Mengenal Bagian Bagian Mikroskop Optik dan Elektron serta Fungsinya Secara Lengkap

Mikroskop terdiri dari banyak bagian yang saling bekerja sama. Setiap komponen mempunyai peran yang penting, karena jika salah satunya tidak berfungsi dengan baik, hasil pengamatan bisa terlihat buram, terlalu gelap, atau bahkan tidak tampak sama sekali.

Karena itu, sebelum mempelajari cara menggunakan mikroskop, hal paling dasar yang perlu dipahami adalah bagian-bagiannya. Mulai dari lensa yang bertugas memperbesar objek, pengatur fokus untuk mempertajam gambar, hingga sistem pencahayaan yang membantu objek terlihat jelas saat diamati.

Di artikel ini, kami akan membahas bagian-bagian mikroskop lengkap dengan fungsi dan kegunaannya, agar anda bisa mengenali setiap komponennya dan mengoperasikan mikroskop dengan benar saat praktikum maupun pengamatan di laboratorium.

Sebelum melanjutkan, pastikan Anda sudah membaca artikel “Fungsi Mikroskop” agar memahami kegunaannya secara menyeluruh sebelum masuk ke pembahasan bagian-bagiannya.

Sistem Penyusun Mikroskop

Secara umum, mikroskop dibangun oleh tiga sistem utama, yaitu sistem optik/elektromagnetik yang bertugas membentuk bayangan, sistem pencahayaan yang membantu objek terlihat jelas, serta sistem mekanik yang menjaga stabilitas dan mengatur pergerakan komponen selama pengamatan. Ketiganya bekerja sama menentukan kualitas hasil pengamatan, mulai dari ketajaman hingga kontras.

Bagian Bagian Mikroskop Cahaya (optik)

Mikroskop cahaya (mikroskop optik) adalah jenis mikroskop yang paling sering digunakan, mulai dari praktikum di sekolah hingga pemeriksaan di laboratorium patologi klinis. Pada mikroskop cahaya, komponen-komponennya bisa dibagi menjadi komponen optik serta komponen mekanik. Berikut penjelasan tiap bagiannya.

Komponen Optik

komponen ini mengatur bagaimana cahaya masuk, melewati preparat, lalu membentuk bayangan. Komponen optik mikroskop cahaya terdiri dari :

1. Lensa Okuler
   Lensa okuler berada di bagian atas mikroskop dan menjadi tempat mata mengamati. Fungsinya adalah memperbesar bayangan yang sudah dibentuk oleh lensa objektif, sehingga bisa terlihat jelas oleh pengamat.
   Dari sisi pembesaran, okuler standar umumnya 10x, tetapi variasi seperti 5x, 12.5x, 15x, hingga 20x juga tersedia. Namun, okuler dengan pembesaran terlalu tinggi tidak selalu efektif karena bisa menimbulkan empty magnification, yaitu gambar terlihat lebih besar tetapi tidak menambah detail resolusi baru, sehingga hasilnya justru tampak kurang tajam.
   Selain untuk melihat, okuler juga dapat mendukung pengukuran. Beberapa okuler dilengkapi retikel atau mikrometer okuler, yaitu piringan kaca berskala yang diletakkan pada bidang fokus utama okuler. Dengan kalibrasi yang tepat, skala ini bisa digunakan untuk mengukur ukuran spesimen.

2. Lensa Objektif
   Lensa objektif adalah lensa utama yang posisinya paling dekat dengan preparat. Bagian inilah yang paling menentukan ketajaman dan detail, karena objektif membentuk bayangan pertama dari objek yang diamati. Karena perannya sangat krusial, lensa objektif juga biasanya menjadi komponen optik paling penting dan paling mahal pada mikroskop cahaya.
   Pada badan lensa objektif, biasanya tercantum spesifikasi teknis. Contohnya : “Plan 40x / 0.65, 160 / 0.17”. Arti tiap angkanya adalah :

• 40x : menunjukkan tingkat pembesaran lensa objektif.
• 0.65 : menunjukkan Numerical Aperture (NA), yaitu kemampuan lensa mengumpulkan cahaya. Semakin tinggi NA, umumnya gambar akan semakin terang dan detailnya lebih tajam.
• 160 : panjang tabung mekanis (dalam milimeter) yang menjadi standar pada sistem tertentu.
• 0.17 : ketebalan cover glass (kaca penutup) yang direkomendasikan, dalam milimeter.

