Media afspelen
Het basisprincipe voor het zichtbaar maken van faseveranderingen in fasecontrastmicroscopie is het scheiden van het oplichtende (achtergrond-) licht van het specimen-verstrooide licht (dat de voorgronddetails vormt) en deze verschillend te manipuleren.
Het ringvormige verlichtingslicht (groen) dat de condensorring passeert, wordt door de condensor op het preparaat gefocusseerd. Een deel van het licht wordt door het preparaat verstrooid (geel). Het resterende licht wordt niet beïnvloed door het preparaat en vormt het achtergrondlicht (rood). Bij het waarnemen van een ongekleurd biologisch preparaat is het verstrooide licht zwak en typisch met -90° in fase verschoven (ten gevolge van zowel de typische dikte van preparaten als het verschil in brekingsindex tussen biologisch weefsel en het omringende medium) ten opzichte van het achtergrondlicht. Dit leidt ertoe dat de voorgrond (blauwe vector) en de achtergrond (rode vector) bijna dezelfde intensiteit hebben, wat resulteert in een laag beeldcontrast.
In een fasecontrastmicroscoop wordt het beeldcontrast op twee manieren verhoogd: door constructieve interferentie op te wekken tussen verstrooide en achtergrondlichtstralen in gebieden van het beeldveld die het specimen bevatten, en door de hoeveelheid achtergrondlicht te verminderen die het beeldvlak bereikt. Ten eerste wordt het achtergrondlicht met -90° in fase verschoven door het door een faseverschuivingsring te leiden, waardoor het faseverschil tussen de achtergrond- en de verstrooide lichtstralen wordt opgeheven.
Wanneer het licht vervolgens wordt gefocust op het beeldvlak (waar een camera of oculair is geplaatst), zorgt deze faseverschuiving ervoor dat achtergrond- en verstrooide lichtstralen afkomstig van gebieden van het gezichtsveld die het monster bevatten (d.w.z, de voorgrond) constructief interfereren, wat resulteert in een toename van de helderheid van deze gebieden in vergelijking met gebieden die het monster niet bevatten. Tenslotte wordt de achtergrond ~70-90% gedimd door een grijze filterring; deze methode maximaliseert de hoeveelheid verstrooid licht dat door het verlichtingslicht (d.w.z. achtergrondlicht) wordt gegenereerd, terwijl de hoeveelheid verlichtingslicht die het beeldvlak bereikt tot een minimum wordt beperkt. Een deel van het verstrooide licht dat het gehele oppervlak van het filter verlicht, zal door de ringen in fase worden verschoven en gedimd, maar in veel mindere mate dan het achtergrondlicht, dat alleen de faseverschuiving en de grijze filterringen verlicht.
Het bovenstaande beschrijft negatief fasecontrast. In zijn positieve vorm wordt het achtergrondlicht in plaats daarvan met +90° in fase verschoven. Het achtergrondlicht zal dus 180° uit fase zijn ten opzichte van het verstrooide licht. Het verstrooide licht wordt dan van het achtergrondlicht afgetrokken, zodat een beeld ontstaat met een donkerder voorgrond en een lichtere achtergrond, zoals in de eerste figuur is te zien.