什么是偏振光顯微鏡？
原創(chuàng)birefringencethorlabs索雷博
偏振光顯微鏡(polarized light microscopy, plm)也叫做巖相顯微鏡，zui 初 在地質學中用于礦物分析。當雙折射材料與偏振光相互作用時，一些有序的內部結構能夠由此顯現。
使用偏振反射照明采集的日光石圖像
plm是標準復合顯微鏡的變體，主要區(qū)別在于兩個正交偏振器。di一個叫做起偏器(polarizer)，用于產生偏振光，第二個叫做檢偏器(analyzer)，用于檢驗偏振光。如果光路中沒有樣品或樣品為各向同性材料，所有光都將被阻擋，視場 wan全 變暗。為了看到圖像，樣品需要改變光的偏振方向，使之能通過檢偏器，而雙折射材料就具備這種性質。
▎光學術語翻譯探討：雖然double refraction和birefringence都翻作雙折射，但前者表示光產生兩個折射的行為，而后者表示材料的光學性質，即不同偏振和傳播方向的折射率有差異。換言之，birefringence性質是光表現出double refraction行為的原因。▎
通過雙折射樣品時，e光和o光產生相對延遲：
兩個偏振分量在檢偏器重新合束時將發(fā)生干涉并顯示不同的干涉色，但注意這不是樣品本身的顏色。根據公式可知，雙折射率之差和厚度(t)共同決定相對延遲，因此也決定產生的干涉色。因為e光和o光在不同的平面內振蕩，所以顏色不是通過簡單的相長或相消干涉產生的。
如下圖所示，光通過樣品后的偏振方向以及通過檢偏器的強度都與相對延遲有關。當相對延遲為半波時透射強度 zui高，在兩個端點的0和全波延遲時 zui 低。因此偏振光顯微鏡測量要考慮三個因素：樣品雙折射、樣品厚度和正交偏振片的方位。
對于白光照明，如果延遲等于某種顏色的波長，那么相應的光將被消除，留下與之互補的干涉色。當延遲為零時，所有顏色都被消除。隨著延遲增加，達到 zui 短 的紫光波長時紫光被消除，干涉色就是紫光的互補顏色，即黃色。延遲達到藍光波長時，藍光被消除，干涉色變成橙色。延遲繼續(xù)增加到綠、黃、橙、紅光波長時，相應的互補干涉色為紅、紫、藍、綠。
干涉色 zui常用的分析工具是michel-levy比色圖。根據顏色和一個變量(厚度或雙折射)，跟隨對角線就能確定另一個變量；通常是根據已知厚度確定雙折射。下面的網頁中有一個交互式教程。從截圖可看出，zui 左 邊區(qū)域是灰色或白色的，這對應于 zui 小 的延遲。一階顏色是 zui強的，向右逐漸變弱，在五六階時變成暗淡的黃色和粉色。
對于樣品很薄因此延遲很小的情況，可見光范圍內 mei 有 ren 何 波長會被 wan全阻擋，而缺乏特征色可能限制偏振光顯微鏡的分析能力。雖然更厚的樣品能增強色彩和對比度，但在顯微鏡應用中這種方法不 yi 定 可行。
另一種方法是在樣品和檢偏器之間加一個補償器，提供恒定、已知的延遲量。四分之一,波片產生λ/4延遲，半波片產生λ/2，而全波片產生λ延遲。加入全波片后，正交偏振片下的視場將從幾乎全暗變成洋紅色。
這是因為可見光譜中點約為550 nm，全波片在這個波長引入λ延遲，因此中間范圍的光被檢偏器阻擋，而其它波長有不同的延遲而變成橢圓偏振，因此到達目鏡的光就是白光減去中間的綠光帶，形成洋紅色背景光。將雙折射樣品放進光路后，整體的延遲效應因為全波片而增強。
soleil-babinet連續(xù)可調補償器
==========geng好 用的plm分割線==========
thorlabs zui,新推出cerna®雙折射成像顯微鏡，可用于測量晶體和液晶器件等平面樣品的延遲和快軸方向，也可用于觀察細胞。相比標準的偏振光顯微鏡，模塊化cerna雙折射成像顯微鏡不僅更便于系統(tǒng)擴展，而且利用液晶模塊 jing 確、穩(wěn)定地控制偏振并記錄強度圖像，快速完成高分辨率測量。
型號
cm501
cm502
光源波長
632.8 ± 1 nm
延遲測量范圍
標準模式：0~316 nm
低延遲模式：0~100 nm
延遲測量精度
標準模式：±10 nm低延遲模式：±1 nm
方位角測量范圍
±90°
方位角測量精度
標準模式：±3°低延遲模式：±1°
測量時間
<20 s
視場
0.84 mm x 0.71 mm
分辨率
1.055 μm
以上規(guī)格基于10倍物鏡的標準配置。
標準plm由于需要旋轉樣品或偏振片而使測量比較耗時，而cerna®雙折射成像顯微鏡則無需旋轉樣品。它通過液晶模塊設定幾種不同的線偏振或圓偏振照明光，依次經過樣品、物鏡、圓偏振檢偏器和套筒透鏡后，使用單色相機記錄每種偏振下的強度圖像。
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