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相差顯微鏡的工作原理介紹

來源:上海繪統(tǒng)光學(xué)儀器廠   2011年12月22日 16:54  

       相差顯微鏡是荷蘭科學(xué)家Zernike于1935年發(fā)明的,用于觀察未染色標(biāo)本的顯微鏡。活細(xì)胞和未染色的生物標(biāo)本,因細(xì)胞各部細(xì)微結(jié)構(gòu)的折射率和厚度的不同,光波通過時,波長和振幅并不發(fā)生變化,僅相位發(fā)生變化(振幅差),這種振幅差人眼無法觀察。而相差顯微鏡通過改變這種相位差,并利用光的衍射和干涉現(xiàn)象,把相差變?yōu)檎穹顏碛^察活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本。相差顯微鏡和普通顯微鏡的區(qū)別是:用環(huán)狀光闌代替可變光闌, 用帶相板的物鏡代替普通物鏡,并帶有一個合軸用的望遠(yuǎn)鏡。
        相差顯微鏡利用物體不同結(jié)構(gòu)成分之間的折射率和厚度的差別,把通過物體不同部分的光程差轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹ü鈴姸龋┑牟顒e,經(jīng)過帶有環(huán)狀光闌的聚光鏡和帶有相位片的相差物鏡實現(xiàn)觀測的顯微鏡。主要用于觀察活細(xì)胞或不染色的組織切片,有時也可用于觀察缺少反差的染色樣品。   
        相差顯微鏡把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差,從而提高了各種結(jié)構(gòu)間的對比度,使各種結(jié)構(gòu)變得清晰可見。光線透過標(biāo)本后發(fā)生折射,偏離了原來的光路,同時被延遲了1/4λ(波長),如果再增加或減少1/4λ,則光程差變?yōu)?/2λ,兩束光合軸后干涉加強,振幅增大或減下,提高反差。在構(gòu)造上,相差顯微鏡有不同于普通光學(xué)顯微鏡4個特殊之處:   
1.環(huán)形光闌(annular diaphragm) 位于光源與聚光器之間,作用是使透過聚光器的光線形成空心光錐,焦聚到標(biāo)本上。   
2.相位板(annular phaseplate)在物鏡中加了涂有氟化鎂的相位板,可將直射光或衍射光的相位推遲1/4λ。分為兩種:   
(1)A+相板:將直射光推遲1/4λ,兩組光波合軸后光波相加,振幅加大,標(biāo)本結(jié)構(gòu)比周圍介質(zhì)更加變亮,形成亮反差(或稱負(fù)反差)。   
(2)B+相板:將衍射光推遲1/4λ,兩組光線合軸后光波相減,振幅變小,形成暗反差(或稱正反差),結(jié)構(gòu)比周圍介質(zhì)更加變暗。   
3.合軸調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡:用于調(diào)節(jié)環(huán)狀光闌的像與相板共軛面*吻合。

 


 

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