穿透晶體的光:微分幹涉對比顯微鏡到底是什麼?

盡管他的名字很容易與80年代早期的Hip-Hop場景相吻合，耶茲·諾瑪斯基(或“喬治”)實際上是一位對光學理論感興趣的波蘭物理學家。他出生於1919年，最終成為參加第二次世界大戰的波蘭抵抗運動的一員。他被敵軍俘虜，作為戰俘關押到1945年。他在戰後完成了他的教育，並在1950年建立了L’institut d’Optique實驗室-他後來成為顯微鏡學教授和係主任。

看穿厚度

差分幹涉對比顯微鏡(DIC)是由諾瑪斯基於1952年發明的。這項技術是對相位對比顯微鏡的改進(你可以學習相位對比在本文中)．相位對比使用各種過濾器和冷凝器，允許活細胞和細胞內體的詳細可視化。DIC通過允許更大的聚焦深度來改進這一點，這意味著您可以看到更厚的標本/細胞。

此外，DIC還利用一種特殊類型的光學棱鏡(見下文)來產生活細胞及其組件的偽三維陰影圖像。

進入舞台左側…

我們邀請一位英國化學家和物理學家上台!威廉·海德·沃拉斯頓(1766-1828)發明了“沃拉斯頓棱鏡”(以及許多其他的發現和發展，包括鈀和銠的發現!)

晶體的結合

沃拉斯頓棱鏡將隨機或非偏振光分成兩束線偏振光束。棱鏡的組成決定了光束的發散角以及偏振光的波長。棱鏡由兩個獨立的方解石晶體組成，它們以特定的角度粘合在一起，這反過來又決定了發散角。

在你內心，在你內心

沃拉斯頓棱鏡和諾瑪斯基棱鏡之間的區別是用來形成完整棱鏡的兩個晶體的方向不同。在Wollaston版本中，方向/角度導致光束分裂在真正的棱鏡。然而，諾瑪爾斯基棱鏡的結構是這樣的，光是分裂的給予真正的棱鏡。由於焦點是與棱鏡的實際物理身體，這允許更大的靈活性在光束聚焦。

玩弄光速

現在想象一下，這兩束光從棱鏡中射出，並與一個標本相互作用。光束將與樣品的不同部分/厚度相互作用，這將影響光的實際傳輸時間。換句話說，這將使一束或另一束光束從樣品中出來時減速。這種速度的變化等同於分裂光束之間發生的相移。

相位變成振幅

當它們從標本中分離出來後，再用另一個棱鏡將它們聚在一起。光波在棱鏡中相互幹涉，產生橢圓偏振光。然後，這束光通過一個分析器，它將相位的變化轉化為振幅的變化。如果你讀過我以前關於相位對比顯微鏡的文章(就是這裏!)那麼你就會知道人眼無法察覺相位的變化。然而，振幅的變化被檢測到，並表示為強度的變化。

把它貼在你的顯微鏡上!

如果你已經有了一個亮場顯微鏡，並且你想要使用DIC，那麼，好消息是-你可以將棱鏡安裝到大多數顯微鏡上。這項技術也可以與熒光顯微鏡結合使用。

請分享你對DIC的經驗和想法——它在你的研究中被證明有用嗎?