光學顯微鏡分辨率是描述顯微鏡對細節進行區分能力的一個重要參數，它指的是顯微鏡能夠分辨出的相鄰兩個物點間的Z小距離，這種距離稱為分辨距離。一般來說，分辨距離越小，分辨率越高。以下是對光學顯微鏡分辨率基礎知識的詳細介紹：
一、分辨率的定義與計算
定義：分辨率是指顯微鏡能夠清楚分辨被檢物體細微結構Z小間隔的能力。在顯微鏡學中，它用于闡述顯微鏡對細節進行區分的能力，即樣本內兩個能被觀察人員或者顯微鏡攝像頭區分的實體點之間的Z小距離。
計算公式：分辨距離(r)的計算公式為 r = 0.61 λ/n sinα，其中λ為照明光源的波長，n為聚光鏡和物鏡之間介質的折射率（空氣的折射率為1，油為1.5左右），α為樣品對物鏡角孔徑的半角，sinα的Z大值為1。上式中的n sinα的值稱為物鏡的數值孔徑(NA)，因此分辨率與數值孔徑和光波長直接相關。
二、影響分辨率的因素
數值孔徑(NA)：數值孔徑是描述物鏡收集光線能力的一個重要參數，它與光通過的介質的折射率以及給定物鏡的孔徑角有關（NA=n × sin α）。數值孔徑越大，分辨率越高。
光波長：用于觀察樣本標本的光波長越短，分辨率越高。可見光的波長范圍為400~700nm，使用較短波長的光（如藍光）可以提高分辨率。
介質折射率：使用高折射率的介質（如油）作為物鏡和樣本之間的介質，可以提高數值孔徑，進而提高分辨率。
系統對準與元件質量：顯微鏡系統中所有光學元件的正確對齊、相對較高的NA值以及相互協調工作也是影響分辨率的重要因素。
三、分辨率的極限
衍射極限：顯微鏡的分辨率受到衍射極限的限制，這是由光的波動性質決定的。根據Ernst Abbe的理論，理想光學顯微鏡的橫向分辨率限制在200nm左右，而軸向分辨率約為500nm。
瑞利判據：瑞利判據定義了何時能夠將兩個光點相互區分或分辨，它是基于艾里斑（衍射圖案）的重疊程度來判斷的。
四、提升分辨率的方法
使用更高NA的物鏡：通過選擇具有更高數值孔徑的物鏡來提高分辨率。
縮短光波長：使用較短波長的光源（如藍光或紫外光）來提高分辨率。
使用高折射率介質：在物鏡和樣本之間使用高折射率的介質（如油）來提高數值孔徑。
優化系統對準：確保顯微鏡系統中所有光學元件的正確對齊和協調工作。
綜上所述，光學顯微鏡的分辨率是一個綜合性的參數，它受到多種因素的影響。通過了解這些因素并采取相應的措施，我們可以有效地提高顯微鏡的分辨率，從而更好地觀察和分析樣本的細微結構。
