lect_11_4澤尼克的相襯法

1、4 澤尼克的相襯法 1. 相位物與相位襯度相位物: 無色透明物體而厚度或折射率不均勻的物 體。數(shù)學描述: 屏函數(shù)為相位型),(),(yxieyxt),(),(2),(yxdyxnyx相位襯度: 以亮度的變化反映相位的變化。根本方法: 光的干預。數(shù)學圖象:A 相位物的透射場A A 與參考光迭加的干預場根本裝置 (較大相位物 ): 馬赫干預儀GGMM 相位物 調(diào)相器 透鏡 接收屏2. 澤尼克的相襯法 對微小相位物無法采用干涉裝置。 澤尼克的相襯法: 在頻譜面加變換光具, 使經(jīng)變換的光等效于物光與參考光的迭加產(chǎn)生的光。 設(shè)物鏡后某處物光波前函數(shù)為 , 參 考 光波前函數(shù)為 。要求 或),(OU),(

2、RU),(),(),(),(OROUHUU),(1),(hH要求參考光 ),(),(),(ORUhU為平行光, 其傅利葉頻譜接近狄拉克 d 函數(shù)。所以在頻譜面上式可以成立。H(,) 頻譜面UoUo +UR 相位物 相襯像 改變頻譜面中心光場的振幅或相位, 相當于在物光場上迭加一個平行光的參考光束, 于是像場出現(xiàn)干預圖樣, 干預圖樣變換反映相位物的厚度或折射率的變化。01),(diaeh 頻譜面中心 其它區(qū)域 改變頻譜面中心光場 自生參考光未染色的鼠腎切片的明場像和相襯像青蛙瞬膜上皮的顯微鏡像, 100 倍物鏡。 (a) 明場像 N.A.=0.25, (b) 明場像, 一半光闌 (c) 明相襯像

3、, (d) 暗相襯像3. 相襯度與相移量的關(guān)系 等效物場 ： 等效物場光強:( , )( , )1ix yiOUx yA eaed221(22cos2 cos()2 cos )iiOII eaeIaaaddd等效物場光強的變化:2sinsin()OIIad對于弱相位調(diào)制相位物 ( 很小) , d=/2 時反襯度最大。1aeid2(2cos2cos()OII add此時 如 d=/2 , 則22(2 sin )21OII aaa Ia d=-/2 明相襯, d= /2 暗相襯。a 越小反襯度越大。在頻譜面改變中心光場相位 d=p/2 , 同時衰減光場強度可以獲得較大的相位反襯。但 a 不應過小,

4、 否那么212 (1 cos )iOII eI反襯度降低。a=0, 暗場法。適用于非相位物的細節(jié)觀測。4. 對照明光相干性的要求 實際調(diào)相器的中心調(diào)相區(qū)具有有限的大小，而產(chǎn)生的自生參考光也具有有限的寬度。 要保證自生參考光與物光之間的相干性而產(chǎn)生相襯，那么在物面上物光在自生參考光的截面內(nèi)必須是相干的，即在物面上，照明光空間相干區(qū)的寬度應大于自生參考光的寬度。而自生參考光的寬度那么相當與產(chǎn)生與調(diào)相器的中心調(diào)相區(qū)一致的夫瑯禾費衍射斑的衍射孔的尺度。 顯微鏡的照明光源是一個置于聚光透鏡前焦面的被照亮的光欄。光欄的尺度決定了照明光空間相干區(qū)的寬度。要保證自生參考光與物光之間的相干性，光欄在物鏡后焦面所成的像必須小與調(diào)相區(qū)尺度的1/2。 相襯顯微鏡采用環(huán)形照明光闌, 在頻譜面采用相應的環(huán)狀調(diào)相器。這樣可以同時保證良好的空間相干性、照明亮度和較高的分辨本領(lǐng)。 采用環(huán)形光闌, 光源各點自身產(chǎn)生的光場有良好的空間相干性, 不同點對應頻譜面的 0 頻譜點互不重疊。 照明光場的空間相干性不影響成像, 但直接影響光學頻譜變換。Frits (Frederik) Zernike1888 - 1966The Nobel Prize in Physics 19535. 觀察相位物的其它方法 暗場法: 對物光作高通濾波; 紋影法: 擋去一半頻譜; 離焦法: 偏離像面接收; 微分法: 產(chǎn)生一對相位相反,