微分干涉显微镜(DIC显微镜)是一种基于光学干涉原理的显微镜技术,它通过将样品中的微小结构和细节以高对比度、立体感的方式呈现,广泛应用于生物显微学、材料科学、半导体工业等领域。
DIC 显微镜利用偏振光,通过四个特殊的光学组件实现成像,分别是偏振器、DIC 棱镜、DIC 滑行器和检偏器。偏振器使光线发生线性偏振,DIC 棱镜将一束光分解成偏振方向不同的两束光,这两束光穿过标本相邻区域后,由于标本厚度和折射率不同,会产生光程差。DIC 滑行器把两束光波合并成一束,后光束穿过检偏器,检偏器将两束垂直的光波组合成具有相同偏振面的两束光,使二者发生干涉,光程差决定透光多少,从而在灰色背景上呈现出标本结构的亮暗差。
DIC显微镜利用光的干涉现象,通过以下步骤实现高对比度成像:
偏振光分裂:一束来自光源的偏振光被诺马斯基棱镜(或沃拉斯顿棱镜)分成两束垂直偏振的光束(0°和90°偏振)。
样品相互作用:两束光以微小横向位移(剪切角)通过样品,由于样品厚度或折射率的差异,光程差发生变化。
光束重组与干涉:两束光通过另一棱镜重新聚合,形成椭圆形偏振光。当它们通过检偏器(分析仪)时,相位差导致光强变化,形成明暗对比的图像。
立体感增强:通过调节DIC滑行器改变光程差,可使样本的细微结构呈现正或负的投影形象(一侧亮、一侧暗),形成类似浮雕的三维立体效果。
操作注意事项
避免塑料器皿:塑料对光具有去偏振作用,会扭曲对比度,影响成像效果。
调节光程差:通过DIC滑行器或λ/4波片调整对比度,优化图像质量。
防震设计:使用高刚性主体和防霉处理,保护镜头,延长仪器寿命。