Оптическое сечение
Оптическое сечение — это процесс, с помощью которого микроскоп с соответствующей конструкцией может создавать четкие изображения фокальных плоскостей глубоко внутри толстого образца. Это используется для уменьшения потребности в тонких срезах с использованием таких инструментов, как микротом . Используется множество различных методов оптических срезов, и несколько методов микроскопии специально разработаны для улучшения качества оптических срезов.
Хорошее оптическое сечение, часто называемое хорошим разрешением по глубине или оси z, популярно в современной микроскопии, поскольку оно позволяет реконструировать образец втрехмерном виде по изображениям, полученным в разных фокальных плоскостях.
В идеальном микроскопе только свет от фокальной плоскости должен достигать детектора ( обычно наблюдателя или ПЗС ), создавая четкое изображение плоскости образца, на котором фокусируется микроскоп. К сожалению, микроскоп не так специфичен, и свет от источников вне фокальной плоскости также достигает детектора; в толстом образце может быть значительное количество материала и, следовательно, ложный сигнал между фокальной плоскостью и линзой объектива .
Без модификации микроскопа, т. е. с помощью простого широкопольного светового микроскопа , качество оптических срезов определяется той же физикой, что и эффект глубины резкости в фотографии . Для объектива с высокой числовой апертурой , эквивалентной широкой апертуре , глубина резкости мала ( неглубокий фокус ) и дает хорошее оптическое сечение. Объективы с большим увеличением обычно имеют большую числовую апертуру (и, следовательно, лучшее оптическое сечение), чем объективы с малым увеличением. Объективы с масляной иммерсией обычно имеют еще большую числовую апертуру, что улучшает оптическое сечение.
Разрешение в направлении глубины («разрешение по оси z») стандартного широкопольного микроскопа зависит от числовой апертуры и длины волны света и может быть аппроксимировано следующим образом:
где λ — длина волны, n — показатель преломления иммерсионной среды объектива и NA — числовая апертура. [2]
