顯微鏡：偏光觀察法

偏光觀察法（Pol.）主要用來研究各向異性材料的一些特性。偏光顯微鏡與生物顯微鏡的主要區(qū)別在于具有偏振元件、波片、補(bǔ)償器及勃氏鏡等特殊組件。
A> 偏振元件：
自然光通過某個(gè)光學(xué)元件后轉(zhuǎn)換成某種形式的偏振光，這種元件稱為偏振元件。更確切的說，應(yīng)稱為起偏振器。常用的起偏振器可用來使自然光轉(zhuǎn)換成直線偏振光。它們是利用反射與折射，雙折射
和二向色性（或稱選擇吸收）的原理制成的。
利用反射與折射產(chǎn)生偏振光的元件由玻璃片堆組成；利用雙折射產(chǎn)生偏光的元件由兩塊晶軸方向不同的晶體棱鏡膠合而成。這兩種方法制造成本比較高。
*常用的則是利用二向色性材料產(chǎn)生偏振光。例如：把一片清潔的聚乙烯醇薄膜浸在碘溶液里，在較高的溫度下拉伸，取出后烘干制成偏振薄膜，把其膠合在兩塊平行度都較好的薄玻璃中，就成為了一塊偏振片。

下圖形象地表示了自然光轉(zhuǎn)換成直線偏振光的示意圖：

同樣的偏振片所處的位置不同名稱也不同，如處于聚光鏡前面的稱為起偏振片，用來產(chǎn)生偏振光。位于物鏡和目鏡之間的稱為驗(yàn)偏振片，用于分析偏振光。

B> 雙折射

各向異性材料，如：晶體，它們都具有雙折射性能。光線射入的晶體，除了同晶體的晶軸（常稱為光軸）同方向的光線不發(fā)生雙折射外，其余方向的光線均產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。

如左圖：一根光線垂直射向晶體表面進(jìn)入晶體后分成兩根光線其中一根光線方向不變，垂直晶體另一表面射出，稱O 光；另一根光線在晶體*表面就發(fā)生折射，然后仍垂直晶體另一表面射出，稱為e 光。這就是雙折射。
同樣，入射光線傾斜入射晶體，也會產(chǎn)生雙折射。
常常將O 光，e 光的折射率差（n0-ne）作為雙折射的光量量度。若晶體厚度為d， 則（n0-ne）d＝Δ，Δ 稱為光程差。

左圖為偏光顯微鏡的原理圖：
圖中：
1．起偏振片 2. 聚光鏡 3. 標(biāo)本 4．物鏡 5. 驗(yàn)偏振片 6. 目鏡
自然光經(jīng)起偏振片后以直線偏振光射向聚光鏡并照明標(biāo)本。
若此標(biāo)本是各向異性的物體，那么每根偏振光經(jīng)過標(biāo)本后就會產(chǎn)生雙折射而變成兩根光線，它們再經(jīng)物鏡及驗(yàn)偏振片后干涉成像。如果這個(gè)標(biāo)本不是單一的各向異性物體，那么標(biāo)本各部位具有不同的光程差，于是干涉像各處呈現(xiàn)不同的干涉色。

由干涉色可推知光程差，若晶體厚度已知的話，則進(jìn)一步推算出雙折射（n0-ne），于是可以確定標(biāo)本是什么材料。
起偏振片與驗(yàn)偏振片的透射軸常?；?0o 放置（正交），如果標(biāo)本是各向同性材料，則視場中漆黑一片。如果標(biāo)本是各向異性材料，那么視場將會變亮，轉(zhuǎn)動其中一個(gè)偏振片，使之再次變暗，從轉(zhuǎn)動角度可以推知標(biāo)本屬于何種旋光特性材料。