3. Kondensor
   Kondensor terletak di bawah meja preparat (sub-stage). Komponen ini sering disalahpahami karena kondensor tidak berfungsi memperbesar objek. Perannya adalah mengondisikan cahaya yang menerangi spesimen. Tanpa kondensor yang diatur dengan benar, kemampuan resolusi dari lensa objektif tidak akan tercapai secara maksimal.
   Beberapa jenis kondensor yang umum digunakan adalah kondensor Abbe, yang paling sering ditemukan dan sudah cukup untuk penggunaan rutin, serta kondensor Aplanatic-Achromatic yang kualitasnya lebih tinggi karena sudah dikoreksi untuk aberasi sferis dan kromatik, sehingga lebih cocok untuk pengamatan resolusi tinggi dan fotografi warna.
   Pada mikroskop modern, kondensor juga sering dilengkapi slot aksesori untuk teknik kontras seperti darkfield dan phase contrast, yang membantu membuat spesimen transparan terlihat lebih jelas tanpa perlu pewarnaan.

4. Diafragma
   Diafragma adalah mekanisme pengontrol aperture yang terletak di dalam rakitan kondensor dan tersusun dari daun logam tipis yang membentuk lubang dengan ukuran yang bisa diubah. Banyak pemula menggunakan diafragma sebagai “pengatur terang”, padahal fungsi utamanya adalah mengatur keseimbangan antara resolusi, kontras, dan kedalaman fokus.
   Saat diafragma dibuka, resolusi meningkat karena cahaya yang masuk lebih banyak dan sudutnya lebih lebar, tetapi kontras bisa menurun dan kedalaman fokus menjadi lebih tipis. Sebaliknya, saat diafragma ditutup, kontras meningkat dan kedalaman fokus bertambah, namun jika terlalu ditutup bisa menimbulkan difraksi yang membuat gambar kurang tajam dan memunculkan artefak. Aturan praktisnya, diafragma biasanya dibuka hingga sekitar 70 – 80% bukaan belakang lensa objektif.

5. Iluminator dan Filter
   Mikroskop modern biasanya sudah dilengkapi sumber cahaya sendiri, sehingga tidak lagi mengandalkan cermin pemantul yang pencahayaannya sering berubah-ubah.
   Umumnya, mikroskop menggunakan lampu halogen tungsten atau lampu LED. Halogen punya spektrum warna yang lebih “alami” dan sering dipakai untuk kebutuhan seperti patologi, tetapi cenderung menghasilkan panas. Sementara itu, LED lebih awet, tidak cepat panas, dan warna cahayanya tetap stabil meskipun tingkat terang-gelapnya diatur.
   Selain lampu, mikroskop juga sering memakai filter pada jalur cahaya untuk menyesuaikan tampilan objek. Contohnya, filter biru membantu mengurangi kesan kekuningan dari halogen, filter hijau bisa meningkatkan kontras pada pengamatan tertentu, dan filter ND (neutral density) dipakai untuk mengurangi intensitas cahaya tanpa mengubah warna.

Komponen Mekanik

Komponen mekanik berfungsi sebagai penopang dan pengatur kerja mikroskop saat digunakan. Bagian ini menjaga mikroskop tetap stabil, membantu mengatur posisi preparat, serta memudahkan proses fokus agar gambar terlihat tajam. Komponen mekanik mikroskop cahaya terdiri dari :

1. Tabung Mikroskop (Body Tube) dan Kepala (Head)
   Tabung menghubungkan okuler dengan objektif dan menjaga jarak optik yang presisi (biasanya sekitar 160 mm atau menggunakan sistem infinity-corrected). Kepala mikroskop sering dapat diputar 360° untuk memudahkan pengamatan bergantian. Di dalam kepala terdapat prisma yang membagi jalur cahaya ke dua mata (binokuler) atau ke port kamera (trinokuler).

2. Revolver (Nosepiece)
   Revolver adalah dudukan objektif yang bisa diputar untuk mengganti perbesaran. Mekanisme presisi seperti ball bearing dan detent click stop membantu memastikan setiap objektif kembali tepat pada sumbu optik. Kualitas revolver memengaruhi parfocality, yaitu kemampuan mikroskop tetap fokus saat objektif diganti, sehingga penyesuaian fokus hanya perlu sedikit.

