El microscopio óptico de luz es un instrumento que utiliza un conjunto de lentes y luz visible para aumentar las imágenes de objetos muy pequeños que son imperceptibles a simple vista. Las partes del microscopio se pueden clasificar entre las que pertenecen a su sistema mecánico y las que pertenecen a su sistema óptico. A continuación, se presentan las principales partes que componen el microscopio óptico de luz y una explicación básica de su funcionamiento:
Partes del sistema mecánico:
- Base o pie: Es la pieza que se encuentra en la parte inferior del microscopio y sobre la cual se montan el resto de elementos. Acostumbra a ser la parte más pesante para proporcionar suficiente equilibrio y estabilidad al microscopio.
- Brazo: Es la pieza que conecta la base con el tubo y los objetivos.
- Platina: Es el elemento donde se coloca la muestra para su observación. Esta suele estar equipada con pinzas o clips que permiten mantener la muestra en una posición fija. La platina permite un movimiento en (x,y) por medio de una palanca, generalmente situada en alguno de sus lados y también permite un ajuste en z, por medio de los tornillos macro y micrométricos.
- Tubo: Es una pieza estructural unida al brazo del telescopio que conecta el ocular con los objetivos. Es un elemento esencial para mantener una correcta alineación entre los elementos ópticos.
- Revólver: Los objetivos están montados en lo que se conoce como el revólver; una pieza giratoria la cual permite seleccionar el objetivo específico para un aumento deseado.
- Tornillos de enfoque: Permiten ajustar la distancia relativa entre la muestra y los objetivos. El tornillo micrométrico y macrométrico son elementos importantes en el microscopio óptico, ya que permiten ajustar la posición vertical de la muestra con respecto al objetivo. El tornillo macrométrico se utiliza para obtener un primer enfoque a pasos grandes, mientras que el tornillo micrométrico se utiliza para conseguir un enfoque más preciso de la muestra, ajustando de forma lenta y con gran precisión el desplazamiento vertical de la platina. Estos tornillos normalmente están situados en los extremos de la base del microscopio.
Partes del sistema óptico:
- Fuente de iluminación: Este es un elemento esencial que genera un haz de luz dirigido hacia la muestra. En algunos casos el haz de luz es primero dirigido hacia un espejo que a su vez lo desvía hacia la muestra. La posición del foco en el microscopio depende de si se trata de un microscopio de luz transmitida o de luz reflejada.
- Condensador: Es un conjunto de lentes que se encuentra debajo de la platina y que se utiliza para enfocar la luz en la muestra.
- Diafragmas: Son elementos que se encuentran en el condensador y que permiten ajustar el tamaño y la forma del haz de luz que llega a la muestra.
- Objetivos: Son un conjunto de lentes de vidrio, empaquetados en un cilindro, cuya función es captar la luz procedente de la muestra y generar una primera imagen aumentada. La combinación de objetivo y ocular determina el aumento total del microscopio.
- Ocular: Es un cilindro, equipado con un conjunto de lentes, que permite al usuario observar la muestra. Este elemento aumenta la imagen intermedia, previamente ampliada por el objetivo.
- Prisma óptico: La mayoría de microscopios binoculares incluyen prismas en su interior con el fin de dividir el haz de luz proveniente del objetivo y dirigirlo hacia los oculares.
- Por otro lado, el condensador es un conjunto de lentes que recoge los rayos de luz proveniente del foco y los concentra como un cono de luz, que ilumina el campo de visión de forma homogénea. Es esencial que el cono de luz que sale del condensador se ajuste correctamente para optimizar la intensidad y el ángulo de la luz que entra en el lente frontal del objetivo. Cada vez que se cambia de objetivo, se debe realizar el ajuste correspondiente al condensador, con el fin de proporcionar el cono de luz apropiado para la apertura numérica específica del objetivo. Este ajuste se efectúa por medio de un diafragma, llamado el diafragma de apertura, el cual se encuentra ubicado en la parte inferior del condensador. Este regula la cantidad de luz incidente, modulando de esta forma el contraste y la profundidad de campo deseada. Es importante tener en cuenta que cuando el diafragma de apertura del condensador se abre demasiado, la luz parásita generada por la refracción de los rayos de luz oblicuos de la muestra puede causar deslumbramiento y disminuir el contraste general. Por otro lado, cuando la apertura se hace demasiado pequeña, el cono de iluminación es insuficiente para proporcionar una resolución adecuada y la imagen se distorsiona debido a la refracción y difracción de la muestra. Dependiendo de la técnica utilizada, estos elementos se pueden clasificar como los condensadores para: campo claro, campo oscuro, contraste de fase, etc., o, también se pueden clasificar según su grado de corrección óptica. El más simple y económico es el condensador Abbe, mientras que el condensador aplanático-acromático presenta el nivel más alto de corrección para las aberraciones cromáticas y esféricas que comúnmente se presentan en este tipo de componentes.
Es importante destacar que la calidad de las imágenes obtenidas en un microscopio óptico depende en gran medida de la calidad de sus componentes ópticos. Los objetivos son uno de los elementos más importantes, ya que juegan un papel central en determinar el potencial de resolución y el aumento (calidad de las imágenes) de un equipo.
Fuentes de iluminación: El sistema de iluminación es un componente vital en el microscopio óptico, ya que es necesario para emitir luz que ilumine la muestra. Existen diferentes tipos de fuentes de iluminación, cada una con características específicas, como lámparas incandescentes de tungsteno, lámparas de arco, lámparas de halogenuros metálicos y diodos emisores de luz (LED). Las lámparas incandescentes de tungsteno-argón son económicas y convenientes para una variedad de aplicaciones que requieren un espectro brillante y continuo, pero emiten una cantidad significativa de calor. Las lámparas de arco de vapor de mercurio (HBO) son más costosas y se utilizan principalmente para microscopía de fluorescencia o para fotomicrografía en blanco y negro. Las lámparas de halogenuros metálicos presentan una salida espectral similar a las lámparas de arco, pero se extiende aún más en longitudes de onda más largas y tienen una vida útil mayor. Los diodos emisores de luz (LED) son una opción más moderna y se caracterizan por presentar una vida útil bastante larga, un diseño compacto, una alta eficiencia energética y sin emisión de calor significativa. La elección de la fuente de iluminación dependerá del objeto a observar y las especificidades de la luz para elegir la mejor opción.
Tipos de microscopios según el camino óptico: Existen dos tipos principales de microscopios según el camino óptico que sigue la iluminación: luz transmitida o reflejada. En el microscopio de luz transmitida, la luz pasa a través del condensador, atraviesa la muestra y es recolectada por el objetivo para dirigirse hacia los oculares. Este tipo de iluminación se utiliza normalmente con muestras delgadas y transparentes que permiten el paso de la luz. En el microscopio de luz reflejada, la luz pasa a través del condensador, se refleja en un espejo especializado hacia la parte trasera del objetivo para luego iluminar la muestra. Posteriormente, la luz reflejada desde la superficie de la muestra entra nuevamente en el objetivo por su lente frontal, atraviesa el espejo dicroico y es dirigida hacia los oculares. Este tipo de microscopía es frecuentemente empleado en la industria, especialmente en el campo de los semiconductores, y es el método de elección para técnicas de fluorescencia y muestras opacas que no permiten el paso de la luz, como es el caso de la luz transmitida. En la actualidad, la mayoría de microscopios presentan ambos tipos de iluminación y permiten alternar entre ambos.
