Ý NGHĨA THÔNG SỐ ĐỘ MỞ CỦA TỤ QUANG KÍNH HIỂN VI

Trên kính hiển vi soi thẳng, tụ quang được đặt dưới bàn để mẫu và có nhiệm vụ tập trung ánh sáng từ nguồn sáng vào mẫu vật với cường độ đồng đều trên toàn bộ vi trường. Trên kính hiển vi soi ngược, tụ quang được thiết kế ở phía trên màn mẫu. Điều quan trọng là hình nón ánh sáng từ tụ quang phải được điều chỉnh hợp lý để tối ưu hóa cường độ và góc ánh sáng đi vào vật kính. Mỗi lần thay đổi vật kính, cần thiết phải điều chỉnh độ mở tụ quang để cung cấp hình nón ánh sáng phù hợp với khẩu độ của vật kính đó. Kích thước và độ mở của hình nón này được xác định bằng cách điều chỉnh màn chắn khẩu độ. Sau khi đi qua mẫu vật, ánh sáng phân kì thành một hình nón với góc thích hợp để lấp đầy thấu kính trước của vật kính.

Khẩu độ số (N.A.): Đây là một con số thể hiện khả năng phân giải của ống kính. Nó có nguồn gốc từ một công thức toán học (n sin u) và liên quan đến khẩu độ góc của thấu kính và chỉ số khúc xạ của môi trường tìm thấy giữa thấu kính và mẫu vật. Trong kính hiển vi thường có 2 vị trí có thông số N.A này, là vật kính và tụ quang. Khẩu độ số của tụ quang phải bằng hoặc lớn hơn N.A. của vật kính.

Thiết kế của kính hiển vi quang học phải đảm bảo rằng các tia sáng được tổ chức và điều hướng chính xác. Sự chiếu sáng của mẫu vật là giá trị có thể kiểm soát quan trọng nhất trong việc đạt được hình ảnh chất lượng cao trong kính hiển vi và có hình ảnh đẹp qua camera. Trong kính hiển vi trường sáng, có thể sự thiếu ánh sáng không phải là vấn đề lớn, nhưng với các kỹ thuật tăng cường độ tương phản, như phản pha, DIC, huỳnh quang hoặc tương phản phân cực được sử dụng, các yếu tố quang học bổ sung tiêu thụ một phần đáng kể của luồng ánh sáng có sẵn được chèn vào đường dẫn sáng. Nếu để lại ít ánh sáng để quan sát, các hình ảnh sẽ trở nên tối. Khi được điều chỉnh hợp lý, ánh sáng từ tụ quang sẽ lấp đầy mặt phẳng tiêu cự phía sau của vật thể bằng cách chiếu một hình nón ánh sáng để chiếu sáng trường nhìn. Màn chắn khẩu độ có nhiệm vụ kiểm soát góc của hình nón ánh sáng và do đó, khẩu độ số của tụ quang. Khái niệm này được minh họa trong Hình 1, trong đó một loạt các tụ quang được minh họa bằng các nón ánh sáng (và khẩu độ số) có kích thước giảm dần từ trái sang phải trong hình.

Một lý do khác cho sự xuất hiện của màng chắn khẩu độ là việc chiếu sáng thường phải được đặt lại sau mỗi lần thay đổi vật kính. Điều này một phần là do kích thước của trường mẫu vật quan sát thay đổi theo mọi độ phóng đại vật kính. Một vật kính có độ phóng đại thấp (ví dụ 4x) cung cấp trường quan sát lớn (với đường kính lên tới 5 mm trong trường hợp này, với điều kiện là thị kính cho phép hình ảnh trung gian có đường kính 20 mm). Nếu chuyển sang vật kính 40x, đường kính của khung nhìn của mẫu thử co lại theo hệ số 10 (chỉ còn 0,5 mm). Vùng có thể xem sau đó trở nên nhỏ hơn 100 lần. Lý do thứ hai là khẩu độ số tăng từ 0,12 đến 0,65 hoặc, được biểu thị dưới dạng góc khẩu độ, từ 15 độ đến 80 độ.

Ngoài ra, việc điều chỉnh màn chắn khẩu độ tụ quang còn ảnh hưởng đến tương quan giữa độ tương phản và độ phân giải của mẫu. Khi tăng độ mở tụ quang, độ phân giải của hình ảnh sẽ tăng (do NA tăng liên quan đến công thức tính độ phân giải của kính), và cùng với đó là độ tương phản sẽ giảm đi, tức là sự phân biệt giữa các chi tiết sẽ không được rõ ràng như khi độ mở tụ quang thấp. Ngược lại, khi đóng tụ quang, sẽ mất đi độ phân giải tốt và độ tương phản hình ảnh sẽ tăng. Nhiều người sử dụng kính hiển vi ban đầu thường thích đóng khẩu độ khẩu độ tất cả các cách. Hình ảnh sở hữu độ tương phản nhiều hơn và các cấu trúc xuất hiện rõ nét hơn. Độ sâu trường tăng cũng giúp tìm mặt phẳng lấy nét dễ dàng hơn. Tuy nhiên nếu bạn đang quan trọng độ phân giải khi mẫu của bạn bản thân đã  tương phản rõ ràng, thì nên tăng độ mở tụ quang. Người sử dụng có thể áp dụng đặc điểm này để điều chỉnh tụ quang sao cho phù hợp với mẫu của mình.  

Tóm lại, điều chỉnh khẩu độ của tụ quang có tầm quan trọng trong việc hiện thực hóa toàn bộ tiềm năng của vật kính, đảm bảo độ chiếu sáng, độ tương phản và độ sâu trường ảnh chính xác.

Lan Phương Trần