3. Meja Preparat (Mechanical Stage)
   Meja preparat bukan sekadar tempat meletakkan kaca objek, tetapi juga berfungsi sebagai alat navigasi untuk menggeser dan mencari area spesimen yang ingin diamati. Pada mikroskop dengan meja mekanis, pergerakan preparat dilakukan melalui kontrol koaksial yang menggerakkan pemegang spesimen secara halus dan presisi.
   Mekanismenya umumnya menggunakan sistem rack and pinion (roda gigi dan batang bergerigi), sehingga slide dapat digeser dengan stabil tanpa hentakan dan memudahkan penelusuran preparat secara sistematis.
   Untuk membantu pengamatan yang lebih terarah, beberapa mikroskop juga dilengkapi skala vernier pada arah pergerakannya. Skala ini memungkinkan pengguna mencatat koordinat lokasi sel atau bagian tertentu, sehingga titik yang sama bisa ditemukan kembali dengan akurasi hingga sekitar 0,1 mm.
   Dari sisi ketahanan, permukaan meja biasanya dibuat lebih tahan gores karena sering bergesekan dengan kaca objek. Pada mikroskop tertentu, meja bahkan dilapisi bahan seperti keramik atau anodized hard-coat agar tetap awet meskipun digunakan berulang kali.

4. Sistem Fokus (Makrometer dan Mikrometer)
   Sistem fokus berfungsi menggerakkan meja atau tabung optik naik-turun agar spesimen tepat berada pada bidang fokus lensa objektif. Makrometer (coarse focus) memakai roda gigi kasar untuk pergerakan cepat, di mana satu putaran dapat memindahkan meja beberapa milimeter, sehingga biasanya digunakan saat memakai objektif perbesaran rendah seperti 4x dan 10x.
   Sementara itu, mikrometer (fine focus) menggunakan sistem roda gigi reduksi (sering berupa planetary gear) untuk gerakan yang jauh lebih halus; satu putaran umumnya hanya memindahkan meja sekitar 100–200 µm. Pengaturan ini penting saat menggunakan objektif 40x dan 100x, karena kedalaman fokusnya sangat tipis (bahkan bisa <1 µm).
   Untuk mencegah kerusakan, banyak mikroskop dilengkapi rack stop agar meja tidak menabrak lensa objektif, serta slip clutch pada tombol fokus supaya roda gigi tidak rusak jika diputar melewati batas.

5. Statif (Lengan dan Kaki)
   Statif terdiri dari lengan (arm) dan kaki (base) yang menjadi rangka utama mikroskop. Kaki dibuat berat dan lebar agar stabil dan tidak mudah bergetar. Sementara itu, lengan dirancang ergonomis untuk pegangan saat memindahkan mikroskop dan untuk menempatkan kontrol pada posisi yang nyaman digunakan.

Bagian Bagian Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron digunakan ketika pengamatan membutuhkan detail yang tidak bisa dicapai mikroskop cahaya, misalnya untuk melihat virus, struktur protein, hingga cacat kristal pada material. Mikroskop ini bekerja menggunakan berkas elektron dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek dibanding cahaya tampak, sehingga mampu menghasilkan resolusi lebih tinggi. Karena elektron mudah bertabrakan dengan molekul udara, mikroskop elektron harus beroperasi di dalam vakum tinggi.

Secara umum, mikroskop elektron terbagi menjadi dua jenis, yaitu Transmission Electron Microscope (TEM) untuk melihat struktur internal sampel, dan Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat permukaan atau topografi sampel. Walaupun hasil gambar dan cara kerjanya berbeda, keduanya memiliki beberapa komponen inti yang sama.

Komponen Inti Mikroskop Elektron

Komponen inti ini dapat dianggap sebagai fondasi mikroskop elektron, karena bagian-bagian inilah yang memungkinkan alat bekerja dengan stabil sejak awal proses pengamatan.

1. Senapan Elektron (Electron Gun)
   Senapan elektron berada di bagian atas kolom mikroskop dan berfungsi sebagai sumber berkas elektron. Kualitasnya sangat memengaruhi hasil gambar, terutama dari sisi kecerahan dan stabilitas berkas.

2. Lensa Elektromagnetik
   Mikroskop elektron tidak memakai lensa kaca, melainkan lensa elektromagnetik untuk memfokuskan dan mengarahkan elektron. Lensa ini terbentuk dari kumparan tembaga dan yoke besi lunak; saat arus listrik dialirkan, medan magnet di pole piece akan mengatur lintasan elektron hingga terkumpul ke sumbu optik.

3. Sistem Vakum
   Sistem vakum menjaga kolom mikroskop berada pada kondisi hampa udara. Tujuannya agar elektron tidak bertabrakan dengan molekul udara yang bisa mengacaukan jalannya berkas dan membuat gambar tidak jelas. Vakum juga membantu mencegah loncatan listrik (arcing) pada tegangan tinggi serta mengurangi oksidasi pada sumber elektron.

