- 您好，欢迎您访问成贯仪器官方网站！
尽管传统的微分干涉对比 (DIC)光学系统通过物镜诺马斯基棱镜的平移将偏置延迟引入波前场，但通过应用固定的诺马斯基（或 沃拉斯顿）棱镜系统和简单的德塞纳蒙补偿器，可以实现相同的效果由四分之一波长延迟板与偏振器或分析器结合组成。本交互式程序探讨了当偏振器相对于延迟板的快轴旋转时德塞纳蒙DIC显微镜光学系统中的波前关系。
本程序使用偏振器和四分之一波长延迟板（一起包括德塞纳蒙补偿器）的三维图像以及出现在窗口中的固定 沃拉斯顿 棱镜进行初始化。从窗口的左侧，一束非偏振白光入射到偏振器上。通过偏振器（灰色圆盘）后，其透射轴由黑色长楔形表示，出射的线偏振光定向为振动方向平行于快四分之一波长延迟板的轴（由浅蓝色圆盘上的黑色楔形表示）。在此配置中，德塞纳蒙补偿器通过线偏振光，在程序中用蓝色正弦波表示，并伴随着跟踪电矢量振动方向的振荡黑色箭头。
离开德塞纳蒙补偿器的线偏振光进入沃拉斯顿棱镜，并被分成正交（相互垂直）分量，包括普通波和异常波。这些垂直波前在 沃拉斯顿 棱镜中的两个石英楔之间的连接处被剪切并交换身份。在遇到楔形边界时，剪切正交波前也会以非常小的角度发散（在程序中被夸大了）。为了增强可视化效果，可以通过将鼠标光标放在任何组件上，然后将模型拖动到新位置来在窗口内旋转整个光学系统组件。
通过将偏振器旋转 滑块从其默认中心位置向右或向左平移，可以更改入射线偏振光相对于延迟（四分之一波长）板的方向。当滑块向左移动（负值）时，在1到 44 度的范围内，通过 慢速 延迟板的轴（由离开蓝色圆盘上红色楔形的红色正弦波表示）。最终结果是产生右旋椭圆偏振光。当滑块向右移动时会发生相反的效果（正值；左旋椭圆偏振光）。椭圆偏振光在程序中由黑色箭头的三维轨迹表示，它跟踪来自每个波（快和慢）的各个电子组件的矢量和。
为了操作程序，使用偏振器旋转滑块将不同量的偏置延迟引入光学系统，然后将模型拖动到窗口中的不同位置以查看通过系统的偏振波前的行为。可以通过取消选中Translate Sine Wave复选框来暂停正弦波，或者可以通过单击暂停 按钮暂停整个程序的操作。正弦波的速度可以通过速度 滑块来增加或减少（默认设置为中速），并且可以使用重置 按钮重新初始化程序而无需重新加载 。
传统的微分干涉显微镜光学系统包含一个位于聚光镜前的偏光器和一个插入物镜上方通路的检偏器（第二偏光器），通常在中间管中或与物镜 诺马斯基 棱镜组合在框架中。偏振器的振动平面传输轴位于东西方向，而检偏器与偏振器交叉（传输轴为南北）。离开偏振器的线偏振光被安装在聚光镜中靠近虹膜光圈孔径的共轭焦平面的 诺马斯基 棱镜分成两个部分。入射波前被棱镜剪切成正交偏振分量，由聚光镜光学系统平行呈现，然后用于照亮样品。
位于光路中物镜后面的是第二个诺马斯基棱镜（通常安装在可调节的滑动框架中），用于在后孔的共轭平面中重新组合剪切波前，它们被物镜收集和聚焦。来自重组波前的圆偏振光和椭圆偏振光的分量通过分析器，随后经过干涉在显微镜中间图像平面上生成 DIC 图像。
在完美对齐的DIC显微镜中，聚光棱镜由聚光镜和物镜组件成像到物镜棱镜上，因此沿棱镜表面的每个点都匹配波前剪切，这些点彼此倒置。沿剪切轴（垂直于显微镜光轴）平移任一棱镜会产生一个波前失配，该失配在整个显微镜孔径上是均匀的。通过棱镜的平移来移动普通波前相对于异常波前的相位移通常称为偏置延迟的引入在DIC显微镜下。当诺马斯基棱镜之一横向移动（通常是物镜棱镜）时，对背景有贡献的波前对变得越来越延迟并且彼此异相。因此，从物镜 诺马斯基 棱镜射出的光的偏振矢量方向可以从线性（无平移）调整，通过不同程度的椭圆，甚至到圆形。
