Microscopia

Programa PREPA
2007 - 2008
Curso de microscopia
moderna

Jean-Pierre GALAUP
Laboratoire Aimé Cotton
Bât. 505, Centre d’Orsay
91405 ORSAY cedex (France)
http://www.lac.u-psud.fr
e-mail : jean-pierre.galaup@lac.u-psud.fr

Universidad de Antioquia – Medellín (Colombia)
3-14 de Diciembre 2007

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Plan del curso
1 Introducción
1.1- Historia de la microscopía
1.2- Principio de laformación de las imágenes
1.2.1 La óptica geométrica
1.2.2 Difracción de Fraunhofer
1.2.3 Teoría de Abbe

1.3- Límite de resolución de un microscopio
1.3.1 Criterio de Rayleigh
1.3.2 Apertura numérica
1.3.3 Aberraciones geométricas y cromáticas
1.3.4 Papel del condensador

1.4- Resultados comparados de las microscopías ópticas

2 Microscopías fotónicas clásicas
2.1- Microscopía afondo claro
2.1.1 Condiciones de una buena observación
La contribución del condensador
Alumbrado de Köhler
¿Cual aumento?

2.2- Microscopía a fondo oscuro - Ultramicroscopía
2.2.1 Microscopía a fondo oscuro
2.2.2 Ultramicroscopía

2.3- Microscopía a contraste de fase
2.4- Microscopía en luz polarizada
2.5- Microscopía a contraste interferencial diferencial "Nomarski"

3 Microscopíasópticas confocales
3.1- Principio
3.2- Formación de la imagen confocal
3.2.1 Mejoramiento de la resolución en microscopía confocal
Resolución axial en x,y
Resolución radial en z
3.2.2 Tratamiento y desconvolución de la imagen confocal

3.3- Realización de un microscopio confocal
3.3.1 Microscopio confocal a barrido láser
3.3.2 Microscopio confocal a disco de Nipkow
3.3.3 Descripción de unmicroscopio confocal invertido comercial

3.4- Ejemplos de aplicaciones

4 Microscopías ópticas en campo cercano
4.1- Ondas evanescentes
4.1.1 Introducción
4.1.2 Las ondas evanescentes de Fresnel
El vector de onda de la onda evanescente

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La polarización de la onda evanescente
4.1.3 Algunas consecuencias de estas propiedades inusuales
Vuelta sobre el problema de la resolución de uninstrumento óptico
Los límites de la onda evanescente de Fresnel
4.1.4 La difracción evanescente
La difracción de una onda llana
La microscopía óptica en campo cercano

4.2- Principales configuraciones
4.2.1 Microscopios en transmisión
4.2.2 Microscopios en reflexión
4.2.3 Microscopios a efecto túnel fotónico
Microscopios a efecto túnel óptico a barrido STOM o PSTM
MicroscopiosSTOM/PSTM invertidos: el i-PSTM o TNOM
4.2.4 Microscopios en campo cercano a plasmones de superficie
4.2.5 Microscopios híbridos
Microscopios con control de la fuerza de cizallamiento ("shear-force
control")
Microscopios en campo cercano con contacto

4.3- Estructura básica de un microscopio SNOM
4.3.1 Parte mecánica
El módulo de translación
Los tubos piezoeléctricos

4.4- Nanocolectores ynanoemisoras
4.4.1 Distintos conceptos de nanocolectores
4.4.2 Fabricación de las puntas
4.4.3 Control de la distancia a la superficie
Control óptico
Técnica "shear-force"

4.5- Tratamiento de las imágenes
4.5.1 Filtrado por transformación de Fourier

5 evolución actual
5.1- Microscopía de fluorescencia fotónica multifotónica
5.2- Microscopía de objetos individuales
5.3- MicroscopíaRaman
5.3.1 Raman de resonancia
5.3.2 Raman exacerbado por efecto de superficie (SERS "Suface Enhanced
Raman Scattering")

6 Anexo: Glosario de microscopía fotónica
7 Bibliografía

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1- Introducción
Desde su invención en el siglo XVII, el microscopio óptico se ha convertido en un
instrumento de uso corriente indispensable en muchos ámbitos de la metalurgia a la biología y
a lamedicina.
Es un instrumento simple que aumenta considerablemente las capacidades de percepción del
mundo a escala micrométrica por el ojo humano.
Los resultados de un microscopio dependen de las calidades de su óptica (Fig. 1.1), de las
condiciones de observaciones utilizadas (Fig. 1.2), pero hasta actualmente, no se comparan no
obstante a las observaciones realizadas en microscopía electrónica,...