Komponen Spesifik TEM

Agar TEM bisa menampilkan struktur bagian dalam sampel dengan detail tinggi, ada beberapa komponen khusus yang mengatur berkas, posisi sampel, fokus, dan hasil akhirnya. Komponen-komponen ini meliputi :

1. Sistem Lensa Kondensor
   Pada TEM, sistem lensa kondensor berfungsi mengatur “bentuk” berkas sebelum mengenai sampel. Di sini yang diatur adalah spot size (seberapa kecil diameter berkas) dan sudut konvergensinya (seberapa menyempit atau melebar berkasnya). Untuk menyaring elektron yang menyimpang, digunakan condenser aperture, yaitu celah logam mikron yang membantu membuat berkas lebih rapi dan koheren.

2. Ruang Spesimen dan Goniometer
   Sampel TEM harus sangat tipis (umumnya <100 nm) dan diletakkan pada grid tembaga berdiameter sekitar 3 mm. Sampel dimasukkan menggunakan specimen holder melalui sistem airlock agar vakum tetap terjaga. TEM juga dilengkapi goniometer yang memungkinkan sampel dimiringkan dengan presisi tinggi, berguna untuk analisis kristalografi 3D dan tomografi.

3. Lensa Objektif TEM
   Lensa objektif adalah bagian paling kritis dalam TEM karena sampel berada tepat di dalam medan magnetnya. Kualitas lensa ini, terutama nilai aberasi sferisnya (Cs), sangat menentukan resolusi batas alat. Pada TEM modern, bisa ditambahkan aberration corrector untuk mengurangi cacat lensa, sehingga resolusi dapat mencapai skala sub-angstrom.

4. Sistem Proyektor dan Detektor
   Setelah elektron menembus sampel, berkas diperbesar oleh lensa intermediate dan projector, lalu ditangkap oleh sistem detektor. Pengamatan bisa dilakukan melalui layar fluoresen yang menyala saat terkena elektron, atau menggunakan kamera digital seperti CCD/CMOS.

Komponen Spesifik SEM

Berbeda dari TEM yang menembus sampel, SEM fokus pada pengamatan permukaan. Karena itu, SEM punya beberapa komponen khusus yang berperan mengatur proses pemindaian dan menangkap sinyal dari permukaan sampel. Komponen spesifik SEM meliputi :

2. Kumparan Pemindai (Scan Coils)
   Scan coils berfungsi menggerakkan berkas elektron menyapu permukaan sampel dalam pola raster. Dengan kata lain, berkasnya “jalan” titik demi titik di permukaan, dan sinkronisasi gerakan ini dengan pixel layar membentuk gambar SEM.
3. Detektor Elektron
   Detektor elektron adalah bagian SEM yang berfungsi menangkap sinyal dari permukaan sampel untuk membentuk hasil pengamatan. Umumnya SEM dilengkapi beberapa jenis detektor, seperti Everhart-Thornley (ETD) untuk menampilkan detail permukaan, Backscattered (BSE) untuk membedakan material berdasarkan perbedaan unsur, dan EDS untuk analisis komposisi unsur serta pemetaan elemen pada sampel.
4. Meja Sampel (Stage) SEM
   SEM biasanya memiliki ruang sampel yang lebih fleksibel karena bisa menampung sampel bongkahan. SEM modern sering memakai eucentric stage dengan lima sumbu gerak motorik, sehingga sampel dapat digeser, dinaik-turunkan, diputar, dan dimiringkan. Fitur ini memudahkan pengamatan dari berbagai sudut tanpa harus memotong sampel menjadi tipis.

Perbandingan Mikroskop Cahaya dengan Mikroskop Elektron

Sebagai perbandingan, berikut ringkasan perbedaan mikroskop cahaya dan mikroskop elektron :

Meskipun penjelasan di atas memberikan gambaran umum, spesifikasi mikroskop sangatlah luas. Sebelum membeli, pastikan untuk berkonsultasi dengan penyedia alat laboratorium tepercaya agar spesifikasi lensa dan fitur digitalnya benar-benar sesuai dengan budget dan tujuan riset Anda.

Sebagai solusi pendukung kebutuhan laboratorium, PT Sains Steelindo Prima menyediakan berbagai peralatan laboratorium dan fasilitas kesehatan dengan fokus pada kualitas material dan keandalan produk.
Jika Anda sedang mempertimbangkan penggunaan mikroskop untuk kebutuhan laboratorium, Anda dapat melihat pilihan produk yang tersedia pada halaman berikut:

Mikroskop – Pusat Alat Laboratorium