尼康相差顯微鏡的光路

在相差顯微鏡的基本設計中*重要的參數是使得它們占據在物鏡的后孔中的衍射平面的不同位置，以隔離新興從試樣的環繞和衍射的光波。 這種互動式的教程，通過相差顯微鏡探討光通路和剖析入射電磁波進入環繞（S），衍射（D），和由此產生的（粒子; P）組成。

教程初始化用相差顯微鏡顯示的光波從照明光源（ 燈泡 ）的中間像平面（ 圖像平面 ）通過的光學元件的示意圖。 為了操作的教程，使用相位板滑塊明照明及正或負的相襯之間切換。作為相位板由滑塊改變，環繞，衍射，以及所得顆粒的波之間的關系被示出。 所述光學元件不透明度滑塊可以用于降低組分的不透明度，以幫助穿過虛擬顯微鏡海浪的可視化。

環繞（undeviated）光的振幅必須減小和相位提前或為了*大限度地在像平面上的檢體和背景之間的差異在強度延遲（四分之一波長）。 該機制用于產生相對相位延遲是一個兩步驟的過程中，與衍射波被延遲的相位由四分之一波長在試樣，而環繞波前進（或滯后）的相位由位于或非常相位板鄰近物鏡后焦平面。 只有兩個專門的配件都需要轉換一個明場顯微鏡相襯觀察。 一個特別設計的環形隔板，其匹配的直徑和變光學共軛駐留在物鏡后側焦點面的內相板，被放置在聚光鏡前焦平面。

聚光鏡環形 （圖1中示出）通常被構造為不透明平-黑色（光吸收）板用透明環狀的環，其被定位在所述聚光鏡的前焦面（孔），以使樣品可通過照射散焦，平行光的波陣面從環形射出。在尼康顯微鏡聚光器圖像中的環形隔板在無窮遠，而物鏡產生圖像的后側焦點面（其中一個共軛的相位板被定位，如下面討論的）。 但是應當注意的是，許多文本描述的照明緊急從相差顯微鏡作為光的中空錐體用深色中心的聚光鏡。 這個概念是用于描述的配置是有用的，但不是嚴格精確。 聚光鏡環形或者取代或駐留靠近調節可變光闌在聚光鏡的前孔。 當進行利用聚光鏡與兩個相位環形和孔徑光圈相位對比實驗中，檢查以確保該可變光闌開口比相位環形的周邊寬。 不像微分干涉對比和霍夫曼調制對比，相襯照明和探測的圓形幾何形狀使得試樣的觀察，沒有取向依賴性工件。 相襯也不受偏振和雙折射效應，這是一個主要優點觀察組織培養細胞在塑料器皿生長時。

下科勒照明的條件下，圍繞不與所述樣品被聚焦為亮環的物鏡（衍射面）的后側焦點面相互作用的光波。 在這些條件下，物鏡后側焦點面是共軛到聚光鏡前面的開口面，因此，非衍射（零級）的光波形成聚光環形帶在物鏡的后孔的亮圖像（疊加的圖像相位板）。 的球面波陣面由檢體（對D波）衍射穿過在整個物鏡后孔的不同位置的衍射面，用分配（數量和位置），根據數量，尺寸，和光的折射率差-scattering試樣中的對象。 與此相反，環繞平面波前穿過物鏡，其對應于所述聚光鏡環的共軛物的一個更小的區域。 這兩個波前不重疊到一個顯著程度，并占據物鏡后側焦點面的不同部分。 因為在直接的，零級光和衍射光成為衍射面在空間上分開的，或者波成分（環繞，S或衍射，D）的相位可被選擇性地操作，而不與其它干擾。

要注意，形成在所述物鏡后焦平面的衍射圖案是偏離和散射在相襯檢體和所有其他形式的光學顯微鏡的所有空間頻率的傅立葉變換是很重要的。 因此，在中間像平面和通過目鏡（通過一個檢測器或記錄）中觀察到的*終圖像所產生的圖像代表形成在物鏡后焦平面與視點的衍射圖案的逆傅立葉變換（浮在目鏡前透鏡以上）表示。 相差顯微鏡將這些光學共軛性的優點通過修改顯微鏡孔徑函數引入的特定圖像信息的空間過濾 ，以提高圖像的對比度。 相位板（過濾器）中的物鏡后方衍射面的引入使試樣相變轉化成可在*終圖像中可以觀察到的強度變化。

為了有選擇地改變環繞（或undeviated）光穿過樣品的相位和振幅， 相位板被安裝在或靠近物鏡后側焦點面（參見圖1）。 在一些相襯物鏡，該薄相位片包含蝕刻到玻璃具有減小的厚度，以由1/4波長進行差分推進環繞（S）波的相位的環。 通常，該環也涂有部分吸收的金屬膜由70-90％的，以減少環繞光振幅。 因為物鏡后焦平面通常駐留在一個透鏡元件的內部，其他相襯物鏡是通過蝕刻的透鏡是*接近于所述衍射面的表面制備。 不管物鏡是如何制造的，要記住*重要的一點是，所有相襯物鏡被修改，以包括相位環，該功能是從所有其他顯微鏡物鏡缺席。