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新聞資訊

奧林巴斯顯微鏡,補償和相位差板簡介

2013-10-22  發布者:admin 

偏光顯微鏡揭示的存在和性質的各種各樣的材料,包括從礦物薄切片纖維和生物樣品的亞顯微結構圖案的一個有價值的工具。 在許多情況下,在這些試樣中的分子排序的特性的材料特性,但也可以被誘導為了在多個水平上的動態剪切,拉伸,濃度變化,溫度波動,和力場。 當有序狀態涉及結構各向異性,光的狀態通常也顯示各向異性效應偏振光觀測。 因此,光學各向異性的定量測量是有用的光學雙折射標本分析。

光學異向性與附件板被分成兩個主要類別:有一個固定的光程差補償器 ,它具有可變的光程長度的相位差板的偏光顯微鏡研究。 另外一個相位差板或補償偏振光顯微鏡產生一個高度精確的分析儀器,可以用來確定的的相對遲緩 (通常用希臘字母Γ象征)或正交波陣麵的光程差(稱為普通非凡的 )被引入到光學係統中,由試樣的雙折射。 的條款相對相位差,廣泛地使用在偏光顯微鏡和光程差(ΔOPD),正式定義為正交的波陣麵,以毫微米之間的相對相移,根據公式:

Δ=γ= T(N E - N O)

其中,t是指試樣的厚度(走過的光波通過試樣的物理距離),N(e)為所經曆的不平凡的波陣麵的折射率,N(O)是經曆了由普通的波陣麵的折射率。 方程的右側上的條款(折射率和厚度)統稱為試樣的雙折射。 從這種關係,很明顯,具有不同的厚度和折射率梯度的試樣可以顯示相同的光程差或相對相位差。 此外,如果雙折射或檢體的厚度是已知的,可以很容易地確定其它參數。

相位差板是由一個精確的厚度和光學各向異性的石英,雲母,石膏礦物地麵安裝兩個光學窗口之間,具有平坦的麵(平麵),其目的是為了引入一個固定的晶體通過正交波陣麵之間的相位差量的。 最近,一些製造商已經轉移的高度排列和拉伸的線性有機聚合物,以產生各向異性的相位差板中的應用。 補償器和相位差板有不同的各向異性板的厚度和光學性質,針對生產特定的光學路徑長度差或相互垂直的(正交的)平麵偏振光波斜地插入時,在交叉的偏振器之間的顯微鏡之間的相對相位差。 在大多數情況下,被限製的相位差材料的光軸的表麵平麵的各向異性板。 直線偏振光的入射光線的輸入板垂直於光軸的方向,並遵循相同的軌跡穿過板的正交分量被分離成。 然而,由於引入由各向異性相位差材料的折射率差,波陣麵中的一個移相(滯後)相對於另一方。 擺脫相位差板或補償的波陣麵是偏振光以線性方式或有不同程度的橢圓度,根據相對相位延遲的程度。

三種最常見的相位差板產生的整個波長範圍在530納米和570納米之間,二分之一波長(260-280納米),或四分之一波長(137-150納米)的光路長度的差異。 此外,一個可變的光學路徑長度也可以通過以下方式獲得,利用錐形的楔形設計,涵蓋了廣泛的波長(最多6個訂單或約3000納米)。 的相位差,通過相位差板產生的非等效正交的波陣麵的傳播的概念示於圖2。 甲波陣麵通過一個全波(一個波長)的相位差板(圖2(a))保持新興時,保留了相同的振動麵的線偏振光。 與此相反,在一個半波長板(圖2(c))的直線偏振光的平麵旋轉90度,而四分之一波長板(圖2(b))的直線偏振光轉換為圓偏振光(及副反之亦然)。 遲緩板推出小於四分之一波長相移產生橢圓偏振光。

全波板通常被稱為作為一個敏感的色彩一階紅板,因為它產生的幹涉色,具有類似的一階紅色(品紅)出現在米歇爾征收圖表中的顏色的色調。 年齡較大的一階補償,製備了裂解石膏,以適當的厚度,實現了一階的紅色,並且可能被標記的石膏板  紙麵石膏  兀的一個λ,Δ= 530 nm的相位差板框架殼體。 如果板起源於德國,它可能會被貼上我腐爛 。的第一階遲緩板是一個標準的配件,是經常用來確定雙折射樣品在偏光顯微鏡的光學符號(正或負)。

四分之一波長相位差板(有時也被稱為作為雲母板中的舊文獻)通常老式的石英或白雲母晶體夾在兩片玻璃之間的窗戶,在類似的方式,以一階相位差板。 根據不同的製造商,四分之一波長板可能被標記雲母  微光,1/4λ,Δ= 147納米  一階紅色和四分之一波長板通常安裝在滑動板通過補償器的插槽,並進入光學路徑的長矩形幀。 晚模型顯微鏡結合成一個單一的框架,有三個開口:一階紅盤,四分之一波長板,和一個中央開口,無一板塊沒有補償的線偏振光使用這些板塊。 此外,這些板材鏡架旋鈕在每年年底是大於槽尺寸,以確保板不能被丟棄,借用,或被盜。

相位差板的一個先進的階級,使運營商引入可變數量的相移,以抵消標本雙折射。 這些器件中,如上麵所討論的,被稱為補償器和安裝在一​​幀中,允許由一個可變數目的度的各向異性板的旋轉或傾斜。 石英楔子是補償器的最簡單的例子,利用不同的光路長度差,以提供相同的試件。 進入顯微鏡的光路中插入楔形,楔形的厚度增加,相位移變大。 另一個簡單而不失優雅,補償技術被稱為去Sénarmont方法,並采用了固定的四分之一波長板結合旋轉儀。 改變分析儀發送方位角使去Sénarmont補償歸零裝置被用來作為否定由試樣產生的相移,通過引入一種平等,但相反的,相移。 用於計算所需的補償器取消試樣的雙折射(生產消光)的旋轉角度的相對相位差或光程長度的試樣。

