【基础知识】光学显微镜的基本观察方式——DIC观察

微分干涉观察 Differential Interference Contrast,简称DIC)是一种特殊的光学对比技术,用于增强未染色生物标本或材料表面微小高度差异的可见性。这种观察方式特别适用于生命科学、半导体检测、材料科学以及其他需要高精度表面形貌测量的领域。

 

DIC显微镜的工作原理基于相干光的干涉现象。它利用偏振光和样品之间的厚度或折射率差异,将样品表面形貌的变化转化为光程差,进而通过干涉产生明暗对比。这种对比使得样品中的微小结构或高度差异以浮雕状的三维立体感呈现出来。

 

DIC显微镜中,关键的光学组件包括偏振器、一组沃拉斯顿棱镜DIC棱镜)和检偏器。偏振器将入射光转变为线性偏振光,DIC棱镜将此偏振光分解为两束偏振方向不同的光。这两束光在穿过样品后,由于样品的厚度或折射率差异,会产生光程差。DIC滑行器则用于合并这两束光,而检偏器则使它们发生干涉,从而产生明暗对比的图像。

 

其原理为非偏振光通过偏振滤光片,发生45°偏振在穿过沃拉斯顿棱镜后,光会被分成垂直的偏振分量,其中一个为0°偏振,另一个为90°偏振。随后,聚光镜会引导光线通过样品。样品由两个具有不同偏振角度的相干平行光线照射。这样基本上会产生两个略微偏移的明场样品图像,一个为0°偏振光图像,另一个为90°偏振光图像。由于光线的不同偏振角度,这些图像不会产生任何相长干涉或相消干涉。每条光线会穿过不同的光路长度,因为其穿过样品的位置可能存在厚度或折射率差异。最后的结果是,一条光线相对于另一条光线出现相移。通过物镜后,垂直偏振光线在135°位置重新聚合成一条偏振光线。根据光路长度的差异,两条光线的干涉现在会产生样本区域的增亮或变暗,使结构看起来在明场照明下几乎不可见。最后,135°偏振滤光器会将未发生任何相移的直接透射光滤除。

 

综上所诉其:

 

优点:

可以使被检物体产生三维立体感觉

观察效果具备高分辨率、高精度的优点;

需使用高NA值物镜,配合荧光观察效果更好

 

缺点:

需要光强高,

具有双折射性物质不能使用DIC观察,不能应用于塑料容器培养物的观察

镜检灵敏度有方向性,调节较复杂。


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