尼康顯微鏡光波與相差標本的相互作用

尼康顯微鏡光波與相差標本的相互作用

當遇到一個相位樣本，一個入射照明光的波陣面，根據(jù)該標本的幾何形狀，折射率，厚度變形。這種互動式教程探索了多種在波前形狀觀察到具有不同特性的標本照射光的平面梁的變形。

教程初始化與矩形標本（用深灰色框表示）出現(xiàn)在窗口中，并且具有1.50的任意折射率（近似的玻璃塊的折射率）。檢體是由較低折射率（1.30默認情況下）的一個介質包圍。一個連續(xù)系列的平面波前沖擊并穿過標本程序從窗口到右側的左手側。當每個波前穿過標本，它是根據(jù)標本的幾何形狀，折射率差，并且厚度變形和滯后（或高級）。

尼康顯微鏡為了操作的教程，使用滑塊，單選按鈕和下拉菜單來改變樣品和周圍介質參數(shù)誘導的變化與標本相互作用的波 陣面。該標本的寬度和標本高度滑塊控制這些幾何參數(shù)，并且可以用于產(chǎn)生簡單的線性變化到標本和相應的波前形狀。增加的寬度為具有比周圍的介質產(chǎn)生的波前穿過樣品的該部分的相位差的量較大的折射率高的標本。與此相反，同樣的動作用的標本具有較低的折射率比介質將前進波前。增加在平行于該波前的方向在一個較大的變形的標本結果的高度。

檢體和周圍介質之間的折射率比可以與被調節(jié)標本的RI：環(huán)繞RI滑塊。標本的折射率范圍為1.20?1.50，而周圍介質的折射率固定為1.30（近似緩沖食鹽水）。波陣面風格可切換的一對之間的單選按鈕平面波前 ，其具有尖銳的前緣，在強度逐漸減小，線性波前，用線表示。幾個樣品的幾何形狀，包括矩形，復雜和橢圓，可以使用被選擇的樣品形狀下拉菜單。

入射波前存在于光的照射光束變成在穿過相位樣本分成兩個分量。主要組分是一種undeviated（或非衍射; 第零階）平面波前 ，通常稱為一個環(huán)繞（S）波穿過并圍繞標本，但不與它進行交互。另外，偏斜或衍射的波陣面（在e 1/2波）也產(chǎn)生，它變?yōu)樯⑸湓趯挼膱A?。ㄔ谠S多不同的方向），與標本尺寸增大。

即散由非吸收性的，透明的相位標本的入射光被延遲的相位由四分之一波長相對于那些光波不直接與原子和分子，包括檢體進行交互。以類似于光通過介質傳播的方式，散射涉及光波與原子和光由該原子的后續(xù)重新發(fā)射的相互作用。當電磁波（諸如包含在入射光波）與原子或分子相互作用，電子被移位以擺動方式響應于該變化的電場的波。一種新的電磁波被重新發(fā)射的電子在一個方向上的*加速，然后在另一個。當電子在休息時，發(fā)射的字段是零。因此，所產(chǎn)生的電磁輻射成比例變化的電荷，電荷的加速度的速度的速率。因為在一個簡諧運動的加速度是速度背后四分之一波長，所發(fā)射的光波滯后入射波后面對應四分之一波長。

作為照射的波前通入一非吸收性介質，如在水中的薄玻璃板，在每個級別中的一些板的原子與入射光波和再發(fā)射的光，被延遲的相位由四分之一交互1/4波長。每個原子作為一個點光源，并且統(tǒng)稱為發(fā)射的波形成滯后，通過或圍繞在所述玻璃板的原子已經(jīng)通過入射波前后面四分之一波長的一個新的平面波。這個新延遲波前是低振幅和建設性與入射波前干擾，以產(chǎn)生是受一小部分（約二十分之一）的波長的阻礙，如示于圖1中所得的波陣面（a）中。由于相消干涉，側向散射基本上是零。凈結果是，在水中浸漬的薄玻璃板，在入射波前一個略微凸起的區(qū)域（參見圖1（b））。重述，波陣面的凸部分可以被視為入射波前（零階光），并且通過四分之一波長延遲了散射或衍射光的低振幅的波陣面的總和。作為該過程不斷重復（對于較厚的和不規(guī)則的標本）時，所得的波陣面是日益延遲相對于不通過樣品的波前。

平板玻璃板包含跨在兩個維度上大區(qū)域的原子無數(shù)位面。然而，該板（如大多數(shù)生物和材料樣品）中還包括具有原子數(shù)散射光延遲由四分之一波長相對于入射波前一個邊緣。在邊緣處產(chǎn)生的波傳播在所有方向上，但不會形成沿光軸或在事件發(fā)生的波陣面的方向傳播的平面波。光通過樣品的邊緣衍射由四分之一波長相對于零級入射照明一個阻礙，并且邊緣越厚，越此衍射光的強度。較厚的標本衍射更多的光比更薄的標本，但相位關系保持不變（延遲四分之一波長）。