偏光顯微鏡的構造

偏光顯微鏡的構造

作偏光觀察時，一般使用專用的偏光顯微鏡（圖11．2），也可以在萬能顯微鏡上裝配用于偏光觀察的專用附件。與普通顯微鏡相比，偏光顯微鏡有以下幾個專用附件；

1．旋轉載物臺

在偏光顯微鏡個必須使用可以調中、并且邊緣刻有角度的放轉載物臺（圖6．7）。為了進行晶體方位角的測定和品體的鑒定，往往有必要認告個方向觀察被檢物體，為此現在已經出現了一種萬能旋轉載物臺（圖11．3）。它可以使標本在二維力向任意轉動，使用非常方便。

由于偏光顯微鏡多用于用落射光照明觀察不向厚度的巖石或金屬物體，因此載物臺的升降較為方便，而且粗調有較大的運動范圍。

2．起偏振器和檢偏振器

起偏扳器又稱為偏光器，它的作用是產生線性偏振光照明，一般安裝在集光器下。但這種形式的起偏振器不能充分利用集光器孔徑，因此現在一殷采用把尼科耳棱鏡和策光器合在一起的伯光集光器。當利用落射光照明時，把起侗振器插入光源與落射光照明器之間。

檢偏振器又稱為校光器，它一般被固定在顯微鏡筒內或在目鏡筒上端。在現代顯微鏡內往往安裝在鏡臺與雙目鏡筒之間，它能夠旋轉，并具有表示旋轉角度的刻度。

在用于定性的最簡單偏光顯微鎮中，往柞只有一個起偏振器，而檢偏振器大多數被鏡簡中的一個槽溝所代替。在專門設計的偏光顯微鏡中，起偏拔器往往裝在一個有刻度的框架上并能夠讀出旋轉角度。

起偏振器和檢偏振器在1950年以前都是使用昂貴的尼科耳棱鏡或Thompson棱鏡；而現在一般使用刀形起偏振器產生平面偏振光。這種效果是建立在能夠吸收O--光線并透址E--光線的二色性物質的基礎上的，這種二色性現象從屬于一定的波長。刀形起偏拉器可以同尼科耳棱鏡相比美，在較先進類型的偏光顯微鏡中它特別適用于定量工作。當然，偏扳光棱鏡仍然經常使用。

在偏光顯微鏡中如果起偏振器處于固定位置而檢偏振器可以旋轉（或兩者相反），且當起偏振器和檢偏振器的主平面平行時，在鏡筒上觀察視場變得非常明亮（亮度處于最大值）；如果旋轉檢偏振器使兩者之間的角度增大到90°，視場就完全變暗，也就是說在起偏振器和檢偏振器十字交叉的情況下（即所謂“十字棱鏡”），沒宵光線通過。如果把一個雙折射物體引入光路中的十字棱鏡之間，實際上在集光器和物鏡之間，則在這個物體的位置上可以通過變化的光量。對于任何各向異性的物質來說，當標本在物臺上旋轉時，物體像的亮度格從最大值到零有4次變化（團11．4）。當然這種物體不能從與光抽平行的方向觀察，因為在這種情況下它將變成一個各向同性的物質。

因此，當方位角（即離開偏振器光線的振動平面和兩個在物體中的特定方向之間的角度）是45°時，在保上就可以顯示最大的殼度；當方位角為0°時就會出現完全的黑暗。所以，當把具有各向異性物質的顯微鏡標本在物臺上旋轉，方位角從0°到45°進行連續轉動時將會出現不同的情況，它被觀察時，一條正常光線和一條異常光線以不同的速度通過，當成像時兩條光線重新結合，但是一條將落后于另一條。這種各向異性物體的相位延遲或相位差一般可以用符號廠表示，它與雙折射（Ne—No）有關，而（Ne—No）是隨著在特殊位量和厚度中的方位角所變化的，根據下面的公式；

Γ=（Ne—No）t

式中，Γ可以用nm表不，用設備齊全的俏振光顯微鏡可以非常準確地測量相位差。

此外，在檢偏振器振動平面—上發生的干涉會引起色彩干涉，這種被稱為色偏振光的現象在使用“白”光時很容易被觀察到。同時通過交叉檢偏振器的光的波長與在雙折射物體中產生的廠有關，因此色偏振可以被用于測量在物體中發生的相位延遲。當形成的色彩在最大強度的光被觀察到的位量（圖11．4中當物體旋轉超過360°時的4個位置）近行分解時，可以得到關于物體物理學特性的一些資料，然而生物學標本中的相位延遲列于產生色偏振往往是太小了。

當相位延遲大約在100nm時色彩干涉才能被服睛所察覺，直到大約550nm，每增加20一30nm就會引起干涉色彩上的質的變化。在廠值超過550nm時會重新發生第2級新的干涉色彩，并且在2×550nm時會觀察到第3級重復干涉色彩。隨著級別的增加色彩變化就逐漸減少，因為對于多于一種色彩的消光機會就會增加：從第7級就會出現“高級別的白光”。所有這些復雜的變化都可以用Michellevy色譜進行分析．因此當物體的厚度已知時，借助于25nm精確的一定色彩就可以談出雙折射的（Ne—No）的數值，由于對于大多數結品材料的（Ne—No））的值是已知的，于是用這種方法就可以鑒定一個物體中的共種品體物質。

3．補償器

在偏光顯微鏡個帛常使用補償器，這是一種增高或減低由物體產生的相位延遲的裝置。—般放入鏡簡的光路中，根據補償器的類型，相位的變化可以固定或變化。一種經常使用的簡單類型的補償器是1/4λ波板（圖11．5右），這是一個能給光程巾引1/4λ（140--150nm）雙折射的云母或石英板，它將帶來大約150nm的較高水平的干涉色彩。具有固定效果的另一種補償器是引起550nm延遲的第1級紅色板。還有一種可變補償器（圖11．5左），它是一塊在光路中的厚度可以被改變的石英楔。在這種裝置里兩個各向異性板的復合體相對地斜插在光鈾上，它的傾斜角與一定的相位差相適應。可變補償器在最良好的實驗中可以測定一個nm的十分之幾小的相位差。這種補償器也可以完全用于定性工作，例如尋找在具有微弱雙折射物體和背景之間的最適反差．或者確定例如在膠原蛋白纖維中存在的雙拆射的符號（＋或－）。

在偏光顯微鏡的鏡筒上，往往具有一些插入孔，用以插入起偏振器、校偏振器、補償器等裝置。作精細的偏光觀察時，要嚴格調節物鏡中心，因此一般使用橫插型的單個更換的物鏡，很少使用物鏡轉換器。