El microscopio estéreo , estereoscópico o de disección es una variante de microscopio óptico diseñado para la observación de una muestra con bajo aumento, normalmente utilizando luz reflejada desde la superficie de un objeto en lugar de transmitida a través de él. El instrumento utiliza dos trayectorias ópticas separadas con dos objetivos y oculares para proporcionar ángulos de visión ligeramente diferentes para los ojos izquierdo y derecho. Esta disposición produce una visualización tridimensional de la muestra que se examina. [1] La estereomicroscopía se superpone a la macrofotografía para registrar y examinar muestras sólidas con topografía de superficie compleja , donde se necesita una vista tridimensional para analizar los detalles.
El microscopio estereoscópico se utiliza a menudo para estudiar las superficies de muestras sólidas o para realizar trabajos de cerca como disección , microcirugía , relojería , fabricación o inspección de placas de circuitos y superficies de fractura como en fractografía e ingeniería forense . Por lo tanto, se utilizan ampliamente en la industria manufacturera para la fabricación , inspección y control de calidad . Los microscopios estereoscópicos son herramientas esenciales en entomología .
El microscopio estereoscópico no debe confundirse con un microscopio compuesto equipado con oculares dobles y un binovisor . En un microscopio de este tipo, ambos ojos ven la misma imagen y los dos oculares sirven para proporcionar una mayor comodidad de visualización. Sin embargo, la imagen obtenida en un microscopio de este tipo no difiere de la obtenida con un solo ocular monocular.
El primer estereomicroscopio ópticamente factible se inventó en 1892 y estuvo disponible comercialmente en 1896, producido por Zeiss AG en Jena, Alemania. [2]
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El zoólogo estadounidense Horatio Saltonstall Greenough creció en la élite de Boston, Massachusetts, hijo del famoso escultor Horatio Greenough Sr. Sin la presión de tener que ganarse la vida, siguió una carrera científica y se mudó a Francia. En el observatorio marino de Concarneau, en la costa bretona, dirigido por el antiguo director del Museo Nacional de Historia Natural , Georges Pouchet , se deja influenciar por los nuevos ideales científicos de la época, a saber, la experimentación. Si bien la disección de especímenes muertos y preparados había sido la principal preocupación de los zoólogos, anatomistas y morfólogos, durante la estancia de Greenough en Concarneau se revivió el interés por experimentar con organismos vivos y en desarrollo. De esta manera, los científicos podrían estudiar el desarrollo embrionario en acción en lugar de como una serie de especímenes bidimensionales petrificados. Para producir imágenes que hicieran justicia a la tridimensionalidad y el tamaño relativo de los embriones marinos de invertebrados en desarrollo, se necesitaba un nuevo microscopio. Si bien hubo intentos de construir microscopios estereoscópicos antes, por ejemplo por parte de Chérubin d'Orleans y Pieter Harting , ninguno había sido ópticamente sofisticado. Además, hasta la década de 1880 ningún científico necesitaba un microscopio con una resolución tan baja.
Greenough tomó medidas y, influenciado por los intentos de su colega de Concarneau, Laurent Chabry, de construir intrincados mecanismos para girar y manipular el embrión vivo, concibió su propio instrumento. Partiendo del reciente descubrimiento de la binocularidad como causa de la percepción de profundidad por parte de Charles Wheatstone , Greenough diseñó su instrumento teniendo en mente el fenómeno de la estereopsis. [2]
A diferencia de un microscopio óptico compuesto , la iluminación en un microscopio estereoscópico suele utilizar iluminación reflejada en lugar de iluminación transmitida (diascópica), es decir, luz reflejada desde la superficie de un objeto en lugar de luz transmitida a través de un objeto. El uso de la luz reflejada del objeto permite el examen de muestras que serían demasiado gruesas u opacas para la microscopía compuesta. Algunos microscopios estereoscópicos también son capaces de iluminar con luz transmitida, generalmente al tener una bombilla o un espejo debajo de una platina transparente debajo del objeto, aunque a diferencia de un microscopio compuesto, la iluminación transmitida no se enfoca a través de un condensador en la mayoría de los sistemas. [3] Los estereoscopios con iluminadores especialmente equipados se pueden utilizar para microscopía de campo oscuro , utilizando luz reflejada o transmitida. [4]
La gran distancia de trabajo y la profundidad de campo son cualidades importantes para este tipo de microscopio. Ambas cualidades están inversamente correlacionadas con la resolución: cuanto mayor es la resolución ( es decir , cuanto mayor es la distancia a la que dos puntos adyacentes pueden distinguirse como separados), menor es la profundidad de campo y la distancia de trabajo. Algunos microscopios estereoscópicos pueden ofrecer un aumento útil de hasta 100 aumentos, comparable a un objetivo de 10 aumentos y un ocular de 10 aumentos en un microscopio compuesto normal, aunque el aumento suele ser mucho menor. Esto es aproximadamente una décima parte de la resolución útil de un microscopio óptico compuesto normal.
