使用交叉偏振镜在 Leica 显微镜下拍摄的马尿酸球状晶体,显示所谓的马耳他十字。

偏振光显微镜指南

增强对比度并揭示光学各向异性双折射材料结构细节的强大技术

使用交叉偏振镜在 Leica 显微镜下拍摄的马尿酸球状晶体,显示所谓的马耳他十字。 Spherulitic_crystals_of_hippuric_acid_with_crossed_polarizers.jpg

偏振光(POL)显微镜,又称偏振显微镜,用于材料、地球和生命科学领域,以及工业质量控制和研发(R&D)。它可以根据材料、矿物和亚细胞结构的光学各向异性和双折射特性对其进行识别。通过检查结构、颜色、双折射和其他光学特性,可以获得有关样品的更多信息。

偏振光 (POL) 显微镜如何工作?

POL 显微镜需要光学各向异性的样品或试样,如双折射材料。在这些材料中,折射率并不均匀,而是取决于光线穿过材料的方向。当样品具有双折射特性时,穿过它的一束非偏振光会因折射率的不同而被分成两束或更多束。双折射材料的例子包括方解石、氮化硼、纤维素、淀粉、有夹杂物或受力的玻璃或受力的聚合物。偏振光显微镜图像往往会显示突出双折射结构的色彩效果。

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偏振光 (POL) 显微镜

大多数人在使用显微镜成像时都会使用明视野照明。遗憾的是,它通常只能提供许多样本和标本的低对比度图像,几乎无法分辨细节。对于生命科学标本,可以使用选择性染色剂来增强明视野对比度,但它们可能对活细胞有毒。折射率取决于介质中的光速,双折射、光学各向异性材料的折射率取决于光在其中传播的方向。偏振光可用于显微镜观察双折射材料中的色彩效果和结构亮点。偏振光显微镜的应用实例包括岩石学、矿物学、材料结构表征、石棉分析、煤炭分析、玻璃、塑料、纺织品、纤维和电子显示器的质量控制,以及亚细胞结构分析,如植物细胞壁中的纤维素和淀粉粒。

如何设置偏振光 (POL) 显微镜?

在 POL 显微镜的设置中,来自照明光源的非偏振光由第一偏振片偏振。然后,现在的偏振光通过聚光透镜聚焦到样品上。如果样品具有双折射或包含双折射结构,则部分光线的偏振面将旋转 90°。样品的图像经物镜放大后进入第二偏振片。如果该偏振片与第一偏振片相比扭曲了 90°,则只有通过样品后偏振发生变化的光才能到达目镜或照相机传感器,并被观察者看到。不改变偏振光的样品结构是不可见的。有关偏振显微镜的更多信息,请参阅本文。

为了避免混淆,有必要指出 DIC(微分干涉对比)显微镜也使用偏振镜。不过,DIC 还需要棱镜。有关 DIC 显微镜的更多信息,请参阅下面的相关文章。

偏振光 (POL) 显微镜的应用

在材料和地球科学领域,POL 显微镜通常用于根据矿物、岩石、晶体、石棉和煤炭等具有双折射结构的样品的折射特性和颜色对其进行鉴定。在生物学方面,POL 显微镜可用于识别植物细胞壁中的纤维素和淀粉粒。POL 显微镜还可用于玻璃和陶瓷、塑料和聚合物、纺织品和纤维以及电子显示器等各行各业的质量控制 (QC)。

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常见问题 偏振光 (POL) 显微镜

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