El microscopio estereoscópico , estereoscópico o de disección es una variante del microscopio óptico diseñado para la observación de una muestra con bajo aumento, generalmente 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 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 visor binocular . En un microscopio de este tipo, ambos ojos ven la misma imagen, y los dos oculares sirven para proporcionar una mayor comodidad de observación. Sin embargo, la imagen en un microscopio de este tipo no es diferente de la que se obtiene 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 ex director del Museo Nacional de Historia Natural , Georges Pouchet , se vio influenciado por los nuevos ideales científicos de la época, es decir, 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 reavivó el interés por la experimentación con organismos vivos y en desarrollo. De esta manera, los científicos podían estudiar el desarrollo embrionario en acción en lugar de como una serie de especímenes petrificados y bidimensionales. Para producir imágenes que hicieran justicia a la tridimensionalidad y al tamaño relativo de los embriones marinos de invertebrados en desarrollo, se necesitaba un nuevo microscopio. Si bien ya se habían hecho intentos de construir microscopios estereoscópicos, 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 tan baja resolución.
Greenough tomó medidas y, influenciado por los intentos de su colega de Concarneau Laurent Chabry de construir mecanismos intrincados para girar y manipular el embrión vivo, concibió su propio instrumento. Basándose en el reciente descubrimiento de la binocularidad como causa de la percepción de la 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 utiliza con mayor frecuencia 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 luz reflejada desde el objeto permite el examen de muestras que serían demasiado gruesas u opacas para la microscopía compuesta. Algunos microscopios estereoscópicos también son capaces de iluminación con luz transmitida, generalmente al tener una bombilla o 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 la microscopía de campo oscuro , utilizando luz reflejada o transmitida. [4]
Una gran distancia de trabajo y una gran profundidad de campo son cualidades importantes para este tipo de microscopio. Ambas cualidades están inversamente relacionadas con la resolución: cuanto mayor sea la resolución ( es decir , cuanto mayor sea la distancia a la que se pueden distinguir como separados dos puntos adyacentes), menor será la profundidad de campo y la distancia de trabajo. Algunos microscopios estereoscópicos pueden ofrecer un aumento útil de hasta 100×, comparable a un objetivo de 10× y un ocular de 10× 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 un aumento bajo resulta útil para examinar objetos sólidos de gran tamaño, como superficies de fracturas, especialmente si se utiliza iluminación de fibra óptica, como se explica a continuación. Estas muestras también se pueden manipular fácilmente para determinar los puntos de interés.
Existen dos tipos principales de sistemas de aumento en los microscopios estereoscópicos. Un tipo es el de aumento fijo, en el que el aumento primario se logra mediante un par de lentes objetivo con un grado de aumento determinado. El otro tipo es el de aumento pancrático o con zoom, que es capaz de variar continuamente el grado de aumento en un rango determinado. Los sistemas con zoom pueden lograr un aumento adicional mediante el uso de objetivos auxiliares que aumentan el aumento total en un factor determinado. Además, el aumento total tanto en los sistemas fijos como con zoom se puede variar cambiando los oculares. [1]
Un sistema intermedio entre los sistemas de aumento fijo y los de aumento con zoom es el que se atribuye a Galileo como " sistema óptico galileano ". En este sistema se utiliza una disposición de lentes convexas de foco fijo para proporcionar un aumento fijo, pero con la distinción crucial de que los mismos componentes ópticos en el mismo espaciado darán como resultado, si se invierten físicamente, un aumento diferente, aunque todavía fijo. Esto permite que un conjunto de lentes proporcione dos aumentos diferentes; dos conjuntos de lentes proporcionen cuatro aumentos en una torreta; tres conjuntos de lentes proporcionen seis aumentos y aún así encajen en una torreta. La experiencia práctica demuestra 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 fijo sin tener que leer escalas analógicas. (En lugares remotos, la robustez de los sistemas también es una ventaja no trivial).
Las muestras pequeñas requieren necesariamente una iluminación intensa, especialmente con grandes aumentos, y esto suele proporcionarse mediante una fuente de luz de fibra óptica . Las fibras ópticas utilizan lámparas halógenas que proporcionan una alta salida de luz para una entrada de potencia 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 le da 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 a cualquier posición deseada. El tallo normalmente es discreto cuando el extremo iluminado está cerca de la muestra, por lo que generalmente no interfiere con la imagen en el microscopio. El examen de superficies de fractura con frecuencia necesita 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 de este tipo para la misma muestra, lo que aumenta aún más la iluminación.
Los desarrollos 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 una fuente de luz halógena o de vapor de mercurio).
Algunos microscopios estereoscópicos incorporan cámaras de vídeo que permiten visualizar las imágenes ampliadas en un monitor de alta resolución. La pantalla grande ayuda a reducir la fatiga ocular que se produce al utilizar un microscopio convencional durante períodos prolongados.
En algunas unidades, una computadora incorporada convierte las imágenes de dos cámaras (una por ocular) en una imagen anaglifa 3D para ver con anteojos rojo/cian, o en un proceso de convergencia cruzada [ clarificar ] para anteojos transparentes y una precisión de color mejorada. Los resultados pueden verse en grupo con los anteojos puestos. Lo más habitual es que se muestre una imagen 2D de una sola cámara conectada a uno de los oculares.
