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偏光顯微鏡簡介

來源：技術文章更新時間：2013-03-29 瀏覽：1988次

　　　 偏光顯微鏡
　　　偏光顯微鏡（Polarizingmicroscope）是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡。凡具有雙折射的物質，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質也可用染色法來進行觀察，但有些則不可能，而必須利用偏光顯微鏡。反射偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質進行研究鑒定的*儀器，可供廣大用戶做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐光觀察。
偏光顯微鏡主要特點
　　　將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射（各向同性）或雙折射性（各向異性）。雙折射性是晶體的基本特性。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、化學等領域，在生物學和植物學也有應用。
　　　偏光顯微是鑒定物質細微結構光學性質的一種顯微鏡。凡具有雙折射性的物質，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質也可用染色法來進行觀察，但有些則不可能，而必須利用偏光顯微鏡。
　　　偏光顯微鏡的特點，就是將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射性（各向同性）或雙折射性（各向異性）。
　　　雙折射性是晶體的基本特征。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、高分子、纖維、玻璃、半導體、化學等領域。在生物學中，很多結構也具有雙折射性，這就需要利用偏光顯微鏡加以區分。在植物學方面，如鑒別纖維、染色體、紡錘絲、淀粉粒、細胞壁以及細胞質與組織中是否含有晶體等。在植物病理上，病菌的入侵，常引起組織內化學性質的改變，可以偏光顯微術進行鑒別。
偏光顯微鏡基本原理
　　　（一）單折射性與雙折射性：光線通過某一物質時，如光的性質和進路不因照射方向而改變，這種物質在光學上就具有“各向同性”，又稱單折射體，如普通氣體、液體以及非結晶性固體；若光線通過另一物質時，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，這種物質在光學上則具有“各向異性”，又稱雙折射體，如晶體、纖維等。（二）光的偏振現象：光波根據振動的特點，可分為自然光與偏振光。自然光的振動特點是在垂直光波傳導軸上具有許多振動面，各平面上振動的振幅分布相同；自然光經過反射、折射、雙折射及吸收等作用，可得到只在一個方向上振動的光波，這種光波則稱為“偏光”或“偏振光”。（三）偏光的產生及其作用：偏光顯微鏡zui重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。過去兩者均為尼科爾（Nicola）棱鏡組成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶體體積較大的限制，難以取得較大面積的偏振，近來偏光顯微鏡則采用人造偏振鏡來代替尼科爾梭鏡。人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶體制作而成，呈綠橄欖色。當普通光通過它后，就能獲得只在一直線上振動的直線偏振光。偏光顯微鏡有兩個偏振鏡，一個裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”；另一個裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡”，有手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作，其上有旋轉角的刻度。從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時，如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行，即處于“平行檢偏立”的情況下，則視場zui為明亮。反之，若兩者互相垂直，即處于“正交校偏位”的情況下，則視場*黑暗，如果兩者傾斜，則視場表明出中等程度的亮度。由此可知，起偏鏡所形成的直線偏振光，如其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行，則能*通過；如果偏斜，則只以通過一部分；如若垂直，則*不能通過。因此，在采用偏光顯微鏡檢時，原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處于正交檢偏位的狀態下進行。
　　　（四）正交檢偏位下的雙折射體：在正交的情況下，視場是黑暗的，如果被檢物體在光學上表現為各向同性（單折射體），無論怎樣旋轉載物臺，視場仍為黑暗，這是因為起偏鏡所形成的線偏振光的振動方向不發生變化，仍然與檢偏鏡的振動方向互相垂直的緣故。若被檢物體具有雙折射特性或含有具雙折射特性的物質，則具雙折射特性的地方視場變亮，這是因為從起偏鏡射出的直線偏振光進入雙折射體后，產生振動方向不同的兩種直線偏振光，當這兩種光通過檢偏鏡時，由于另一束光并不與檢偏鏡偏振方向正交，可透過檢偏鏡，就能使人眼看到明亮的象。光線通過雙折射體時，所形成兩種偏振光的振動方向，依物體的種類而有不同。
