لماذا تحتاج إلى مجهر متحد البؤر؟
1. بعد جهود وتحسينات أسلافنا العظماء ، وصل المجهر الضوئي إلى نقطة الكمال. في الواقع ، يمكن أن تزودنا المجاهر العادية بصور مجهرية جميلة ببساطة وبسرعة. ومع ذلك ، حدث حدث جلب ابتكارًا ثوريًا إلى هذا العالم المجهري شبه المثالي ، وهو اختراع "مجهر المسح بالليزر المتحد البؤر". ميزة هذا النوع الجديد من المجهر هو أنه يعتمد نظامًا ضوئيًا لا يستخرج سوى معلومات الصورة على السطح حيث يتركز التركيز ، ويستعيد المعلومات التي تم الحصول عليها في ذاكرة الصورة أثناء تغيير التركيز ، بحيث يمكن الحصول على معلومات ثلاثية الأبعاد كاملة مُقتَنىً. صورة صارخة للذكاء. باستخدام هذه الطريقة ، من الممكن الحصول بسهولة على معلومات حول شكل السطح لا يمكن تأكيدها بالمجهر العادي. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للمجاهر الضوئية العادية ، فإن "الدقة المتزايدة" و "تعميق عمق التركيز" هي ظروف متناقضة ، خاصة في حالات التكبير العالية ، يكون هذا التناقض أكثر بروزًا ، ولكن فيما يتعلق بالمجهر المتحد البؤر ، يمكن حل هذه المشكلة بسهولة.
2. مزايا النظام البصري متحد البؤر
يقوم النظام البصري متحد البؤر بإضاءة نقطة على العينة ، كما يتم استقبال الضوء المنعكس بواسطة مستقبل النقطة. عندما يتم وضع العينة في موضع التركيز ، يمكن أن يصل كل الضوء المنعكس تقريبًا إلى مستقبلات الضوء ، وعندما تكون العينة خارج التركيز ، لا يمكن للضوء المنعكس الوصول إلى المستقبل الضوئي. وهذا يعني أنه في النظام البصري البؤري ، سيتم فقط إخراج الصورة التي تتطابق مع النقطة المحورية ، وسيتم حماية البقع الضوئية والضوء المتناثر غير المجدي.
3. لماذا استخدام الليزر؟
في النظام البصري متحد البؤر ، تضيء العينة عند نقطة ما ، ويتم أيضًا استقبال الضوء المنعكس بواسطة مستقبل ضوئي نقطي. لذلك ، يصبح من الضروري وجود مصدر ضوء نقطي. الليزر هو مصدر الضوء النقطي للغاية. في معظم الحالات ، تستخدم مصادر ضوء الليزر كمصادر ضوئية للمجاهر متحد البؤر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن خصائص أحادية اللون والاتجاهية وشكل الحزمة الممتاز لليزر هي أيضًا أسباب مهمة لاعتمادها على نطاق واسع.
4. تصبح المراقبة في الوقت الحقيقي القائمة على المسح عالي السرعة ممكنة
بالنسبة للمسح بالليزر ، يتبنى الاتجاه الأفقي العاكس البصري الصوتي (عنصر AO) ، والاتجاه الرأسي يعتمد على مرآة مسح الحزمة إلكترونيًا المؤازرة (Servo Galvano-mirror). نظرًا لأن وحدة الانحراف الصوتي البصري لا تحتوي على جزء اهتزاز ميكانيكي ، فيمكنها إجراء مسح ضوئي عالي السرعة ويمكن المراقبة في الوقت الفعلي على شاشة الشاشة. يعد هذا التصوير عالي السرعة عنصرًا مهمًا للغاية يؤثر بشكل مباشر على سرعة التركيز واسترجاع الموضع.
