چرا به میکروسکوپ کانفوکال نیاز داریم؟
1. پس از تلاش ها و پیشرفت های پیشینیان بزرگ ما، میکروسکوپ نوری به سطح عالی رسیده است. در واقع میکروسکوپ های معمولی می توانند تصاویر میکروسکوپی زیبایی را به سادگی و به سرعت در اختیار ما قرار دهند. با این حال، رویدادی که نوآوری انقلابی را در این دنیای تقریباً کامل میکروسکوپ به ارمغان آورد، رخ داد که اختراع "میکروسکوپ کانفوکال اسکن لیزری" بود. ویژگی این نوع جدید میکروسکوپ این است که از یک سیستم نوری استفاده می کند که فقط اطلاعات تصویر را بر روی سطحی که فوکوس متمرکز است استخراج می کند. با تغییر فوکوس و بازیابی اطلاعات به دست آمده در حافظه تصویر می تواند تصاویری زنده با هوش اطلاعاتی سه بعدی کامل به دست آورد. از طریق این روش می توان اطلاعاتی در مورد شکل سطح که توسط میکروسکوپ های معمولی تایید نمی شود به راحتی بدست آورد. علاوه بر این، برای میکروسکوپ های نوری معمولی، "افزایش وضوح" و "عمیق شدن عمق کانونی" شرایط متناقضی هستند، به خصوص در بزرگنمایی بالا. اما در میکروسکوپ های کانفوکال این مشکل به راحتی حل می شود.
2. مزایای سیستم های نوری کانفوکال
سیستم نوری کانفوکال برای روشنایی نقطه نمونه استفاده می شود و نور منعکس شده نیز توسط سنسور نقطه دریافت می شود. هنگامی که نمونه در موقعیت کانونی قرار می گیرد، تقریباً تمام نور بازتاب شده می تواند به سنسور برسد. هنگامی که نمونه از نقطه کانونی منحرف می شود، نور منعکس شده نمی تواند به سنسور برسد. یعنی در سیستم نوری کانفوکال تنها تصویری که با فوکوس منطبق است خروجی می شود و نور پراکنده نقطه ای و بی فایده محافظت می شود.
چرا از لیزر استفاده کنیم؟
در سیستم های نوری کانفوکال، نور نقطه به نمونه اعمال می شود و نور بازتاب شده نیز توسط یک سنسور نقطه دریافت می شود. بنابراین، منابع نور نقطه ای ضروری شده اند. لیزر یک منبع نور بسیار نقطه ای است. در بیشتر موارد، منبع نور میکروسکوپ کانفوکال لیزر است. علاوه بر این، تک رنگ بودن، جهت بودن و شکل پرتوی عالی لیزرها نیز دلایل مهمی برای پذیرش گسترده آنها است.
4. مشاهده زمان واقعی بر اساس اسکن با سرعت بالا امکان پذیر می شود
اسکن لیزری از بازتابنده نوری صوتی (AO) در جهت افقی و آینه سروو گالوانو در جهت عمودی استفاده می کند. به دلیل عدم وجود ارتعاشات مکانیکی در واحد بایاس نوری صوتی، امکان انجام اسکن با سرعت بالا و مشاهده در زمان واقعی بر روی صفحه نمایش مانیتورینگ وجود دارد. سرعت بالای این نوع دوربین ها عامل بسیار مهمی است که به طور مستقیم بر فوکوس و سرعت بازیابی موقعیت تاثیر می گذارد.
5. رابطه بین موقعیت کانونی و روشنایی
در سیستم نوری کانفوکال، زمانی که نمونه به درستی در موقعیت کانونی قرار می گیرد، روشنایی زیاد است و روشنایی قبل و بعد از آن به شدت کاهش می یابد (خط ثابت در شکل 4). گزینش پذیری حساس این صفحه کانونی دقیقاً اصل پشت تعیین جهت ارتفاع و گسترش عمق کانونی در میکروسکوپ کانفوکال است. در مقایسه با این، میکروسکوپ های نوری معمولی تغییرات روشنایی قابل توجهی را قبل و بعد از موقعیت کانونی نشان نمی دهند (خط نقطه چین در شکل 4).
6. کنتراست و وضوح بالا
یک میکروسکوپ نوری معمولی، به دلیل تداخل ناشی از انحراف نور منعکس شده از نقطه کانونی، با قسمت تصویربرداری کانونی همپوشانی دارد و در نتیجه کنتراست تصویر کاهش می یابد. در مقابل، در سیستم های اپتیکال هم کانونی، نور پراکنده در خارج از فوکوس و نور پراکنده در داخل لنز شیئی تقریباً به طور کامل حذف می شوند، بنابراین تصاویری با کنتراست بسیار بالا به دست می آیند. علاوه بر این، با توجه به اینکه نور دو بار از عدسی شیئی عبور می کند، ابتدا تصویر نقطه ای واضح تر می شود که وضوح میکروسکوپ را نیز بهبود می بخشد.
