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尼康显微镜光波与相差标本的相互作用

2014-11-06  发布者:admin 

当遇到一个相位样本,一个入射照明光的波阵面,根据该标本的几何形状,折射率,厚度变形。这种互动式教程探索了多种在波前形状观察到具有不同特性的标本照射光的平面梁的变形。

教程初始化与矩形标本(用深灰色框表示)出现在窗口中,并且具有1.50的任意折射率(近似的玻璃块的折射率)。检体是由较低折射率(1.30默认情况下)的一个介质包围。一个连续系列的平面波前冲击并穿过标本程序从窗口到右侧的左手侧。当每个波前穿过标本,它是根据标本的几何形状,折射率差,并且厚度变形和滞后(或高级)。

尼康显微镜为了操作的教程,使用滑块,单选按钮和下拉菜单来改变样品和周围介质参数诱导的变化与标本相互作用的波 阵面。该标本的宽度和标本高度滑块控制这些几何参数,并且可以用于产生简单的线性变化到标本和相应的波前形状。增加的宽度为具有比周围的介质产生的波前穿过样品的该部分的相位差的量较大的折射率高的标本。与此相反,同样的动作用的标本具有较低的折射率比介质将前进波前。增加在平行于该波前的方向在一个较大的变形的标本结果的高度。

检体和周围介质之间的折射率比可以与被调节标本的RI:环绕RI滑块。标本的折射率范围为1.20〜1.50,而周围介质的折射率固定为1.30(近似缓冲食盐水)。波阵面风格可切换的一对之间的单选按钮平面波前 ,其具有尖锐的前缘,在强度逐渐减小,线性波前,用线表示。几个样品的几何形状,包括矩形复杂椭圆,可以使用被选择的样品形状下拉菜单。

入射波前存在于光的照射光束变成在穿过相位样本分成两个分量。主要组分是一种undeviated(或非衍射; 第零阶)平面波前 ,通常称为一个环绕S)波穿过并围绕标本,但不与它进行交互。另外,偏斜或衍射的波阵面(在ð 1/2波)也产生,它变为散射在宽的圆弧(在许多不同的方向),与标本尺寸增大。

即散由非吸收性的,透明的相位标本的入射光被延迟的相位由四分之一波长相对于那些光波不直接与原子和分子,包括检体进行交互。以类似于光通过介质传播的方式,散射涉及光波与原子和光由该原子的后续重新发射的相互作用。当电磁波(诸如包含在入射光波)与原子或分子相互作用,电子被移位以摆动方式响应于该变化的电场的波。一种新的电磁波被重新发射的电子在一个方向上的第一加速,然后在另一个。当电子在休息时,发射的字段是零。因此,所产生的电磁辐射成比例变化的电荷,电荷的加速度的速度的速率。因为在一个简谐运动的加速度是速度背后四分之一波长,所发射的光波滞后入射波后面对应四分之一波长。

作为照射的波前通入一非吸收性介质,如在水中的薄玻璃板,在每个级别中的一些板的原子与入射光波和再发射的光,被延迟的相位由四分之一交互1/4波长。每个原子作为一个点光源,并且统称为发射的波形成滞后,通过或围绕在所述玻璃板的原子已经通过入射波前后面四分之一波长的一个新的平面波。这个新延迟波前是低振幅和建设性与入射波前干扰,以产生是受一小部分(约二十分之一)的波长的阻碍,如示于图1中所得的波阵面(a)中。由于相消干涉,侧向散射基本上是零。净结果是,在水中浸渍的薄玻璃板,在入射波前一个略微凸起的区域(参见图1(b))。重述,波阵面的凸部分可以被视为入射波前(零阶光),并且通过四分之一波长延迟了散射或衍射光的低振幅的波阵面的总和。作为该过程不断重复(对于较厚的和不规则的标本)时,所得的波阵面是日益延迟相对于不通过样品的波前。

平板玻璃板包含跨在两个维度上大区域的原子无数位面。然而,该板(如大多数生物和材料样品)中还包括具有原子数散射光延迟由四分之一波长相对于入射波前一个边缘。在边缘处产生的波传播在所有方向上,但不会形成沿光轴或在事件发生的波阵面的方向传播的平面波。光通过样品的边缘衍射由四分之一波长相对于零级入射照明一个阻碍,并且边缘越厚,越此衍射光的强度。较厚的标本衍射更多的光比更薄的标本,但相位关系保持不变(延迟四分之一波长)。