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1 - ÉVOLUTIONS VERS LA MICROSCOPIE OPTIQUE À BALAYAGE

  • 1.1 - Télévision associée à la microscopie
  • 1.2 - Microscopie quantitative

2 - MICROSCOPIE CONFOCALE À BALAYAGE LASER

3 - MICROSCOPIE OPTIQUE EN CHAMP PROCHE

Article de référence | Réf : R6714 v1

Évolutions vers la microscopie optique à balayage
Microscopies optiques à balayage

Auteur(s) : Gérard ROBLIN

Date de publication : 10 sept. 1999

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RÉSUMÉ

La microscopie optique à balayage est une technique qui évolue sans cesse, en fonction des progrès réalisés dans le domaine de la saisie des informations avec des moyens télévisuels de plus en plus élaborés,  mais également  vers une microscopie dite quantitative avec  l’obtention de données numériques. Cette évolution impose une technique de balayage, pour saisir le champ point par point, tout à fait assimilable à celle de la télévision à balayage électronique. Cet article dresse le bilan actuel  de la  microscopie optique à balayage.

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Auteur(s)

  • Gérard ROBLIN : Docteur ès sciences - Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) (ER)

INTRODUCTION

L‘observation à travers le microscope, a été longtemps effectuée uniquement à l’aide de l’œil humain. La photographie, dès son apparition, lui a été rapidement appliquée permettant de conserver un document en mémoire, ainsi que la cinématographie donnant accès à l’étude de phénomènes temporellement variables. D’autres informations ont également pu être acquises grâce à l’étude spectroscopique ou spectrophotométrique des objets qui, associée aux tech-niques photographiques, permet notamment l’obtention d’images dans une « couleur » donnée, ce qui est un moyen d’analyse des propriétés d’une préparation ou de reconnaissance de certains de ses éléments.

Il faut donc noter que la microscopie est une technique que les utilisateurs sont toujours prêts à faire évoluer en fonction des progrès réalisés dans le domaine de la saisie des informations. C’est ainsi qu’ils ont profité des possibilités apportées par les moyens télévisuels, leur permettant à la fois une observation collective (plusieurs expérimentateurs pouvant simultanément observer un même champ) et une acquisition d’informations variables en temps réel (à la fréquence de prise de vue près). Mais les besoins du microscopiste sont aussi d’obtenir des informations numériques : comptage d’éléments particuliers préalablement reconnus, tri de constituants de forme caractéristique ou de niveau donné, ainsi que leurs mesures spatiales de surface, de périmètre, de longueur ou de distance... Cette microscopie, dite quantitative, impose de repérer les points du champ par leurs coordonnées spatiales et de leur affecter à chacun un nombre représentatif de leur niveau photométrique. Il y a donc lieu de saisir le champ point par point par une technique de balayage, ce qui est le cas de la télévision résultant d’un balayage électronique, d’en acquérir le niveau individuel par le moyen d’un récepteur photoélectrique, qui peut être le photorécepteur employé en télévision, et de saisir, par des moyens informatiques, l’ensemble de ces données pouvant ainsi être traitées pour fournir l’information souhaitée. Ce besoin de balayage a donné lieu à l’émergence de techniques optiques permettant de l’effectuer en conservant toute la résolution qu’elles permettent, voire en l’améliorant notablement.

Après une présentation sommaire du procédé télévisuel et de la microscopie quantitative, cet article fait le point sur les microscopies optiques à balayage actuelles.

Pour de plus amples renseignements sur la microscopie optique, le lecteur pourra se reporter à l’article R 6 712 de cette rubrique.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r6714


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1. Évolutions vers la microscopie optique à balayage

1.1 Télévision associée à la microscopie

Pour l’observation télévisuelle couramment utilisée en microscopie, la caméra de télévision reprend l’image fournie par le microscope suivant un schéma analogue à celui de la photographie (cf. § 4.3 de l’article R 6 710. En général, un objectif de prise de vue réglé sur l’infini placé derrière l’oculaire forme une image sur la surface photosensible d’un tube analyseur de type vidicon [ou sur une mosaïque CCD (Charge Coupled Devices)]. Les électrons émis par cette photocathode, focalisés sur une cible (ou stockés dans chaque élément de la mosaïque), y créent une répartition de charges élec-triques analogue à celle des éclairements dans l’image optique. Le signal analogique obtenu par lecture de la cible (ou décharge des condensateurs que sont chaque élément de la mosaïque) balayée ligne après ligne sert à moduler le faisceau d’électrons d’inscription d’un tube moniteur balayé en synchronisme. On obtient sur son écran une image agrandie pouvant bénéficier d’un gain de luminance appréciable et permettant l’observation collective et de longue durée.

Il faut bien noter que cette procédure n’améliore en rien la résolution qui devrait toujours être celle que limite l’optique du microscope. Trop souvent cette observation s’opère au contraire à son détriment. Une chaîne de télévision présente une définition de l’ordre de 400 points par ligne pour 312,5 paires de lignes, alors qu’un objectif de microscope, suivant son grandissement et son ouverture numérique, résout de 1 000 à 2 000 points sur le diamètre de son champ. Il est donc utile de réduire le champ en conséquence par la bonne adaptation des distances focales de l’oculaire et de l’objectif de prise de vue, et surtout de ne pas, compte tenu de ses dimensions, être tenté de placer la surface photosensible du tube analyseur directement dans le plan de l’image intermédiaire, à moins que l’on utilise un objectif réputé parfaitement corrigé de la courbure de champ (planapochromat).

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1.2 Microscopie quantitative

L’observation d’une image n’étant...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DE HOFF (R.T.), RHINES (F.N.) -   Microscopie quantitative  -  . Masson (1972).

  • (2) - ROBERTS (F.), YOUNG (J.Z.) -   A flying spot microscope  -  . Nature, 167, 231 (1951).

  • (3) - BOX (H.C.), FREUND (H.) -   Flying-microscope adapted for quantitative measurements  -  . Rev. Sci. Inst., 30, 28-30 (1959).

  • (4) - PLUTA (M.) -   Advanced Light Microscopy  -  . Vol. 1 Principles and basic properties. Vol. 2 Specialized methods. Vol. 3 Measuring techniques. PWN-Polish Scientific Publishers & Elsevier (1989).

  • (5) - WILSON (T.), SHEPPARD (C.) -   Theory and practice of scanning optical microscopy  -  . Academic (1984).

  • (6) - SHEPPARD (C.), CHOUDHURY (A.) -   Image formation in the scanning microscope  -  . Optica Acta, 24, no 10, 1051-1073 (1977).

  • ...

1 Constructeurs

(liste non exhaustive)

Carl Zeiss http://www.zeiss.fr

Leica Microsystems http://www.leica-microsystems.com

Thermo Electron Corp. http://www.thermo.com

Danish Micro Engineering (DME) http://www.dme-spm.dk

Nanonics Imaging Ltd http://www.nanonics.co.il

Optoprim http://www.optoprim.com

Oxford Instruments http://www.oxinst.com

RHK Technology http://www.rhk-tech.com

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