　　　雙折射體在正交情況下，旋轉載物臺時，雙折射體的象在360°的旋轉中有四次明暗變化，每隔90°變暗一次。變暗的位置是雙折射體的兩個振動方向與兩個偏振鏡的振動方向相一致的位置，稱為“消光位置”從消光位置旋轉45°，被檢物體變為zui亮，這就是“對角位置”，這是因為偏離45°時，偏振光到達該物體時，分解出部分光線可以通過檢偏鏡，故而明亮。根據上述基本原理，利用偏光顯微術就可能判斷各向同性（單折射體）和各向異性（雙折射體）物質。
　　　（五）干涉色：在正交檢偏位情況下，用各種不同波長的混合光線為光源觀察雙折射體，在旋轉載物臺時，視場中不僅出現zui亮的對角位置，而且還會看到顏色。出現顏色的原因，主要是由干涉色而造成（當然也可能被檢物體本身并非無色透明）。干涉色的分布特點決定于雙折射體的種類和它的厚度，是由于相應推遲對不同顏色光的波長的依賴關系，如果被檢物體的某個區域的推遲和另一區域的推遲不同，則透過檢偏鏡光的顏色也就不同。
偏光顯微鏡技術參數
　　　光學系統：ICCS光學系統鏡體：FEM設計ACR編碼
　　　1、物鏡：5X、10X、20X、50X 可選1.25X、2.5X、100X
　　　2、目鏡：10X/23
　　　3、物鏡轉盤：6孔對中物鏡轉盤
　　　4、觀察方式：透射光：明場、單偏光、正交偏光、錐光
　　　反射光：明場、暗場、單偏光、正交偏光、熒光、微分干涉
　　　5、數字化圖像分析工作站：計算機、打印機、數字攝像頭、軟件
　　　6、可配冷熱臺
　　　7、可配顯微分光光度計（測量反射率）
偏光顯微鏡裝置要求
　　　1、光源
　　　采用單色光，因為光的速度，折射率，和干涉現象由于波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光。
　　　2.物鏡：應使用無應消色差物鏡，因復消色差和半復消色差物鏡本身常發生偏振光。
　　　3、目鏡
　　　要帶有十字線的目鏡。
　　　4、聚光鏡
　　　為了取得平行偏光，應使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡。
　　　5、伯特蘭透鏡
　　　聚光鏡光路中的輔助部件，這是把物體所有造成的初級相放大為次級相的輔助透鏡。它可保證用目鏡來觀察在物鏡后焦平面中形成的平涉圖樣。
偏光顯微鏡檢術要求
　　　1、載物臺的中心與光軸同軸。
　　　2、起偏鏡和檢偏鏡應處于正交位置。
　　　3、制片不宜過薄。
偏光顯微鏡校正偏振片
　　　在實際操作中，偏正顯微鏡上下偏振鏡的振動方向要互相正交，或東西和南北方向，各自與目鏡十字絲的橫、縱方向一致。有時只用一個下偏振鏡來觀測，必須確定下偏振鏡的振動方向，因此操作時必須對偏振鏡進行校正。
　　　1、目鏡十字絲的檢測
　　　一般要檢查目鏡十字絲是否正交，以及是否與上下偏振鏡振動方向一致，同時選一塊解理和清晰的黑云母，移至目鏡十字絲的中心，將解理縫平行于十字絲的一根絲，記下載物臺的刻度數，再轉動載物臺使解理縫平行于另一十字絲，記下載物臺的刻度數，兩個刻度數之差為90°，說明十字絲正交。
　　　2、下偏振鏡振動方向的確定和校正
　　　一般用黑云母來檢查下偏振鏡的振動方向，這是因為黑云母是一種分布廣泛的透明礦物，在單偏光下很有特征：首先找一塊解理和清晰的黑云母，移至目鏡十字絲中心，推出上偏光鏡，轉動載物臺一周，觀察黑云母顏色的變化，因為黑云母對解理方向的振動光吸收zui強，所以使黑云母顏色達到zui深時，解理縫的方向就是下偏光鏡的振動方向。
　　　3、上下偏振鏡正交的校正
　　　下偏振鏡的方向校正好之后，取下薄片，推入上偏振鏡，觀察視域是否處于消光狀態，如果全黑，則表明上下偏光的振動方向互相正交，否則，上偏振鏡須進行校正，即轉動上偏振鏡，使視域達到zui暗為止。轉動時必須先松開上偏振鏡的止動螺絲，校正好后再擰緊。
偏光顯微鏡日常維護、保養及注意事項
　　　為保證系統的使用壽命及可靠性，注意以下事項：　
　　　1.試驗室應具備三防條件：防震（遠離震源）、防潮（使用空調、干燥器）、防塵（地面鋪上地板）；電源：220V+-10%,50HZ溫度：0度-40度. 　
　　　2.調焦時注意不要使物鏡碰到試樣，以免劃傷物鏡。
　　　3.當載物臺墊片圓孔中心的位置遠離物鏡中心位置時不要切換物鏡，以免劃傷物鏡。　
　　　4.亮度調整切忌忽大忽小，也不要過亮，影響燈泡的使用壽命，同時也有損視力。　
　　　5.所有（功能）切換，動作要輕，要到位。　
　　　6.關機時要將亮度調到zui小。　
　　　7.非專業人員不要調整照明系統（燈絲位置燈），以免影響成像質量。　
　　　8.更換鹵素燈時要注意高溫，以免灼傷；注意不要用手直接接觸鹵素燈的玻璃體。　
　　　9.關機不使用時，將物鏡通過調焦機構調整到zui低狀態。　
　　　10.關機不使用時，不要立即該蓋防塵罩，待冷卻后再蓋，注意防火。　
　　　11.不經常使用的光學部件放置于干燥皿內。　
　　　12.非專業人員不要嘗試擦物鏡及其它光學部件。目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（*：乙醚）混合液體甩干后擦拭，不要用其他液體，以免損傷目鏡。

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