位相差顕微鏡入門

位相差顕微鏡入門

位相差顕微鏡は、光が物体を通過するときに生じる位相差（または光学距離差）を振幅（光の強さ）の変化に変換する顕微鏡です。主に、生きた細胞や未染色の組織切片、コントラストのない染色標本の観察に使用されます。

人間の目は可視光の波長（色）と振幅の変化しか識別できず、位相の変化は識別できません。ほとんどの生物標本は非常に透明であり、通過後も光波の振幅は基本的に変化せず、位相の変化のみが存在します。

位相差顕微鏡は、基本的に、試料を通過する可視光の光学距離の差を振幅の差に変換し、さまざまな構造間のコントラストを向上させ、さまざまな構造をはっきりと見えるようにします。屈折後に試料を通過する光は、元の光路から外れ、1/4λ（波長）だけ遅延されますが、その後1/4λを増減すると、光学距離の差は1/2λになり、2つの光軸の干渉が強まり、振幅が増減してコントラストが向上します。

構造的な観点から見ると、位相差顕微鏡は通常の光学顕微鏡とは異なります。
1. リング状絞りは、リング状の開口部を持つ絞りで、光源と集光器の間に設置され、集光器を通過する光を中空の光錐に形成し、試料に焦点を合わせる役割を果たします。

2. 位相板位相差顕微鏡の対物レンズ内部にフッ化マグネシウムをコーティングした位相板を増設し、直接光または回折光の位相を 1/4 λ 遅延させます。位相板には 2 つの領域があり、直接光が通過する部分は「共役面」と呼ばれ、回折光が通過する部分は「補償面」と呼ばれます。位相板は、その作用効果によって 2 つのタイプに分けられます。

（１）A+位相板：直接光が1/4λ遅延し、2群の光波が同軸光波を重ね合わせ、振幅が増加し、試料構造が周囲の媒体よりも明るくなり、明るいコントラスト（または負のコントラスト）が形成される。

（2）B +位相板：回折光は1/4λ遅延し、2つの光波群は合流した後、光波の軸の位相が減少し、振幅が小さくなり、試料の構造は周囲の媒体よりも暗くなり、暗いコントラスト（または正のコントラスト）が形成されます。位相板を備えた対物レンズは位相コントラスト対物レンズと呼ばれ、対物レンズハウジングに「Ph」という文字が付いていることがよくあります。