将偏置延迟引入DIC光学系统会导致样品中相位梯度的强度（幅度）水平发生变化，从而导致产生叠加在较亮背景上的与方向相关的明亮高光和暗影。强度梯度沿聚光镜和物镜棱镜的剪切轴发生，当在目镜中观察样品时，强度梯度通常出现在45度角（西北到东南或反之亦然）。在显微镜光轴上沿一个方向或另一个方向移动棱镜将改变正交波前之间的相位关系，从而反转试样中的阴影投射方向。
引入偏置延迟的另一种技术，越来越受欢迎，是在偏振器和聚光棱镜之间以固定方向安装四分之一波长延迟板（称为德塞纳蒙DIC补偿，如上所述）。在最大消光（没有施加偏压的匹配棱镜；见图1（b）），延迟板的快轴与偏振器的透射轴对齐。两个光学单元可以（并且经常）包含在显微镜底座上的同一个外壳内。德塞纳蒙 补偿器的另一个位置，在配备适当中间管的显微镜中，位于物镜棱镜和分析仪之间。
为了使用 德塞纳蒙 补偿器引入偏置，偏振器透射轴相对于延迟板的快轴旋转（最多正负45 度；见图1(a)和1(c)），其中与分析仪传输轴保持 90 度角固定。当补偿器快轴与偏振器的透射轴重合（平行）时，只有线偏振光通过 德塞纳蒙 补偿器到达聚光棱镜，如图1(b) 所示。然而，当偏振器透射轴旋转时，从四分之一波长延迟板出射的波前变为椭圆偏振。向一个方向旋转偏振片会产生右旋椭圆偏振光（图1（a））
当偏振器透射轴的方向达到正或负45度（相当于延迟的四分之一波长）时，穿过补偿器的光变为圆偏振（同样是左旋或右旋）。因为椭圆或圆偏振光代表从 德塞纳蒙 补偿器出现的普通波前和非常波前之间的相位差，所以当波前进入聚光镜诺马斯基分束器棱镜并被剪切时，系统会产生偏差（图 2）。当偏光片沿一个方向旋转时获得正偏压，而通过沿相反方向旋转偏光片引入负偏压。
延迟（以纳米为单位）= θλ/180
其中θ是偏振器透射轴相对于延迟板快轴的旋转角（以度为单位计算），λ是通过补偿器的光的平均波长。在卤钨照明的情况下，波长通常取为大约550纳米，用于计算涉及偏置延迟。使用 德塞纳蒙 补偿器，可以轻松测量二十分之一和全波长之间的偏置延迟值，精度为0.15纳米。
由德塞纳蒙补偿器引入 DIC 光学系统的偏置延迟的影响如图2所示，用于补偿器的三种设置。图2中的所有示例都显示了进入 沃拉斯顿 棱镜中心部分的单个波前，但 诺马斯基 棱镜将以相同的方式工作。当偏振器透射轴与四分之一波长延迟板的快轴平行时（图1(b)和2(b)），线偏振光从补偿器出来并入射到聚光器的下楔形表面上沃拉斯顿棱镜（如图2（b）所示）。在DIC 显微镜中，入射线偏振光与 沃拉斯顿（或 诺马斯基）棱镜下楔形组件的快轴和慢轴成45度角。进入棱镜后，偏振光被分成正交分量，这些分量穿过下石英楔的快轴和慢轴，并在两个棱镜楔之间的边界处被剪切。因为线性波前在进入棱镜时作为单相存在，所以正交分量在空气-石英边界处产生时最初是同相的，但在棱镜内部发生相移。
如前所述，在普通波和非常波在两个楔子之间的交界处交换身份之后，沃拉斯顿棱镜下部的普通波前的相位增益在上楔中被抵消。最终结果是消除了棱镜内部产生的相移，正交波前从沃拉斯顿棱镜中彼此同相出现（图2（b））。在这种情况下，光学系统表现出最大的消光，并且只有样品中存在的大相位梯度是可见的。这些相位梯度叠加在非常暗或黑色的背景上，呈现出暗场图像的外观。
当偏光器从德塞纳蒙补偿器中的零位向任一方向旋转时，情况就大不相同了。从补偿器出现的波前表现出相移，将椭圆或圆形特征赋予正交波分量的矢量和。当偏光片向左旋转30度时（负偏置延迟；图 2（a）），德塞纳蒙 补偿器产生的普通波前在非常波前进入沃拉斯顿棱镜，并离开棱镜（交换身份后）作为普通波前的非凡波前。基本结果是产生光程差，这是引入偏置延迟所必需的。
