डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोपी



डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी (जिसे डार्क-ग्राउंड सूक्ष्मदर्शी भी कहा जाता है  सूक्ष्मदर्शी विधियों का वर्णन करता है, प्रकाश सूक्ष्मदर्शी और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी दोनों में, जो छवि से अनस्कैटर्ड बीम को बाहर करता है। परिणाम स्वरुप, प्रतिरूप के निकट का क्षेत्र (अर्थात, जहां बीम को बिखेरने के लिए कोई प्रतिरूप नहीं है) सामान्यतः अंधेरा होता है।

प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी में डार्कफील्ड कंडेनसर (ऑप्टिक्स) लेंस का उपयोग किया जाना चाहिए, जो प्रकाश के शंकु को ऑब्जेक्टिव लेंस से दूर निर्देशित करता है। ऑब्जेक्टिव लेंस की बिखरी हुई प्रकाश-एकत्रित शक्ति को अधिकतम करने के लिए, तेल विसर्जन का उपयोग किया जाता है और ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक छिद्र  (एनए) 1.0 से कम होना चाहिए। उच्च एनए वाले ऑब्जेक्टिव लेंस का उपयोग किया जा सकता है, किन्तु केवल तभी जब उनके पास समायोज्य डायाफ्राम होता है, जो एनए को कम करता है। अधिकांशतः  इन वस्तुनिष्ठ लेंसों में एनए होता है जो 0.7 से 1.25 तक परिवर्तनशील होता है।

प्रकाश सूक्ष्मदर्शी अनुप्रयोग
प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी में, डार्क-फ़ील्ड प्रकाश विधि का वर्णन करता है जिसका उपयोग बिना दाग वाले प्रतिरूप (पदार्थ) में कंट्रास्ट (दृष्टि) को बढ़ाने के लिए किया जाता है। यह प्रकाश के साथ प्रतिरूप को प्रकाशित करके कार्य करता है जो वस्तुनिष्ठ लेंस द्वारा एकत्र नहीं किया जाएगा और इस प्रकार छवि का भाग नहीं बनता है। यह उस पर उज्ज्वल वस्तुओं के साथ अंधेरे लगभग काले, पृष्ठभूमि की क्लासिक उपस्थिति उत्पन्न करता है।

प्रकाश का पथ
चरणों को चित्र में दिखाया गया है जहां उलटा सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया जाता है।
 * 1) प्रकाश प्रतिरूप की प्रकाश के लिए सूक्ष्मदर्शी में प्रवेश करता है।
 * 2) एक विशेष आकार की डिस्क, पैच स्टॉप (चित्र देखें), प्रकाश स्रोत से कुछ प्रकाश को अवरुद्ध करती है, जिससे प्रकाश की बाहरी रिंग निकलती है। इस प्रकार कम आवर्धन पर विस्तृत चरण वलय को यथोचित रूप से प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
 * 3) संघनित्र शीशा प्रकाश को प्रतिरूप की ओर केंद्रित करता है।
 * 4) प्रकाश प्रतिरूप में प्रवेश करता है। अधिकांश सीधे प्रसारित होते हैं, जबकि कुछ प्रतिरूप से बिखरे हुए होते हैं।
 * 5) 'बिखरी हुई प्रकाश' ऑब्जेक्टिव लेंस में प्रवेश करती है, जबकि 'डायरेक्ट ट्रांसमिटेड प्रकाश' बस लेंस को मिस कर देती है और डायरेक्ट-प्रकाश ब्लॉक (आंकड़ा देखें) के कारण एकत्र नहीं होती है।
 * 6) छवि बनाने के लिए केवल बिखरी हुई प्रकाश चलती है, जबकि सीधे प्रेषित प्रकाश छोड़ा जाता है।

लाभ और हानि
डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी बहुत ही सरल किन्तु प्रभावी विधि है और लाइव और स्टेनिंग (जीव विज्ञान) जैविक प्रतिरूपों, जैसे टिशू कल्चर या व्यक्तिगत, जल-जनित, एकल-कोशिका वाले जीवों से स्मीयर के उपयोग के लिए उपयुक्त है। सेटअप की सामान्यता को ध्यान में रखते हुए, इस विधि से प्राप्त छवियों की गुणवत्ता प्रभावशाली है।

डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी की सीमा अंतिम छवि में देखा जाने वाला कम प्रकाश स्तर है। इसका कारण यह है कि प्रतिरूप बहुत प्रबल प्रकाश वाला होना चाहिए, जिससे प्रतिरूप को हानि हो सकता है।

डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी विधि लगभग पूरी तरह से प्रभामंडल या राहत-शैली की कलाकृतियों से मुक्त हैं जो डीआईसी और चरण-विपरीत इमेजिंग के विशिष्ट हैं। यह चरण सूचना के प्रति संवेदनशीलता की मूल्य पर आता है।

डार्क-फील्ड छवियों की व्याख्या बहुत सावधानी से की जानी चाहिए, क्योंकि उज्ज्वल क्षेत्र सूक्ष्मदर्शी छवियों की सामान्य डार्क विशेषताएं अदृश्य हो सकती हैं, और इसके विपरीत या सामान्यतः डार्क-फील्ड इमेज में ब्राइट-फील्ड इमेज से जुड़ी कम स्थानिक आवृत्ति का अभाव होता है, जिससे इमेज हाई-पास फिल्टर या इमेज अंतर्निहित संरचना का हाई-पास संस्करण बन जाता है।

जबकि डार्क-फील्ड इमेज पहले ब्राइट-फील्ड इमेज की नकारात्मक प्रतीत हो सकती है, प्रत्येक में अलग-अलग प्रभाव दिखाई देते हैं। उज्ज्वल-क्षेत्र सूक्ष्मदर्शी में, विशेषताएं दिखाई देती हैं जहां या तो घटना प्रकाश द्वारा सतह पर छाया डाली जाती है या सतह का भाग कम परावर्तक होता है, संभवतः गड्ढों या रगड़ की उपस्थिति से। उभरी हुई विशेषताएं जो छाया डालने के लिए बहुत चिकनी हैं, उज्ज्वल क्षेत्र की छवियों में दिखाई नहीं देती है, किन्तु प्रकाश जो सुविधा के किनारों को दर्शाता है वह अंधेरे क्षेत्र की छवियों में दिखाई देता है।

 Image:Paper_Micrograph_Dark.png|डार्क-फील्ड इल्युमिनेशन, सैंपल कंट्रास्ट सैंपल द्वारा प्रकाश बिखरा हुआ विकिरण से आता है Image:Paper_Micrograph_Bright.png|ब्राइट-फील्ड सूक्ष्मदर्शी | ब्राइट-फील्ड प्रकाश, प्रतिरूप कंट्रास्ट प्रतिरूप में प्रकाश के क्षीणन गुणांक से आता है Image:Paper_Micrograph_Cross-Polarised.png|ध्रुवीकृत प्रकाश सूक्ष्मदर्शी | क्रॉस-ध्रुवीकृत प्रकाश प्रकाश, प्रतिरूप के माध्यम से ध्रुवीकरण (तरंगों) प्रकाश के रोटेशन से प्रतिरूप विपरीत आता है Image:Paper_Micrograph_Phase.png|चरण-विपरीत सूक्ष्मदर्शी | चरण-विपरीत प्रकाश, प्रतिरूप विपरीत प्रतिरूप के माध्यम से प्रकाश की विभिन्न पथ लंबाई के हस्तक्षेप (तरंग प्रसार) से आता है 

कंप्यूटिंग में उपयोग
डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी को वर्तमान में प्रकाशीय माउस में प्रयुक्त किया गया है जिससे ग्लास की सतह पर माइक्रोस्कोपिक दोषों और धूल को इमेजिंग करके माउस को पारदर्शी ग्लास पर कार्य करने की अनुमति मिल सकती है।

डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग के साथ संयुक्त
जब हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग के साथ युग्मित किया जाता है, जिससे डार्क-फील्ड सूक्ष्मदर्शी कोशिकाओं में एम्बेडेड नेनो पदार्थ के लक्षण वर्णन के लिए शक्तिशाली उपकरण बन जाता है। वर्तमान में प्रकाशन में, पटकोवस्की एट अल CD44 + कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करने वाले सोने के नैनोकणों (एयूएनपी) का अध्ययन करने के लिए इस विधि का उपयोग किया जाता है।

संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी अनुप्रयोग
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में डार्क-फील्ड अध्ययन क्रिस्टल और क्रिस्टल दोषों के अध्ययन के साथ-साथ व्यक्तिगत परमाणुओं की इमेजिंग में शक्तिशाली भूमिका निभाते हैं।

पारंपरिक डार्क-फील्ड इमेजिंग
संक्षेप में, इमेजिंग घटना की प्रकाश को तब तक झुकाना सम्मिलित है जब तक कि घटना के अतिरिक्त बीम वस्तुनिष्ठ लेंस बैक फोकल प्लेन में छोटे से वस्तुनिष्ठ छिद्र से होकर निकलता है। डार्क-फील्ड छवियां, इन स्थितियों के अनुसार, विवर्तित स्पेस के एकल संग्रह से आने वाली विवर्तित तीव्रता को प्रतिरूप पर अनुमानित स्थिति के कार्य के रूप में और प्रतिरूप झुकाव के कार्य के रूप में मैप करने की अनुमति देती हैं।

सिंगल-क्रिस्टल प्रतिरूपों में, ब्रैग की स्थिति से थोड़ा झुका हुआ प्रतिरूप के एकल-प्रतिबिंब अंधेरे-क्षेत्र की छवियां केवल उन जाली दोषों को प्रदर्शित करने की अनुमति देती हैं, जैसे विस्थापन या अवसाद, जो उनके निकट में जाली स्पेस के सेट को मोड़ते हैं। ऐसी छवियों में तीव्रता का विश्लेषण उस झुकने की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। दूसरी ओर, पॉलीक्रिस्टलाइन प्रतिरूपों में, डार्क-फील्ड छवियां केवल क्रिस्टल के उस सबसेट को प्रकाश में लाने का कार्य करती हैं जो किसी दिए गए अभिविन्यास पर ब्रैग-प्रतिबिंबित होते हैं।

अशक्त-बीम इमेजिंग
अशक्त-बीम इमेजिंग में पारंपरिक डार्क-फील्ड के समान प्रकाशिकी सम्मिलित है, किन्तु विवर्तित बीम हार्मोनिक का उपयोग विवर्तित बीम के अतिरिक्त स्वयं करता है। इस तरह, दोषों के निकट के तनावपूर्ण क्षेत्रों का बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सकता है।

निम्न- और उच्च-कोण वलयाकार डार्क-फील्ड इमेजिंग
वलयाकार डार्क-फील्ड इमेजिंग के लिए व्यक्ति को छवियों को बनाने की आवश्यकता होती है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को वलयाकार एपर्चर में केंद्रित किया जाता है, किन्तु इसमें सम्मिलित नहीं है, जो कि असंक्रमित बीम है। स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में बड़े बिखरने वाले कोणों के लिए, इसे कभी-कभी उच्च-परमाणु-संख्या वाले परमाणुओं से बढ़े हुए बिखरने के कारण जेड-कंट्रास्ट इमेजिंग कहा जाता है।

डिजिटल डार्क-फील्ड विश्लेषण
यह गणितीय विधि है जो प्रत्यक्ष और पारस्परिक (फूरियर-ट्रांसफ़ॉर्म) स्थान के बीच अच्छी तरह से परिभाषित आवधिकता के साथ छवियों की खोज के लिए मध्यवर्ती है, जैसे इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी जाली-फ्रिंज छवियां या ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में एनालॉग डार्क-फील्ड इमेजिंग के साथ, यह उन वस्तुओं को देखने के क्षेत्र में प्रकाश डालने की अनुमति देता है जहां ब्याज की आवधिकताएं रहती हैं। एनालॉग डार्क-फील्ड इमेजिंग के विपरीत, यह किसी को आवधिकता के फूरियर-चरण को मैप करने की अनुमति भी दे सकता है, और इसलिए चरण ग्रेडियेंट, जो सदिश जाली तनाव पर मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है।

यह भी देखें

 * वलयाकार डार्क-फील्ड इमेजिंग
 * प्रकाश क्षेत्र सूक्ष्मदर्शी
 * तरंगिकाएँ

बाहरी संबंध

 * Nikon - Stereomicroscopy > Darkfield Illumination
 * Molecular Expressions
 * Darkfield Illumination Primer
 * Gage SH. 1920. Modern dark-field microscopy and the history of its development. Transactions of the American Microscopical Society 39(2):95–141.
 * Dark field and phase contrast microscopes (Université Paris Sud)