। ইমেজিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, দুটি পিনহোল হল কনফোকাল, কনফোকাল পয়েন্টটি সনাক্ত করা বিন্দু এবং যে সমতলে সনাক্ত করা বিন্দুটি অবস্থিত সেটি হল কনফোকাল সমতল।
কনফোকাল মাইক্রোস্কোপিতে ডিটেক্টরে পিনহোলের আকার একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি সরাসরি সিস্টেমের রেজোলিউশন এবং সংকেত থেকে শব্দ অনুপাতকে প্রভাবিত করে। যদি পিনহোলটি খুব বড় হয়, তবে কনফোকাল সনাক্তকরণ প্রভাব অর্জন করা হবে না, যা কেবল সিস্টেমের রেজোলিউশনকে হ্রাস করে না, বরং আরও বিপথগামী আলোও প্রবর্তন করে; যদি পিনহোলটি খুব ছোট হয় তবে এটি সনাক্তকরণের দক্ষতা হ্রাস করবে এবং মাইক্রোস্কোপিক চিত্রকে হ্রাস করবে। উজ্জ্বলতা গবেষণায় দেখা গেছে যে পিনহোলের ব্যাস যখন এয়ারি ডিস্কের ব্যাসের সমান হয়, তখন কনফোকাল প্রয়োজনীয়তা পূরণ হয় এবং সনাক্তকরণের দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় না। যেহেতু পিনহোলের ব্যাস সাধারণত মাইক্রনের ক্রম অনুসারে, লেজার বিমের ফোকাস পয়েন্ট এবং পিনহোলের অবস্থানের মধ্যে বিচ্যুতি হলে, সংকেত বিকৃতি ঘটবে। অতএব, কনফোকাল মাইক্রোস্কোপগুলি সাধারণত একটি অটোফোকাস সিস্টেম ব্যবহার করে, যা কার্যত পরিমাপের সময় বৃদ্ধি করে।
যেহেতু লেজার কনফোকাল স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপ একটি পয়েন্ট ইমেজিং, বস্তুর দ্বি-মাত্রিক চিত্র পাওয়ার জন্য, x এবং y দিকনির্দেশে দ্বি-মাত্রিক স্ক্যানিং ব্যবহার করা প্রয়োজন। বিভিন্ন মাইক্রোস্কোপ বিভিন্ন স্ক্যানিং পদ্ধতি ব্যবহার করে:
(1) অবজেক্ট স্ক্যানিং। অর্থাৎ, বস্তু নিজেই একটি নির্দিষ্ট নিয়ম অনুযায়ী চলে, যখন আলোর রশ্মি অপরিবর্তিত থাকে। সুবিধা: স্থিতিশীল অপটিক্যাল পাথ; অসুবিধা: একটি বড় স্ক্যানিং টেবিল প্রয়োজন, তাই স্ক্যানিং গতি ব্যাপকভাবে সীমিত।
(2) একটি প্রতিফলিত গ্যালভানোমিটার ব্যবহার করে একটি মরীচি স্ক্যানিং সিস্টেম তৈরি করা হয়। অর্থাৎ, স্ক্যানিং গ্যালভানোমিটার নিয়ন্ত্রণ করে, দ্বি-মাত্রিক স্ক্যানিং সম্পূর্ণ করার জন্য ফোকাসকৃত আলোর স্থানটি নিয়মিতভাবে বস্তুর একটি নির্দিষ্ট স্তরে প্রতিফলিত হয়। এর সুবিধা হল এটির উচ্চ নির্ভুলতা রয়েছে এবং প্রায়শই উচ্চ-নির্ভুলতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। অবজেক্ট স্ক্যানিংয়ের তুলনায় স্ক্যানিং গতি উন্নত হয়েছে, কিন্তু এটি এখনও দ্রুত নয়।
(3) স্ক্যান করার জন্য অ্যাকোস্টো-অপটিক ডিফ্লেকশন এলিমেন্ট ব্যবহার করুন, এবং স্ক্যানিং শব্দ তরঙ্গের আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে এবং তারপরে আলোক তরঙ্গের সংক্রমণ দিক পরিবর্তন করে উপলব্ধি করা হয়। এর অসামান্য সুবিধা হল স্ক্যান করার গতি খুব দ্রুত। ইউনাইটেড স্টেটস দ্বারা বিকশিত স্ক্যানিং সিস্টেমটি রিয়েল-টাইম ভিডিও ইমেজ তৈরি করতে একটি অ্যাকোস্টো-অপটিক ডিফ্লেক্টর ব্যবহার করে। একটি দ্বি-মাত্রিক চিত্র স্ক্যান করতে এটি মাত্র 1/30 সেকেন্ড সময় নেয় এবং এটি প্রায় রিয়েল-টাইম আউটপুট অর্জন করে।
(4) Nipkow ডিস্ক স্ক্যানিং। অন্যান্য উপাদান স্থির রেখে নিপকো ডিস্ক ঘোরানোর মাধ্যমে স্ক্যানিং প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়। এটি একবারে চিত্রিত করা যায় এবং গতি খুব দ্রুত। যাইহোক, যেহেতু ইমেজিং রশ্মিটি অফ-অক্ষের আলো, তাই লেন্সের অফ-অক্ষ বিপর্যয় অবশ্যই সংশোধন করতে হবে এবং আলোক শক্তির ব্যবহারের হার খুবই কম।
