徠卡顯微鏡：微分干涉對比(DIC)

浮雕般的圖像與偏振光

未染色標(biāo)本往往顯得不起眼，在明顯微鏡的細(xì)節(jié)耗盡。但實(shí)際上它們與顯著的光發(fā)生相移，與人眼是不可檢測的。染色會導(dǎo)致幅移，通過光的強(qiáng)度的差異，但主要是這是唯一可能的死材料。DIC的顯微鏡是一種技術(shù)，它使用的光路長度和相移的梯度，以使在光學(xué)顯微鏡下可見的相位對象。以這種方式，可以觀察活細(xì)胞和生物具有足夠的對比度和分辨率。

圖片由DIC顯微鏡產(chǎn)生浮雕般的，似乎有一個(gè)陰影。他們有沒暈文物和比較厚的標(biāo)本，也可以成像光學(xué)切片的可能性。

在DIC的顯微鏡中，只有偏振光，用來照亮標(biāo)本。被分散成兩個(gè)不同的光線的偏振面正交的偏振光。這兩條光線極為接近對方。當(dāng)他們遇到不同的折射或散射在試樣會發(fā)生不同的相移。如果這些光線團(tuán)聚，他們會互相干擾。光現(xiàn)在是橢圓偏振光。這的偏振可以改成通過分析儀的振幅移位。以這種方式，可取得明顯的相移的波長之間的差異高達(dá)1/200波長（或什至1/1000波長使用相機(jī)上）和一個(gè)全波長。

圖 1A：Amobeba變形桿菌，DIC

圖 1B：Amobeba變形桿菌，明場

光波的振蕩

在非偏振光的光的波在其傳播的軸線在所有方向上擺動。然而，在直線偏振光的光，所有的光波的振蕩具有相同的角度的偏振面。圓偏振是另一種可能的形式的偏振。光波的振蕩如下圓形運(yùn)動，并具有穩(wěn)定的絕對值，而以恒定的角速度的方向變化。橢圓偏振光的混合物，線性和圓偏振光。

的裝置稱為偏振器可以通過將偏振光。一個(gè)類似的組件被稱為分析儀，如果它是用來確定的平面的振動。有吸收和分束器的偏振器。

圖 2：偏振光。組合物中的直線，圓或橢圓偏振波（黑色）的線性偏振光分量（紅色和灰色）

DIC顯微鏡的光路

在DIC顯微鏡，偏振光通過在聚光鏡前面的偏振片。該偏振光與垂直的兩個(gè)直線偏振光的偏振面被分成通過更好地了解作為一個(gè)Wollaston棱鏡的DIC棱鏡。Wollaston棱鏡中可以找到的平面中的聚光鏡。甲標(biāo)準(zhǔn)的渥拉斯頓棱鏡建立的雙折射材料制成的兩個(gè)楔形件膠合在一起的他們的基地，具有平行于光軸的外表面和彼此垂直的。

圖 3：在第一部分中的渥拉斯頓棱鏡45°偏振光被分離成兩個(gè)相互垂直的偏振光線與0°和90°（左），分別。隨后的第二部分改變他們的分散液，根據(jù)偏振（右）。通過聚光鏡后，這兩種光線成為平行。

偏振光通過這個(gè)棱鏡剪成兩個(gè)緊密間隔的波有不同角度的偏轉(zhuǎn)，普通和特殊波。他們有偏振垂直的平面，這兩個(gè)波的介質(zhì)的行為，就好像它有一個(gè)單一的有效折射率。的波陣面的剪切發(fā)生上面的的干涉平面，位于兩個(gè)棱鏡的折射率之間的交界處。光波在空間上分離的剪切角。它們的方向和它們之間的距離在整個(gè)棱鏡的所有匹配的光波是相同的。這兩個(gè)波之間的空間小于顯微鏡的分辨率極限。

因此，試樣被照亮間隔緊密的對光波進(jìn)入平行的橫向位移。如果這兩個(gè)光波與具有不同折射率的或不同的厚度的試樣份，將其光路長度的差異，因?yàn)樗鼈兊某霈F(xiàn)從檢體。的光路長度的光學(xué)路徑上的兩個(gè)點(diǎn)之間的折射率和厚度的商品。這是相關(guān)的渡越時(shí)間和光速。的光路長度的光的渡越時(shí)間，兩者之間的匹配光波發(fā)生的相移。

光波所走過的標(biāo)本后，他們一起帶回通過另一個(gè)沃拉斯頓棱鏡?，F(xiàn)在，他們互相干擾，形成橢圓偏振光。橢圓偏振光通過的分析儀。唯一的光具有不同的偏振面能夠通過，因此產(chǎn)生不同的振幅對于不同的光波。的相移變換成幅移，導(dǎo)致生成圖像中的不同的光強(qiáng)度。

現(xiàn)代DIC顯微鏡沃拉斯頓棱鏡經(jīng)常修改。其中一個(gè)例子是利用Nomarski棱鏡。它由兩個(gè)雙折射楔的很好，但只有一個(gè)楔子是相同的在Wollaston棱鏡中的一項(xiàng)。另一種修改的光軸被傾斜的位置。這會導(dǎo)致干涉平面位于棱鏡外。因此，棱鏡可以位于外的物鏡的開口面，并更容易使用。

在DIC的顯微鏡相鄰對象點(diǎn)的相移的差異的圖像形成。其中有一個(gè)在其折射指數(shù)梯度或它們的厚度試樣詳細(xì)信息的可視化。由于光束是偏振光垂直于彼此不同的圖像可以通過顯微鏡載物臺旋轉(zhuǎn)。

重要的是要記住不要用塑料DIC的顯微鏡，因?yàn)樵S多聚合物具有光去極化作用會破壞對比度。

圖 4：將來自光源的非偏振光通過偏振過濾器，并在45℃極化。通過渥拉斯頓棱鏡后，光被分離成正交偏振分量，一個(gè)與0°和90°偏振。其后的聚光鏡指示通過樣品的光。由兩個(gè)相干的平行光線不同極化的樣品被點(diǎn)亮?；旧?，這產(chǎn)生兩個(gè)略有偏移的明視場圖像的樣品，與0°和90°偏振光。由于不同的光的偏振，這些圖像不干擾。分離的光線遇到不同的光路長度，因?yàn)橛锌赡軙ι厦娴狞c(diǎn)，它們穿過樣品的厚度或折射率的差異。這將導(dǎo)致在一個(gè)射線的相移相比，其他。垂直偏振的光通過物鏡后，進(jìn)行重新組合，以在135℃極化。據(jù)中的光路長度的差異，現(xiàn)在兩條射線的干擾產(chǎn)生變亮或變暗，使得以其他方式幾乎不可見的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。最后，直接透射光，沒有遇到任何相移，135°方向（也叫分析儀）的偏光過濾器除去。

圖 5A：老鼠的Fibroplasts，DIC

圖 5B：Transdescantia，DIC

圖 5C：Microsterias，DIC

圖 6A-C：線蟲微分干涉對比（DIC）和沃拉斯頓棱鏡，不同的分割角度記錄