Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk perbesaran citra obyek

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk perbesaran citra obyek untuk mengamati
obyek berukuran mikro . Perkembangan mikroskop dari mikroskop optik yang menggunakan
gelombang cahaya hingga mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk
menerangi obyek .
Jenis mikroskop optik pada umumnya tidak dapat membentuk citra yang lebih kecil
dari panjang gelombang yang digunakan ( 4000𝐴𝐴° ) , sedangkan mikroskop elektron
memiliki panjang gelombang yang jauh lebih kecil dari pada gelombang cahaya . Panjang
150
gelombang elektron tergantung pada tegangan pemercepat 𝜆𝜆 = �
mikroskop elektron dapat dipeoleh perbesaran dengan resolusi tinggi .
𝑉𝑉
, sehingga dengan
Jenis – jenis mikroskop
• TEM ( Transmission Electron Microscope )
•
SEM ( Scanning Electron Microscope )
Setiap mikroskop elektron memiliki senapan elektron yang berupa filamen yang dipercepat
elektron untuk menerangi sampel ( obyek ) . Elektron tersebut difokuskan dengan lensa
magnetik silinder untuk menerangkan obyek .
Pada TEM , berkas elektron dipancarkan melaui obyek yang akan diperbesar akan
diserap obyek sebagian , dan sebagian lagi dilewatkan obyek . Sedangkan SEM , berkas
elektron difokuskan dan digerakkan . Oleh elektron , berkas tersebut dihamburkan
membentuk pantulan balik ( pancaran elektron sekunder ) . Elektron yang telah mebentuk
pantulan balik kemudian dicacah oleh detektor sekunder dan diubah menjadi tegangan . Hasil
dari detektor sekunder akan ditampilkan dalam bentuk pixel . Jumlah pixel akan memberikan
keterangan dari pixel .
Karena hasil yang diperolah dari pengamatan mikroskop berupa gambar fotografi ,
analisis biasanya dilakukan secara visual . Kesulitan terjadi ketika jumlah obyek besar , tidak
beraturan . Jika dapat dilakukan secara otomatis , maka akan sangat membantu dalam
menganalisa . Oleh karena itu , perlu dikembangkan sistem pengolahan citra . Transformasi
Fourier merupakan metode matematik yang dapat diterapkan dalam pengolahan sinyal dan
analisis citra digital , yaitu menghubungkan domain spasial dengan domain frekuensi .
Prinsip Kerja
Dengan memperlakukan elektron sebagai gelombang , rnaka dapat disederhanakan
dalam tiga bidang mikroskop elektronik yang digunakan untuk menghitung amplitudo
kompleks darii gelombang medan elektron.
• Bidang Obyek .
• Bidang fokal lensa obyektif .
• Bidang citra .
Analisa Fourier
Transformasi Fourier
Transformasi Fourier Diskrit digunakan untuk menghitung spektrum amplitudo dan
fasa dari suatu sinyal . Jika diperoleh N buah data hasil data hasil sampel dalam domain
waktu , maka transformasi fourier diskrit didefinisokan sebagai :
1
−𝑗𝑗 2𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋
𝑋𝑋(𝑣𝑣) = ∑𝑁𝑁−1
𝑛𝑛=0 𝑥𝑥(𝑛𝑛)𝑒𝑒
𝑁𝑁
𝑋𝑋(𝑣𝑣) = 𝑋𝑋𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 + 𝑋𝑋𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
Dimana 𝑋𝑋𝑟𝑟𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 dan 𝑋𝑋𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 adalah harga nilai real dan nilai imajiner dari spektrum . Model
spektrum fourier dinyatakan dengan :
𝑋𝑋(𝑣𝑣) = |𝑋𝑋(𝑣𝑣)|𝑒𝑒 𝑗𝑗 ∅(𝑣𝑣)
Dengan sudut fase spektrum
𝑋𝑋𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 (𝑣𝑣)
�
∅(𝑣𝑣) = 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡−1 �
𝑋𝑋𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 (𝑣𝑣)
Citra mikroskopik dapat dikatakan sebagai sinyaldua dimensi, yang digambarkan dalarn
bentuk fungsi duapeubah f(x,y). Peubah x dan y menyatakan koordinat spasial dan nilai
fungsi rnenyatakan intensitas cahaya. (transformasi dua dimensi)
N-1
(0,0)
x
N-1
(0,0)
transformasi
N-1
x
(0,0)
transformasi
N-1
N-1
N-1
y
y
y
Fungsi Transfer Mikroskop
Fungsi transfer mikroskop ada.lah tanggap frekuensi dalam bentuk frekuensi spa sial
dari suatu sistem yang berhubungan dengan distribusi sinusoida dari intensitas cahaya pada
bidang obyek.
Gambar diatas memperlihatkan fungi transfer
modulasi dari suatu sistem optik yang mengalami defokalisasi tanpa adanya aberasi yang
dihitung dengan metoda analitis Hopkins .
Filterisasi dalam domain frekuensi dialkukan dengan mengalihkan fungsi transfer
optik 𝐻𝐻 ( 𝑢𝑢, 𝑣𝑣 ) sehingga diperoleh spektrum citra yang terkoleksi .
𝐺𝐺(𝑢𝑢, 𝑣𝑣) = 𝐻𝐻(𝑢𝑢, 𝑣𝑣). 𝐹𝐹(𝑢𝑢, 𝑣𝑣)
Penggunaan analisis fourier digunakan untuk mengoreksi pola pola gangguan yang bersifat
periodik . Pola pita periodek pada spektrum frekuensi identik dengan trnasformasi fourier
jendela segi empat yang hasilnya berupa sinus kardinal sempit . Hasilnya terlihat pada
spektrum frekuensi berupa titik – titik terang vertikal . Jika titik – titik terang vertikal tersebut
dihilangkan , maka akan
diperoleh citra awal tanpa
gangguan pola – pola
horizontal dari latar belakang .
x
Gambar diatas memperlihatkan citra obyek dengan latar belaknag pita – pita horozontal .
Kemudian dilakukan transformasi Fourier sehingga menghasilkan spektrum frekuensi .
Filter dilakukan pada spektrum frekuensi dari titik titik vertikal yang berhubungan dengan
pola pita horizontal .
Dengan transformasi fourier inverse diperoleh citra tanpa pola pola pita .
Analisis Fourier dapat digunakan untuk mengukur posisi , area dan parameter patikel lainnya
dari suatu citra .
Perkembangan metode matematik baik untuk analisis bentuk maupun pengenalan
pola , memungkinkan dapat dilakukannya analisis citra secara komputerisasi . Program
pengolahan citra tersebut dapat digunakan untuk analisa tekstur dan struktur periodik dalam
digital mikrografi dengan menggunakan transformasi fourier. Penggunaan analisis fourier
terutama untuk mengoreksi pola – pola gangguan yang bersifat periodik .