5. العلاقة بين موضع التركيز والسطوع
في النظام البصري متحد البؤر ، يكون سطوع العينة هو الحد الأقصى عندما يتم وضع العينة بشكل صحيح في الموضع البؤري ، وسوف ينخفض سطوعها بشكل حاد قبلها وبعدها (الخط الصلب في الشكل 4). الانتقائية الحساسة للمستوى البؤري هي أيضًا مبدأ تحديد اتجاه ارتفاع المجهر البؤري وتوسيع العمق البؤري. في المقابل ، لا تحتوي المجاهر الضوئية العادية على تغيرات سطوع واضحة قبل وبعد موضع التركيز
6. تباين عالي ، دقة عالية
في المجاهر الضوئية العادية ، بسبب تداخل الضوء المنعكس من جزء التركيز ، فإنه يتداخل مع جزء التصوير البؤري ، مما يؤدي إلى انخفاض في تباين الصورة. من ناحية أخرى ، في النظام البصري متحد البؤر ، تتم إزالة الضوء المنتشر خارج النقطة البؤرية والضوء المنتشر داخل العدسة الشيئية بالكامل تقريبًا ، بحيث يمكن الحصول على صورة ذات تباين عالٍ جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الضوء يمر عبر العدسة الموضوعية مرتين ، يتم شحذ الصورة النقطية أولاً ، مما يحسن أيضًا من قوة التحليل للميكروسكوب.
7. وظيفة التعريب البصري
في النظام البصري متحد البؤر ، يتم حماية الضوء المنعكس بخلاف النقطة المتوافقة مع النقطة المحورية بواسطة المسام الصغير. لذلك ، عند مراقبة عينة ثلاثية الأبعاد ، تتشكل الصورة كما لو كانت العينة مقطعة إلى شرائح مع المستوى البؤري. يُعرف هذا التأثير بالتوطين البصري وهو أحد تخصصات الأنظمة البصرية متحد البؤر.
8. التركيز على وظيفة الذاكرة المتنقلة
يتم حماية ما يسمى بالضوء المنعكس خارج النقطة المحورية بواسطة المسام الدقيقة. من ناحية أخرى ، يمكن اعتبار أن جميع النقاط على الصورة التي شكلها النظام البصري متحد البؤر تتوافق مع النقطة المحورية. لذلك ، إذا تم نقل العينة ثلاثية الأبعاد على طول المحور Z (المحور البصري) ، يتم تجميع الصور وتخزينها في الذاكرة ، وفي النهاية سيتم الحصول على الصورة التي تشكلها العينة بأكملها ونقطة الاتصال. تسمى وظيفة تعميق عمق التركيز اللامتناهي بهذه الطريقة بوظيفة ذاكرة الهاتف المحمول.
9. وظيفة قياس شكل السطح
من حيث وظيفة تحويل التركيز ، يمكن قياس شكل سطح العينة بعدم التلامس عن طريق إضافة دائرة تسجيل ارتفاع السطح. بناءً على هذه الوظيفة ، من الممكن تسجيل إحداثيات المحور Z التي تكونت بواسطة الحد الأقصى لقيمة النصوع في كل بكسل ، وبناءً على هذه المعلومات ، يمكن الحصول على المعلومات المتعلقة بشكل سطح العينة.
10. وظيفة قياس الحجم الصغير عالية الدقة
تتبنى وحدة استقبال الضوء 1- مستشعر تصوير الأبعاد CCD ، لذلك لا يتأثر بإمالة المسح لجهاز المسح ، بحيث يمكن إكمال القياس عالي الدقة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لاستخدام وظيفة ذاكرة تحويل التركيز مع عمق تركيز بؤري قابل للتعديل (تعميق) ، يمكن التخلص من خطأ القياس الناتج عن تحول التركيز.
11. تحليل الصور ثلاثية الأبعاد
باستخدام وظيفة قياس شكل السطح ، يمكنك بسهولة إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد لسطح العينة. ليس ذلك فحسب ، بل يمكن أيضًا إجراء مجموعة متنوعة من التحليلات مثل: قياس خشونة السطح ، والمساحة ، والحجم ، ومساحة السطح ، والدائرية ، ونصف القطر ، والحد الأقصى للطول ، والمحيط ، ومركز الثقل ، والصورة المقطعية ، وتحويل FFT ، وقياس عرض الخط ، إلخ. .
يمكن استخدام مجهر المسح بالليزر متحد البؤر ليس فقط لمراقبة مورفولوجيا الخلية ، ولكن أيضًا للتحليل الكمي للمكونات الكيميائية الحيوية داخل الخلايا ، وإحصاءات الكثافة البصرية وقياس مورفولوجيا الخلية.
