Микроскопия в поляризованном свете - Polarized light microscopy

Принцип работы поляризационного микроскопа

Микроскопия в поляризованном свете может означать любое из множества оптическая микроскопия методы с участием поляризованный свет. Простые методы включают освещение образца поляризованным светом. Непосредственно проходящий свет можно дополнительно заблокировать с помощью поляризатора, ориентированного под углом 90 градусов к освещению. Более сложные методы микроскопии, использующие поляризованный свет, включают: дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия и интерференционная отражательная микроскопия. Ученые часто используют устройство, называемое поляризационной пластиной, для преобразования естественного света в поляризованный.^[1]

Эти методы освещения чаще всего используются на двулучепреломляющий образцы, в которых поляризованный свет сильно взаимодействует с образцом и тем самым создает контраст с фоном. Поляризованная световая микроскопия широко используется в оптическая минералогия.

Диаграмма Мишеля-Леви

Таблица цветов интерференции Мишеля-Леви, выпущенная Zeiss Microscopy

Когда поляризованный свет проходит через образец с двойным лучепреломлением, разность фаз между быстрым и медленным направлениями изменяется в зависимости от толщины и длины волны используемого света. Разница оптического пути (o.p.d.) определяется как ${ displaystyle {o.p.d.} = Delta , n cdot t}$ , где t - толщина образца.

Затем это приводит к разности фаз между светом, проходящим в двух направлениях вибрации ${ Displaystyle дельта , = 2 пи , ( Дельта , п CDOT т / лямбда ,)}$ .Например, если разница оптического пути равна ${ displaystyle lambda , / 2}$ , то разность фаз будет ${ displaystyle pi}$ , и поэтому поляризация будет перпендикулярна исходной, в результате весь свет проходит через анализатор для скрещенных поляров. Если разница оптического пути равна ${ Displaystyle {п} cdot lambda ,}$ , то разность фаз будет ${ Displaystyle 2 {п} cdot pi}$ , поэтому поляризация будет параллельна исходной. Это означает, что никакой свет не сможет пройти через анализатор, к которому он теперь перпендикулярен.

Диаграмма Мишеля-Леви (названа в честь Огюст Мишель-Леви ) возникает, когда поляризованный белый свет проходит через образец с двойным лучепреломлением. Если образец имеет однородную толщину, то только одна конкретная длина волны будет соответствовать вышеуказанному условию, описанному выше, и будет перпендикулярна направлению анализатора. Это означает, что вместо полихроматического света, просматриваемого анализатором, будет удалена одна определенная длина волны. Эта информация может использоваться несколькими способами:

Если двулучепреломление известно, то можно определить толщину t образца.
Если толщина известна, то можно определить двулучепреломление образца.

Чем больше порядок разности оптических путей, тем более вероятно, что из спектра удаляется больше длин волн света. Это приводит к тому, что цвет кажется «размытым», и становится труднее определить свойства образца. Однако это происходит только тогда, когда образец относительно толстый по сравнению с длиной волны света.

Сравнение методов просвечивания, используемых для создания контраста в образце бумажные салфетки. 1,559 мкм / пиксель.
Освещение кроссполяризованным светом, контраст образца достигается за счет вращения поляризованный свет через образец.
Светлое поле освещение, контраст образца исходит от поглощение света в образце.
Темное поле освещение, контраст образца исходит от света разбросанный по образцу.
Фазовый контраст освещение, контраст образца исходит от вмешательство разной длины пути света через образец.