根據以前的知識試樣後,試樣雙折射,以確定是否有一個正或負的符號的相對相位差值可以被用來計算的厚度,或實際測量水平的雙折射(經曆由正交波陣麵的折射率差) 。 從這些觀察中,試樣的其他重要的特征可以被闡明,包括分子組織的幾何形狀和中央圖案。 例如,在分子結構中的球麵試樣的極化債券的切向或徑向方向,可確定適當的相位差板或補償器的應用。 不過,即使確定的幾何形狀和符號的雙折射相位差板是有用的,它是可變補償器,推動偏光顯微鏡進級定量分析工具。

配備了幾乎所有的研究水平偏振光顯微鏡物鏡轉換器和目標後焦平麵體管上麵的插槽中,但下麵的分析儀。此插槽的目的,是容納在一個特定的取向的偏振器和分析器透射軸的振動方向相對於補償器或相位差板。 原來,插槽為導向,其長軸指向東北 - 西南從目鏡中觀察到,但更近的顯微鏡有東南 - 西北方向改變。 舊顯微鏡,槽的尺寸為10×3毫米,但現在已經規模標準(DIN規格)20×6毫米。 當補償器和/或相位差板,覆蓋物沒有插入主體管,往往是嵌合,以防止灰塵進入顯微鏡通過槽。

使用補償和遲緩板時的一個主要考慮因素是確立方向的慢軸振動矢量。 按照慣例,這個方向是東北,西南,將被標記為慢,z',將γ,但也有可能是不會被顯示在框架上的任何地方的慢軸。 確定緩慢振動軸的相位差板或補償的簡便方法是采用板觀察雙折射晶體(如尿素)與公知的光在一個方向上的跡象晶體的長軸平行東北西南方向的相位差板。 如果有一個另外的光程差的相位差板被插入時(當顏色移動米歇爾征收規模),然後緩慢板的振動方向行進的長軸平行。 另外,如果是有區別的(減法)之間的光路,則相位差板的慢軸垂直於長軸的框架。

相位差板構成的特性和補償
板式 光程差 
(OPD -納米)
評語
Quarter Wavelength 137-140 灰色幹擾色調 
圓極化
One-Half Wavelength 260-290 旋轉線偏振光
Full Wave (First Order) 540-570 一階洋紅色的背景 
雙折射登錄測定
Quartz Wedge 0-3000 可變遲緩 
四到六個
Babinet 0-3000 雙床反對石英楔子
Berek 0-11,000 傾斜方解石板 
幾個可用的範圍
Bräce-Köhler 0-60 組合雲母挖起的 
幾個可用的範圍
de Sénarmont 0-540(570) 橢圓偏振 
旋轉儀
Elliptic 0-540(570) 垂直軸旋轉板
Ehringhaus 0-2800 雙旋轉石英板
Soleil 0-3000 孿生石英楔子
Wright 0-3000 組合石英楔子
表1

最常見的相位差板和補償器是四分之一波長,全波,和石英的楔形板。 表1中列出的其他補償來自不同製造商提供的,以及與他們的光程差的範圍和選擇留下。 ,賴特巴比涅,馬戲團楔補償標準石英楔子板的變化。 在石英楔子,的零讀數恰逢薄的楔形,磨板時,在製造過程中,經常會丟失。 為了克服這個困難,巴俾涅補償器設計用兩個石英楔重疊,並具有互相垂直的晶軸。 其結果是,在零階帶位於上麵的中心的楔形,在陰性和陽性的楔形件的路徑差異正是互相補償,以產生一個完整的波長範圍內的任一側。 與此相反,在萊特楔安裝在一個平行的補償板組成的石英或石膏,從而降低整個楔形的光程差等於平行板貢獻。

馬戲團補償器的改進形式,石英楔子和一對平行板組成的的貝比芮設計。 通過補償器引入的相位差的控製,通過改變楔的相對位移。 大括號科勒補償可以發現在弱雙折射有機標本和低應變眼鏡的中的非常小的相位差值的精確測量。 該deSénarmont和橢圓補償器利用橢圓偏振,通過采用一個旋轉分析儀(反Sénarmont)或石英板繞一垂直軸線(橢圓形)。 貝雷補償由方解石板是由一個校準的測微鼓輪,使精確的測量的相位差的裝置,繞水平軸傾斜於光軸切正常。 雙床石英板被取代的的方解石在Ehringhaus補償器,它工作在相似的方式的貝雷補償的。 該的貝雷,德Sénarmont,Ehringhaus補償纖維分析與偏光顯微鏡的標準工具。

補償器和相位差板,也常用於定性的應用程序,如控製的背景照明或提高對比度和可見性弱雙折射標本。 在一個適當的調整的偏光顯微鏡(當偏振器和分析器傳輸方位角是相隔正好90度)出現的背景很暗,幾乎完全的黑色,是非常薄的標本1,或有低水平的雙折射,往往模糊。 在許多情況下,在這些試樣中的可見度和對比度,可以顯著提高,如果一個小的補償量(5至10納米)引入一個補償器,以增加的背景強度。 補償器也可以被用來微調電平增加標本細節的可見度和對比度的目標(普通和特殊波)與正交波陣麵之間的相位移。 總之,雙折射標本,特別是那些顯示相位移非常低的水平,往往是成像出色的對比度,使用比單獨使用偏振片和分析器補償。



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