C> 波片：
波片是使光波經(jīng)過它們后能對兩個(gè)相互垂直方向的振動增加一個(gè)固定的位相差。位相差為1/4λ 稱為1/4 波片，位相差為1/2λ 稱為1/2 波片，位相差為λ 稱為全波片。
這些組件中常常標(biāo)志出快軸的方向。所謂快軸是指光波沿著快軸傳播得快，因此該方向的折射率*低。與快軸互為垂直的是慢軸，該方向的折射率*高。

1) 1/4 波片
1/4 波片常把直線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光。當(dāng)入射的直線偏振光振動的方向與波片的快軸成45 度時(shí)，轉(zhuǎn)換成圓偏振光。其余角度為橢圓偏振光。見下圖，

2) 1/2 波片
1/2 波片是使直線偏振光的振動方向改變。例如，當(dāng)直線偏振光的振動方向與1/2 波片的快軸為90度時(shí)，則位相差改變?yōu)?80 度，振動方向轉(zhuǎn)動了90 度。見下圖：

3) 全波片
在生物標(biāo)本中，有時(shí)雙折射很弱，干涉色常處于黑與灰黑之間，不足以區(qū)分。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)光程差在0.5—0.6 微米之間，干涉色變化*靈敏，這種場合下，可插入全波片，讓其附加0.56 微米的光程差，使干涉色艷麗地呈現(xiàn)出來。

4) 補(bǔ)償器：
補(bǔ)償器與波片的區(qū)別是前者相位差能連續(xù)可變，后者則是固定不變。補(bǔ)償器可用兩個(gè)光軸平行的石英楔和一個(gè)與石英楔光軸垂直的石英平板組成。利用測微鼓輪可以移動一個(gè)石英楔，由此改變位相差。

D> 勃氏鏡：
勃氏鏡是將物鏡的后焦面成像在目鏡的焦平面上，供目視觀察物鏡后焦面的干涉圖樣。它設(shè)計(jì)成根據(jù)需要可以方便地移入光路中或移出光路。
偏光顯微鏡除了具備上述特殊組件外，對生物顯微鏡中原有的光學(xué)組件還有特殊要求。

E> 物鏡：
物鏡是由許多各向同性的光學(xué)玻璃組成。如果這些玻璃存在內(nèi)應(yīng)力，或者有外界施加的機(jī)械力（如包邊，膠合等），就會產(chǎn)生雙折射，（應(yīng)力）。破壞了正交的偏振狀態(tài)，所以，物鏡必須消除應(yīng)力，物鏡外轂上刻有Pol 標(biāo)記以示區(qū)別。

F> 聚光鏡：
與物鏡一樣，必須消除應(yīng)力。

G> 工作臺：
使用時(shí)，由于物體常需繞物鏡光軸旋轉(zhuǎn)，因此采用圓工作臺，其四周帶有360 度等分的精確刻度，格值為1 度，還帶有游標(biāo)讀數(shù)，以提高讀數(shù)的精度。
旋轉(zhuǎn)時(shí)，物體必須仍在目視視野中，工作臺的旋轉(zhuǎn)中心跳動量必須在3—5 微米內(nèi)。
有時(shí)為了精確計(jì)算出光程差，物體的移動量必須高精度地控制。因此，對X.Y 向移動的精度須有定量指示。

H> 轉(zhuǎn)換器：
物體應(yīng)位于物鏡的光軸上，這樣才能保證物體移動時(shí)不會越出視場。因此轉(zhuǎn)換器孔的中心必須可調(diào)，

I> 雙目鏡筒：
—對于鉸鏈?zhǔn)诫p目鏡筒其分光膜必須具有消偏振特性，這樣才能保證改變瞳距時(shí)，左右鏡筒中的圖像的顏色和亮度不變。
—目鏡管帶有連動機(jī)構(gòu)及限位裝置，改變瞳距時(shí)確保目鏡分劃板的水平線位置不變。

J> 目鏡：
—帶有十字分劃板，視度可調(diào)。
—帶有固定十字分劃板水平線的限位機(jī)構(gòu)。