Play media
Podstawową zasadą uwidaczniania zmian fazowych w mikroskopii kontrastu fazowego jest oddzielenie światła oświetlającego (tła) od światła rozproszonego (tworzącego szczegóły pierwszego planu) i manipulowanie nimi w różny sposób.
Światło oświetlające w kształcie pierścienia (zielone), które przechodzi przez pierścień kondensora jest ogniskowane na preparacie przez kondensor. Część światła oświetlającego jest rozpraszana przez próbkę (kolor żółty). Pozostałe światło nie jest rozpraszane przez preparat i stanowi światło tła (czerwone). Podczas obserwacji nie wybarwionej próbki biologicznej, światło rozproszone jest słabe i zazwyczaj przesunięte w fazie o -90° (ze względu na typową grubość próbki i różnicę współczynnika załamania światła pomiędzy tkanką biologiczną a otaczającym ją medium) w stosunku do światła tła. Prowadzi to do tego, że pierwszy plan (wektor niebieski) i tło (wektor czerwony) mają prawie taką samą intensywność, co skutkuje niskim kontrastem obrazu.
W mikroskopie z kontrastem fazowym, kontrast obrazu jest zwiększany na dwa sposoby: poprzez generowanie konstruktywnej interferencji pomiędzy promieniami światła rozproszonego i tła w regionach pola widzenia, które zawierają preparat oraz poprzez zmniejszenie ilości światła tła, które dociera do płaszczyzny obrazu. Po pierwsze, światło tła jest przesuwane fazowo o -90° poprzez przepuszczenie go przez pierścień przesuwu fazowego, który eliminuje różnicę faz pomiędzy tłem a promieniami światła rozproszonego.
Gdy światło jest następnie ogniskowane na płaszczyźnie obrazu (gdzie umieszczona jest kamera lub okular), to przesunięcie fazowe powoduje, że promienie światła tła i rozproszonego pochodzące z regionów pola widzenia zawierających próbkę (tj., Pierwszy plan) konstruktywnie interferują ze sobą, powodując wzrost jasności tych obszarów w porównaniu z obszarami, które nie zawierają próbki. Wreszcie, tło jest przyciemniane ~70-90% przez szary pierścień filtra; ta metoda maksymalizuje ilość rozproszonego światła generowanego przez światło iluminacji (tj. tła), jednocześnie minimalizując ilość światła iluminacji, które dociera do płaszczyzny obrazu. Część rozproszonego światła, które oświetla całą powierzchnię filtra, zostanie przesunięta w fazie i przyciemniona przez pierścienie, ale w znacznie mniejszym stopniu niż światło tła, które oświetla tylko pierścienie przesuwu fazowego i filtra szarego.
Powyżej opisano ujemny kontrast fazowy. W jego pozytywnej formie, światło tła jest zamiast tego przesunięte fazowo o +90°. Światło tła będzie więc o 180° poza fazą w stosunku do światła rozproszonego. Światło rozproszone zostanie następnie odjęte od światła tła, tworząc obraz z ciemniejszym pierwszym planem i jaśniejszym tłem, jak pokazano na pierwszym rysunku.