尼康显微镜在相差显微镜的光路

在相差显微镜的基本设计中Zui重要的参数是使得它们占据在物镜的后孔中的衍射平面的不同位置，以隔离新兴从试样的环绕和衍射的光波。 这种互动式的教程，通过相差显微镜探讨光通路和剖析入射电磁波进入环绕（S），衍射（D），和由此产生的（粒子; P）组成。

教程初始化用相差显微镜显示的光波从照明光源（ 灯泡 ）的中间像平面（ 图像平面 ）通过的光学元件的示意图。 为了操作的教程，使用相位板滑块明照明及正或负的相衬之间切换。作为相位板由滑块改变，环绕，衍射，以及所得颗粒的波之间的关系被示出。 所述光学元件不透明度滑块可以用于降低组分的不透明度，以帮助穿过虚拟显微镜海浪的可视化。

环绕（undeviated）光的振幅必须减小和相位提前或为了Zui大限度地在像平面上的检体和背景之间的差异在强度延迟（四分之一波长）。 该机制用于产生相对相位延迟是一个两步骤的过程中，与衍射波被延迟的相位由四分之一波长在试样，而环绕波前进（或滞后）的相位由位于或非常相位板邻近物镜后焦平面。 只有两个专门的配件都需要转换一个明场显微镜相衬观察。 一个特别设计的环形隔板，其匹配的直径和变光学共轭驻留在物镜后侧焦点面的内相板，被放置在聚光镜前焦平面。

聚光镜环形 （图1中示出）通常被构造为不透明平-黑色（光吸收）板用透明环状的环，其被定位在所述聚光镜的前焦面（孔），以使样品可通过照射散焦，平行光的波阵面从环形射出。在尼康显微镜聚光器图像中的环形隔板在无穷远，而物镜产生图像的后侧焦点面（其中一个共轭的相位板被定位，如下面讨论的）。 但是应当注意的是，许多文本描述的照明紧急从相差显微镜作为光的中空锥体用深色中心的聚光镜。 这个概念是用于描述的配置是有用的，但不是严格精确。 聚光镜环形或者取代或驻留靠近调节可变光阑在聚光镜的前孔。 当进行利用聚光镜与两个相位环形和孔径光圈相位对比实验中，检查以确保该可变光阑开口比相位环形的周边宽。 不像微分干涉对比和霍夫曼调制对比，相衬照明和探测的圆形几何形状使得试样的观察，没有取向依赖性工件。 相衬也不受偏振和双折射效应，这是一个主要优点观察组织培养细胞在塑料器皿生长时。

下科勒照明的条件下，围绕不与所述样品被聚焦为亮环的物镜（衍射面）的后侧焦点面相互作用的光波。 在这些条件下，物镜后侧焦点面是共轭到聚光镜前面的开口面，因此，非衍射（零级）的光波形成聚光环形带在物镜的后孔的亮图像（叠加的图像相位板）。 的球面波阵面由检体（对D波）衍射穿过在整个物镜后孔的不同位置的衍射面，用分配（数量和位置），根据数量，尺寸，和光的折射率差-scattering试样中的对象。 与此相反，环绕平面波前穿过物镜，其对应于所述聚光镜环的共轭物的一个更小的区域。 这两个波前不重叠到一个显著程度，并占据物镜后侧焦点面的不同部分。 因为在直接的，零级光和衍射光成为衍射面在空间上分开的，或者波成分（环绕，S或衍射，D）的相位可被选择性地操作，而不与其它干扰。

要注意，形成在所述物镜后焦平面的衍射图案是偏离和散射在相衬检体和所有其他形式的光学显微镜的所有空间频率的傅立叶变换是很重要的。 因此，在中间像平面和通过目镜（通过一个检测器或记录）中观察到的Zui终图像所产生的图像代表形成在物镜后焦平面与视点的衍射图案的逆傅立叶变换（浮在目镜前透镜以上）表示。 相差显微镜将这些光学共轭性的优点通过修改显微镜孔径函数引入的特定图像信息的空间过滤 ，以提高图像的对比度。 相位板（过滤器）中的物镜后方衍射面的引入使试样相变转化成可在Zui终图像中可以观察到的强度变化。

为了有选择地改变环绕（或undeviated）光穿过样品的相位和振幅， 相位板被安装在或靠近物镜后侧焦点面（参见图1）。 在一些相衬物镜，该薄相位片包含蚀刻到玻璃具有减小的厚度，以由1/4波长进行差分推进环绕（S）波的相位的环。 通常，该环也涂有部分吸收的金属膜由70-90％的，以减少环绕光振幅。 因为物镜后焦平面通常驻留在一个透镜元件的内部，其他相衬物镜是通过蚀刻的透镜是Zui接近于所述衍射面的表面制备。 不管物镜是如何制造的，要记住Zui重要的一点是，所有相衬物镜被修改，以包括相位环，该功能是从所有其他显微镜物镜缺席。