เหตุใดฉันจึงต้องใช้กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล
1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงได้รับการพัฒนาให้สมบูรณ์แบบด้วยความพยายามและการปรับปรุงผลิตภัณฑ์รุ่นก่อนๆ ที่ยอดเยี่ยมของเรา จริงๆ แล้ว กล้องจุลทรรศน์ธรรมดาสามารถให้ภาพกล้องจุลทรรศน์ที่สวยงามแก่เราได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เหตุการณ์ที่ปฏิวัติโลกของกล้องจุลทรรศน์ที่เกือบจะสมบูรณ์แบบคือการประดิษฐ์ "กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลสแกนด้วยเลเซอร์" กล้องจุลทรรศน์ชนิดใหม่นี้โดดเด่นด้วยระบบออพติคัลที่ดึงข้อมูลภาพจากพื้นผิวที่โฟกัสอยู่เท่านั้น และด้วยการเปลี่ยนโฟกัสในขณะที่กู้คืนข้อมูลที่ได้มาในหน่วยความจำภาพ ทำให้ได้ภาพที่คมชัดด้วย ข้อมูลมิติ 3- เต็มรูปแบบ ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างของพื้นผิวที่ไม่สามารถยืนยันได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดาได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ แม้ว่า "การเพิ่มความละเอียด" และ "ระยะชัดลึกที่ลึกขึ้น" เป็นเงื่อนไขที่ขัดแย้งกันสำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กำลังขยายสูง ปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล
2. ข้อดีของระบบคอนโฟคอลออปติคอล
แผนผังของกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลแบบเลเซอร์
ระบบออพติคอลคอนโฟคอลเป็นการส่องสว่างแบบจุดของตัวอย่าง ในขณะที่แสงสะท้อนยังได้รับโดยใช้ตัวรับแบบจุดอีกด้วย เมื่อวางตัวอย่างไว้ที่จุดโฟกัส แสงสะท้อนเกือบทั้งหมดจะไปถึงตัวรับแสง และเมื่อตัวอย่างอยู่นอกโฟกัส แสงที่สะท้อนจะไม่สามารถไปถึงตัวรับแสงได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในระบบออพติคอลคอนโฟคอล เฉพาะภาพที่ตรงกับจุดโฟกัสเท่านั้นที่ถูกส่งออก และจุดและแสงที่กระจัดกระจายไร้ประโยชน์จะถูกปิดกั้น
3. ทำไมต้องใช้เลเซอร์?
ในระบบออพติคอลคอนโฟคอล ตัวอย่างจะถูกส่องสว่างที่จุดหนึ่ง และรับแสงที่สะท้อนจากเซ็นเซอร์แบบจุด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแหล่งกำเนิดแสงแบบจุด เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดเป็นอย่างมาก ในกรณีส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดแสงสำหรับกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลคือแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ นอกจากนี้ ความเป็นเอกรงค์เดียว ทิศทาง และรูปร่างลำแสงที่ยอดเยี่ยมของเลเซอร์เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้มีการใช้เลเซอร์อย่างแพร่หลาย
4. สามารถสังเกตแบบเรียลไทม์โดยอาศัยการสแกนความเร็วสูงได้
สำหรับการสแกนด้วยเลเซอร์ จะใช้ยูนิตเบี่ยงเบนแสงแบบอะคูสติก (Acoustic Optical Deflector, AO prime) ในทิศทางแนวนอน และใช้กระจกสแกนลำแสงที่ควบคุมด้วยเซอร์โวอิเล็กทรอนิกส์ (Servo Galvano-mirror) ในทิศทางแนวตั้ง เนื่องจากไม่มีการสั่นสะเทือนทางกลไกใน AO Deflector จึงสามารถสแกนด้วยความเร็วสูงได้ และสามารถสังเกตการณ์บนหน้าจอมอนิเตอร์แบบเรียลไทม์ได้ ความเร็วสูงของกล้องตัวนี้เป็นสิ่งสำคัญมากซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความเร็วของการโฟกัสและการดึงตำแหน่ง
5. ความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งโฟกัสและความสว่าง
ในระบบออพติคอลคอนโฟคอล ตัวอย่างจะถูกวางในตำแหน่งโฟกัสอย่างถูกต้องเมื่อมีความสว่างมาก ทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ความสว่างจะลดลงอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 4 เส้นทึบ) การเลือกระนาบโฟกัสที่ละเอียดอ่อนนี้เป็นหลักการเบื้องหลังการวางแนวความสูงของกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลและการขยายความลึกของโฟกัส ในทางตรงกันข้าม กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไปไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงความสว่างก่อนและหลังตำแหน่งโฟกัสอย่างมีนัยสำคัญ (เส้นประในรูปที่ 4)
6. คอนทราสต์สูง ความละเอียดสูง
ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป แสงสะท้อนจากส่วนที่อยู่นอกโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์จะรบกวนและทับซ้อนกับส่วนการถ่ายภาพโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์ ส่งผลให้คอนทราสต์ของภาพลดลง ในทางตรงกันข้าม ในระบบออพติคอลคอนโฟคอล แสงที่กระจัดกระจายนอกจุดโฟกัสและภายในเลนส์ใกล้วัตถุจะถูกลบออกเกือบทั้งหมด ส่งผลให้ภาพมีความเปรียบต่างสูงมาก นอกจากนี้ กำลังการแยกรายละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ได้รับการปรับปรุง เนื่องจากแสงผ่านเลนส์ใกล้วัตถุสองครั้ง ทำให้ภาพจุดคมชัดขึ้น
7. ฟังก์ชั่นการแปลด้วยแสง
ในระบบออพติคอลคอนโฟคอล แสงที่สะท้อนจะถูกบังด้วยรูรับแสงขนาดเล็กที่จุดอื่นที่ไม่ใช่จุดโฟกัส เป็นผลให้เมื่อสังเกตตัวอย่างสามมิติ ภาพจะถูกสร้างขึ้นราวกับว่าตัวอย่างถูกหั่นด้วยจุดโฟกัส (รูปที่ 5) เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าการแปลเชิงแสง และเป็นหนึ่งในคุณลักษณะของระบบออพติคอลคอนโฟคอล