La gran distancia de trabajo con bajo aumento es útil para examinar objetos sólidos grandes, como superficies de fracturas, especialmente utilizando iluminación de fibra óptica, como se analiza a continuación. Estas muestras también pueden manipularse fácilmente para determinar los puntos de interés.
Hay dos tipos principales de sistemas de aumento en microscopios estereoscópicos. Un tipo es el aumento fijo en el que el aumento primario se logra mediante un par de lentes objetivos con un grado de aumento determinado. El otro es el zoom o la ampliación pancrática, que son capaces de alcanzar un grado de ampliación continuamente variable en un rango determinado. Los sistemas de zoom pueden lograr una mayor ampliación mediante el uso de objetivos auxiliares que aumentan la ampliación total en un factor establecido. Además, el aumento total tanto en los sistemas fijos como en los de zoom se puede variar cambiando los oculares. [1]
Intermedio entre los sistemas de aumento fijo y de aumento con zoom se encuentra un sistema atribuido a Galileo como el " sistema óptico galileano "; aquí se utiliza una disposición de lentes convexas de enfoque fijo para proporcionar un aumento fijo, pero con la distinción crucial de que los mismos componentes ópticos en el mismo espaciado, si se invierten físicamente, darán como resultado un aumento diferente, aunque aún fijo. Esto permite que un juego de lentes proporcione dos aumentos diferentes; dos juegos de lentes para proporcionar cuatro aumentos en una torreta; tres juegos de lentes proporcionan seis aumentos y aún caben en una torreta. La experiencia práctica muestra que estos sistemas ópticos galileanos son tan útiles como un sistema de zoom considerablemente más caro, con la ventaja de conocer el aumento en uso como un valor establecido sin tener que leer escalas analógicas. (En ubicaciones remotas, la solidez de los sistemas también es una ventaja no trivial).
Las muestras pequeñas requieren necesariamente una iluminación intensa, especialmente con grandes aumentos, y ésta suele ser proporcionada por una fuente de luz de fibra óptica . La fibra óptica utiliza lámparas halógenas que proporcionan una alta salida de luz para una entrada de energía determinada. Las lámparas son lo suficientemente pequeñas como para instalarlas fácilmente cerca del microscopio, aunque a menudo necesitan refrigeración para mejorar las altas temperaturas de la bombilla. El tallo de fibra óptica ofrece al operador mucha libertad para elegir las condiciones de iluminación adecuadas para la muestra. El tallo está encerrado en una funda que es fácil de mover y manipular hasta cualquier posición deseada. El tallo normalmente pasa desapercibido cuando el extremo iluminado está cerca de la muestra, por lo que normalmente no interfiere con la imagen en el microscopio. El examen de las superficies de las fracturas requiere frecuentemente una iluminación oblicua para resaltar las características de la superficie durante la fractografía , y las luces de fibra óptica son ideales para este propósito. Se pueden utilizar varios tallos de luz para la misma muestra, aumentando así aún más la iluminación.
Los avances más recientes en la iluminación para microscopios de disección incluyen el uso de LED de alta potencia que son mucho más eficientes energéticamente que los halógenos y son capaces de producir un espectro de colores de luz, lo que los hace útiles para el análisis de fluoróforos de muestras biológicas (imposible con un fuente de luz halógena o de vapor de mercurio).
Algunas cámaras de vídeo están integradas en algunos microscopios estereoscópicos, lo que permite mostrar las imágenes ampliadas en un monitor de alta resolución. La gran pantalla ayuda a reducir la fatiga ocular que resultaría del uso de un microscopio convencional durante períodos prolongados.
En algunas unidades, una computadora incorporada convierte las imágenes de dos cámaras (una por ocular) a una imagen anaglifo 3D para ver con lentes rojos/cian, o al proceso de convergencia cruzada [ aclarar ] para lentes transparentes y una precisión de color mejorada. Los resultados son visibles para un grupo que lleva gafas. Lo más habitual es que se muestre una imagen 2D desde una única cámara conectada a uno de los oculares.
