Το πολωτικό μικροσκόπιο χρησιμοποιείται συνήθως στους τομείς της επιστήμης και της γεωλογίας των υλικών για τον εντοπισμό ορυκτών σύμφωνα με τα διαθλαστικά χαρακτηριστικά και τα χρώματα τους. Στη βιολογία, το μικροσκόπιο πολωμένου χρησιμοποιείται συνήθως για τον εντοπισμό ή την εικόνα δισκοειδών δομών όπως κρυστάλλους ή για την απεικόνιση των σωματιδίων κυτταρίνης και αμύλου σε φυτικά τοιχώματα.
Το Birefringence είναι το κλειδί του πολωτικού μικροσκοπίου.
Τα διπλά αντικείμενα έχουν την ιδιότητα να χωρίζουν μια ενιαία δέσμη φωτός σε δύο διαφορετικές δοκούς με διάθλαση. Τα διπλαχνικά υλικά περιλαμβάνουν υλικά με πολύ διατεταγμένες μοριακές δομές, όπως κρυστάλλους νιτριδίου ασβεστίου ή βορίου. Τα βιολογικά δείγματα (όπως η κυτταρίνη ή το άμυλο) είναι επίσης διπλά. Ο συνδυασμός διχρωμίας και γραμμικά πολωμένου φωτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση του μικροσκοπίου, η οποία μπορεί να συνειδητοποιήσει την παρεμβολή δύο διαφορετικών δοκών φωτός, παράγοντας εφέ χρώματος, όπως φωτοστέφανο και δομική φωταύγεια.
- Ευθυγράμμιση και διαδρομή δέσμης του πολωτικού μικροσκοπίου
Το συνηθισμένο οπτικό μικροσκόπιο χρειάζεται τουλάχιστον δύο πρόσθετα συστατικά για να πραγματοποιήσει παρατήρηση πολωμένου φωτός μικροσκοπίου. Για την ανίχνευση διχρωμίας, πρέπει να χρησιμοποιείται γραμμικά πολωμένο φως για φωτισμό. Επομένως, πρέπει να εισαχθούν δύο φίλτρα πολωμένου στη διαδρομή δέσμης του μικροσκοπίου. Το πολωμένο φως παράγεται από τον πολωτή για να φωτίσει το δείγμα και το δεύτερο φίλτρο πολωτικής (που ονομάζεται Analyzer) περιορίζει το ανιχνευμένο φως σε διαθλάτο.
Τα φίλτρα πόλωσης πρέπει να είναι σε γωνία 90 μεταξύ τους για να επιτευχθούν η λεγόμενη "μαύρη θέση". Όταν το φίλτρο πόλωσης έχει ρυθμιστεί σε αυτή τη θέση, κανένα φως δεν θα εισέλθει στην κάμερα ή στο προσοφθάλμιο και η εικόνα θα είναι σκοτεινή. Η τοποθέτηση σε "All Black" είναι ένα σημαντικό βήμα του πολωτικού μικροσκοπίου, επειδή μπορεί να εξασφαλίσει ότι μόνο το φως του οποίου το επίπεδο πόλωσης αλλάζει λόγω του δείγματος είναι ορατό.
Εικόνα 1: Αρχή μικροσκοπίου πόλωσης: Το μη πολωμένο φως πολωμένο από τον πολωτή 1. Αφού διέρχεται από τον πολωτή 1, το φως επικεντρώνεται στο δείγμα από τον συμπυκνωτή. Εάν το δείγμα είναι διπλωματικό ή έχει διστακτική δομή, το επίπεδο πόλωσης ορισμένων ακτίνων θα παραμορφωθεί από το 90 (που υποδεικνύεται από την κόκκινη γραμμή στο σκίτσο). Η εικόνα του δείγματος ενισχύεται από τον αντικειμενικό φακό και χτυπά τον πολωτή 2. Επομένως, μόνο με την αλλαγή της δομής του πολωμένου φωτός μπορεί να είναι ορατή.
- Πολώτης και αναλυτή
Όταν το φως διέρχεται από το πρώτο πολωτικό φίλτρο, παράγεται γραμμικά πολωμένο φως. Εάν το γραμμικά πολωμένο φως περνάει μέσα από ένα δισεκατομμύριο υλικό στο σωστό επίπεδο πόλωσης, θα διαθλιπθεί και θα χωριστεί σε δύο δοκούς και το επίπεδο πόλωσης κάποιου από τους δοκούς θα περιστρέφεται από το Secker Polar (αναλυτής). Ως εκ τούτου, μόνο τα διπλά υλικά μπορούν να παράγουν εικόνες σε μικροσκόπιο πόλωσης.
Εικόνα 2: Το φως που εκπέμπεται από το φως του ήλιου ή τον λαμπτήρα είναι μη πολωμένο, δηλαδή τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα θα ταλαντεύονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν το μη πολωμένο φως διέρχεται μέσω του πολωτή 1, θα παράγει φως με οριστική πόλωση, σε αυτό το παράδειγμα, κάθετα πολωμένο φως. Εάν αυτό το πολωμένο φως ακτινοβολείται στον πολωτή 2 και ο πολωτής 2 περιστρέφεται κατά 90 μοίρες, δεν περνάει κανένα φως. Ως εκ τούτου, αυτοί οι δύο πολωτικοί βρίσκονται στη λεγόμενη "σκοτεινή θέση", επειδή το φως δεν μπορεί πλέον να δει μετά από να περάσει από τον δεύτερο πολωτή.
Είναι σημαντικό ο άξονας πόλωσης του διπλή υλικού που πρέπει να ανιχνευθεί είναι στον ίδιο άξονα πόλωσης με το φως που παράγεται από τον πρώτο πολωτή. Ως εκ τούτου, πολλά μικροσκόπια πολωμένων είναι εξοπλισμένα με περιστρεφόμενες πλατφόρμες για να εξασφαλιστεί ότι το επίπεδο πόλωσης του αντικειμένου είναι εύκολα ευθυγραμμισμένο με το επίπεδο πόλωσης του πρώτου πολωμένου φίλτρου. Διάφορα αξεσουάρ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ειδική εφαρμογή του πολωτικού μικροσκοπίου.
Ο φακός Bertrand μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρατηρήσει το κονσερβοποιημένο σχήμα κρυστάλλου που επικεντρώνεται στην οπίσθια οπή του αντικειμενικού φακού. Επιπλέον, οι πλάκες καθυστέρησης ή οι αντισταθμιστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ποσοτική ανάλυση των δισκοπικών δειγμάτων.
