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位相差顕微鏡をもっと詳しく!

位相差顕微鏡をもっと詳しく!

位相差顕微鏡についてもう少しご説明させていただきます。

位相差顕微鏡の原理について

主な構成要素は、主に次の二つです。

位相差観察用コンデンサは、ドーナツ型のスリットを通して光を透過させる構造になっています。

ドーナツ型スリットの大きさは対応する対物レンズの位相リング(後述)と共役な関係にあり。

観察に用いる対物レンズを交換すると対物レンズの位相リングの大きさが変わるため、ドーナツ型スリットの大きさを変える必要があります。

多くの位相差観察用コンデンサはターレット上に並べられた複数のスリットを持ち、対物レンズにあわせて変更が可能となっています。

位相差観察用対物レンズは、通常の顕微鏡用対物レンズに位相リングとよばれるリング状の位相膜と減光フィルタを追加したものです。

位相リングを通過する光は位相が1/4波長分ずれ(遅らせる場合と進める場合がある)、また、減光されます。

位相差顕微鏡がコントラストを得ているのは次のような原理によります。

接眼レンズ型の小型望遠鏡(芯出し望遠鏡とよばれる)を用いて接眼部をのぞきこみ、位相差コンデンサを通過した光が位相リングに部分と一致するように調整しておく。

屈折率のむらがある物体を透過する光は、直進する光(0次回折光)と1次回折光の和で近似できます。これらの間にはπ/2の位相差があり、1次回折光の強さは屈折率のむらに比例します。

0次回折光(バックグラウンド光)は対物レンズの位相リングを通過し、このとき位相板によりπ/2位相が進め/遅らせられ、また、減光されます。

焦点面では試料光とバックグラウンド光が合成され、位相の差がコントラストとして観察されます。

次回は実際に位相差顕微鏡を使ってみたいと思います。

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