和你讲解偏光显微镜的一些小常识

发布日期：2019-07-15 作者：点击：

　　偏振显微镜在光学显微镜的光学系统中插入偏振镜和分析仪，以检测样品的各向异性和双折射。所述偏振器和偏振器均由偏振棱镜或nicol棱镜的偏振板构成。前者安装在光源与样品之间，后者安装在物镜与目镜之间或目镜上方。在生物样品中，肌肉纤维、骨骼和牙齿具有各向异性，淀粉颗粒、染色体和纺锤体具有双折射，因此被用于组织细胞的化学研究。光源优选为单波长光。由于生物样品的双折射比金相、岩石或晶体的双折射弱得多，干涉色有时被敏感极板引起的加减现象所利用。

　　PTF-150SZ型照相机式三目横流偏振显微镜

　　偏振光的基本知识

　　首先是自然光和偏振光

　　光是电磁波，属于横波（振动方向垂直于传播方向）。所有实际光源，如日光、烛光、荧光灯和钨丝灯，都称为自然光。这些光是大量原子和分子的总和。虽然一个原子或分子在某一时刻发出的电磁波的振动方向是相同的，但是每个原子和分子发出的振动方向是不同的。这种变化的频率非常快。因此，自然光是每个原子或分子发光的总和。电磁波在各个方向上的振动是相等的。

　　自然光通过窗户里的某些物质。电磁波经过反射、折射和吸收后，振动波被限制在一个方向，而在其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。这种光在一定的方向上振动，叫做偏振光。由偏振光的振动方向和光波的传播方向形成的平面称为振动面。

　　二是线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光

　　线性偏振光

　　线偏振光在同一平面上，因为光的振动方向不同，所以这种偏振光也称为平面偏振光。光的方向是一条直线，所以称为线偏振光或线偏振光。

　　2. 圆偏振光和椭圆偏振光

　　（1）光与晶体光轴的双折射

　　当一束光入射到各向异性晶体上时，它会分裂成两条向不同方向运动的线。这种现象叫做双折射。两束光都是偏振的。两束光中的一束总是服从光的折射定律，当改变入射方向时传播速度不变。这种光叫做普通光，用o表示；当入射光的方向改变时，另一种光不服从折射定律。同时，光的传播速度也发生了变化，光的折射率也发生了变化。这种光被称为不寻常光，用e表示。

　　在各向异性晶体中，有一些特殊的方向不发生双折射。普通射线和普通射线以相同的方向和传播速度传播。这些方向称为晶体，其光轴具有光轴。它被称为单轴晶体，而具有两个光轴的晶体被称为双轴晶体。对于双轴晶体，双折射后的两束光线都很轻。

　　（2）波的筹码

　　波晶圆被称为波板，可以用来改变或验证光的偏振。当自然光沿一轴的光轴入射时，不发生双折射。当入射光垂直于晶体光轴时产生的o光和e光仍然沿原入射方向传播时，传播速度和折射率不同，传播速度相差最大。如果在平行于单轴光轴方向上切割薄片，则晶圆表面与光轴保持平整，由此得到的晶圆称为波晶圆。当偏振光垂直于波板光轴入射时，在波板中形成偏振光。o光和e光传播方向相同，但传播速度不同。

　　如果波板较厚，是o和e射线波波长的整数倍，则波板称为全波板。等等，有半波板和四分之一波板等等。

　　（3）圆偏振光和椭圆偏振光的形成

　　一束自然光与垂直于单轴晶体光轴方向且彼此垂直的两个偏振光不相干。由于自然光是由光源中不同的分子和原子产生的，所以没有固定的相位差，所以不会发生干涉。但当一束单色偏振光通过双折射材料时，产生的两束偏振光是相干的。它等价于同一周期两个相互垂直的振动的合成。

　　当一束偏振光垂直于一轴的光轴入射时，产生两束偏振光（o光和e光）。由于o光和e光的相位差不同，将其合成为线偏振光，圆偏振光为椭圆偏振光。O光和e光的相位差是由晶圆中两束光的折射率和晶圆的厚度决定的。让没有和Ne的折射率o和e,分别和d是晶片的厚度，以及由此产生的相位差是Δφ。然后。改变晶圆片的厚度会产生不同相位差的o和e光。可以生成线性偏振光当Δφ甚至是π/ 2的倍数；圆偏振光可以当Δφ生成是一种奇怪的π/ 2的倍数；时，可以生成椭圆偏振光Δφ不是π/ 2的整数倍。将圆偏振光的振动端点沿光传播方向投影为圆，椭圆偏振光的振动端点沿光传播方向投影为椭圆。圆偏振光和椭圆偏振光在每个瞬间只有一个振动方向，所以它们仍然是偏振的。