显微讲堂 | 偏光显微镜原理

偏光比力显微成像入门

偏光显微镜通常使用于质料封建和地质学范畴，依据矿物的折射特性和颜色来识别矿物。在生物学中，偏光显微镜通常用于晶体等双折射布局的识别或成像，或用于植物细胞壁中纤维素和淀粉粒的成像。

双折射是偏光显微镜的紧张

双折射物体具有经过折射将单束光分红两束不同光的特性。双折射质料包含具有高度有序分子布局的质料，如方解石或氮化硼晶体。生物标本（如纤维素或淀粉）也具有双折射性。双折射与线性偏振光相团结，可用于显微镜察看，完成两束不同光源的干涉，从而产生颜色后果，如光环和布局发光。

偏光显微镜的对准和光束途径

平凡光学显微镜最少必要两个附加组件才干完成偏光显微镜察看。要检测双折射性，必需使用线偏振光照明。因此，必需在显微镜的光束途径中插进两个偏振滤光片。经过起偏器产生偏振光来照射试样，第二个偏振滤光片（称为检偏器）将检测到的光限定为折射光。

偏振滤光片必需互成 90° 角，才干到达所谓的 "全黑地点"。当偏振滤光片设置在这个地点时，没有光源会进入相机或目镜，图像将是暗的。设置为“全黑"是偏光显微镜的一个紧张步调，由于它可以确保仅有因试样而招致偏振面产生厘革的光源才是可见的。

图 1：偏振显微镜的原理：未偏振光由起偏器 1 举行偏振。经过起偏器 1 后，光源被聚光器聚焦到试样上。假如试样具有双折射或含有双折射布局，则局部光源的偏振面会歪曲 90°（草图中的红线表现）。试样的图像被物镜扩大后，打到起偏器 2 上。假如起偏器2 比起偏器 1 改动 90°（即所谓的 "暗地点"），则仅有经过双折射试样后偏振产生厘革的光才干抵达目镜或照相机，并被察看者看到。因此，仅有改动偏振光的布局才是可见的。

起偏器和检偏器

当光源经过第一个偏振滤光片时，会产生线性偏振光。假如线性偏振光在准确的偏振面上经过双折射质料，则会产生折射并分红两束光源，此中一局部光源的偏振面会旋转 90°。假如第二个偏振器（检偏器）对齐准确（即干系于第一个偏振滤光片成 90°），折射光源就会经过第二个偏振器（检偏器）。因此，仅有双折射质料才干在偏振光显微镜中产生图像。

图 2：太阳光或灯胆发射的光为非偏振光，即电磁波在一切朝向上都市产生振荡。假如非偏振光经过起偏器 1，就会产生具有明白偏振的光，在本例中为垂直偏振光。假如这束偏振光照射到起偏器 2 上，起偏器 2 旋转 90°，则没有光经过。因此，这两个起偏器处于所谓的 "暗地点"，由于颠末第二个起偏器后就再也看不到光了。

紧张的是，被检测的双折射质料的偏振轴与第一个偏振片产生的光处于同一偏振轴上。因此，很多偏光显微镜都装备了旋转平台，以确保物体的偏振面与第一偏振滤光片的偏振相貌相貌易对准。偏光显微镜的特别使用可使用种种附件。

贝特朗透镜可用于对物镜后孔聚焦的晶体图案举行圆锥察看。别的，延缓板或补偿器可用于对双折射试样举行定量分析。

偏光显微镜的使用

图 3：波罗的海琥珀中的苍蝇。固然琥珀是一种无定形物质，实际上具有光学各向同性，但在偏振光下可以察看到内里应变形成的树脂活动布局以及殽杂物形成的应变。偏振光和一阶赤色补偿器的使用使原本金黄的琥珀展现出浓厚的颜色。暗场和入射光（玻璃纤维）、交织偏振、一阶赤色补偿器、HDRI 色彩映射的组合。由瑞士伯尔尼瑞士宝石学会 Michael Hügi 提供。

图 4：钴，冷轧，贝拉哈刻蚀，偏光。微观布局外形的反省在质料封建和没效分析中起着决定性作用。在偏光显微镜下对刻蚀样品举行光学偏振，屡屡可以加强颜色比力度和特定的微观布局外形。由德国普福尔茨海姆大学的 Ursula Christian 提供。

图 5：用偏光显微镜拍摄的酒石酸晶体。酒石酸是一种天然存在的二元醛羧酸，主要存在于葡萄中。

图 6：用偏振显微镜拍摄的用巴克试剂蚀刻的铝（Al）合金图像。经过偏振光可以看到蚀刻后的铝合金晶粒。

干系产物

DM750P & DM2700P & DM4P