Viện Caltech tìm ra cách nâng 100 lần độ phóng đại kính hiển vi, cho ra
ảnh 1 tỉ pixel
Ảnh minh họa
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ California (Caltech, Mỹ) dẫn đầu bởi giáo sư Changhuei Yang cho biết đã phát minh ra một phương pháp để chuyển đổi một kính hiển vi thông thường tương đối rẻ tiền (giá khoảng 200$) thành một hệ thống hiển vi hiện đại hơn với độ phóng đại gấp ban đầu 10 lần, cho ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 1 tỷ điểm ảnh, so với việc phải dùng những chiếc kính hiển vi điện tử đắt tiền khác. Phương pháp này có tên là FPM, cho phép họ sản xuất ra những cái kính giá rẻ nhưng mạnh mẽ và đạt hiệu suất cao, có thể ứng dụng trong phòng nghiên cứu, bệnh viện, trường học ở những nước đang phát triển.
Cho tới nay kính hiển vi đang gặp một giới hạn vật lí đó là độ phóng đại quang học của thấu kính mà nó sử dụng, người ta đã phải sử dụng nhiều lớp thấu kính xếp lên nhau để tăng độ phóng đại cho kính hiển vi cũng như giảm thiểu quang sai. Điều này có nhược điểm là người xem chỉ quan sát rõ được một vùng nhỏ với độ phân giải cao, hoặc một vùng rộng hơn nhưng độ phân giải bị giảm xuống, do giới hạn lấy nét của kính. Thông thường thì một kính hiển vi tùy theo loại sẽ có độ phóng đại lên tới vài ngàn lần, giáo sư Yang và cộng sự đã dùng một hệ thống đèn LED phụ trợ và gắn thêm lên chiếc kính, gọi là phương pháp FPM, giúp nâng cao độ phân giải lên đến 1 tỉ pixel. Cách này đã giúp họ nâng được độ phóng đại của một thấu kính từ 2X lên 20X, cho ra hình ảnh cuối cùng gấp 100 lần so với kính hiển vi ban đầu.
Guoan Zheng, tác giả chính của nghiên cứu và là người khởi xướng cách cải tiến kính hiển vi này từ phòng thí nghiệm của giáo sư Yang nói: "Chúng tôi sử dụng phương pháp tính toán để vượt qua những hạn chế của quang học. Hiệu suất quang học của ống kính được trả lại gần như không thay đổi, từ đó chúng tôi có thể cải thiện độ phân giải và sửa quang sai cho hình ảnh. Một lợi thế lớn của phương pháp mới này là khả năng tương thích phần cứng, bạn chỉ cần thêm một đèn LED lên chiếc kính hiển vi hiện có, không có thay đổi phần cứng nào khác biệt. Phần còn lại của công việc được thực hiện bởi máy tính."
Theo thử nghiệm, các nhà khoa học đã chế tạo một kính hiển vi có độ phân giải 0,78 micromet (µm), vùng quang sát được rộng khoảng 120 mm2 và điểm lấy nét khoảng 0,3mm. Phương pháp FPM đã giúp họ thành công trong việc chụp được bước ảnh độ phân giải 1 tỉ pixel trong trường hợp này. Theo Caltech thì việc ứng dụng công nghệ FPM sẽ cho phép họ tạo ra được những chiếc kính hiển vi có giá thành rẻ, khoảng 200$ nhưng mang lại chất lượng phóng đại và hình ảnh thu được chất lượng cao, đáp ứng nhiều nhu cầu học tập và nghiên cứu. Hiện nhóm của giáo sư Yang đang hoàn thiện phương pháp FPM để phổ biến nó tới mọi người.
