Vaihekontrastimikroskopia (PCM) on optinen mikroskopiatekniikka, joka muuntaa vaihesiirron valon kulkevan läpinäkyvän näytteen läpi kuvan kirkkauden muutoksiin. Itse vaihesiirtymät ovat näkymättömiä, mutta ne tulevat näkyviin, kun ne esitetään kirkkausvariaatioina.
Kun valoaallot kulkevat muun väliaineen kuin tyhjiön läpi, vuorovaikutus väliaineen kanssa aiheuttaa aallon amplitudin ja vaiheen muuttuvan tavalla, joka riippuu väliaineen ominaisuuksista. Amplitudin (kirkkauden) muutokset syntyvät valon sironnasta ja imeytymisestä, joka on usein aallonpituudesta riippuvainen ja voivat aiheuttaa värejä. Valokuvavälineet ja ihmisen silmä ovat herkkiä vain amplitudimuutoksille. Ilman erityisiä järjestelyjä vaihemuutokset ovat siksi näkymättömiä. Vaihemuutokset välittävät kuitenkin usein tärkeitä tietoja.
Perusperiaatteena vaiheiden muutosten tekemiseksi vaihekontrastimikroskopiassa on erottaa valaiseva (tausta) valo näytteen hajautetusta valosta (joka muodostaa etualan yksityiskohdat) ja manipuloida näitä eri tavalla.
Lauhduttimen renkaan muotoinen valaiseva valo (kuviossa kuviossa kuviossa) keskittyy lauhduttimen näytteeseen. Osa valaisevasta valosta on hajallaan näyte (keltainen). Näyte ei vaikuta jäljellä olevaan valoon ja muodostaa taustavalon (punainen). Kun tarkkailet värjäämätöntä biologista näytettä, hajallaan oleva valo on heikko ja tyypillisesti vaiheittainen siirtymässä -90 asteeseen (johtuen sekä näytteiden tyypillisestä paksuudesta että biologisen kudoksen että ympäröivän väliaineen välisestä taitekerroinerosta) verrattuna taustavaloon. Tämä johtaa etualaan (sininen vektori mukana olevassa kuvassa) ja taustalla (punainen vektori), joilla on melkein sama intensiteetti, mikä johtaa alhaiseen kuvan kontrastiin.
Vaihekontrastimikroskoopilla kuvan kontrasti kasvaa kahdella tavalla: aiheuttamalla rakentava häiriö hajallaan ja taustavalosäteiden välillä näytteen sisältävien näkökentän alueilla ja vähentämällä kuvatason saavuttavan taustavalon määrää. [4] Ensinnäkin taustavalo siirretään vaihe-90 asteeseen siirtämällä sen vaihesiirtorenkaan läpi, joka eliminoi faasieron taustan ja hajallaan olevien valonsäteiden välillä.
Kun valo keskittyy sitten kuvatasoon (missä kamera tai okulaari sijoitetaan), tämä vaihesiirto aiheuttaa taustan ja hajallaan olevat valonsäteet, jotka ovat peräisin näytteen (ts. Etuala) sisältävistä näkökulmista (ts. Etuala) rakentavasti, mikä johtaa näiden alueiden kirkkauden lisääntymiseen verrattuna alueisiin, jotka eivät sisällä näytettä. Lopuksi tausta himmennetään ~ 70-90% harmaalla suodatinrenkaalla; Tämä menetelmä maksimoi valaistusvalon tuottaman hajallaan olevan valon määrän minimoimalla kuvatason saavuttavan valaistusvalon määrän. Osa hajallaan olevasta valosta, joka valaisee suodattimen koko pinnan vaiheen vaihtamaan ja himmennetään renkaat, mutta paljon vähemmän kuin taustavalo, joka vain valaisee vaihesiirto- ja harmaa suodatinrenkaat.
Yllä oleva kuvaa negatiivisen vaiheen kontrastia. Positiivisessa muodossaan taustavalo siirtyy sen sijaan vaiheittain +90 aste. Taustavalo on siten 180 astetta vaiheen ulkopuolella suhteessa hajallaan olevaan valoon. Hajallaan oleva valo vähennetään sitten taustavalosta kuvan muodostamiseksi tummemmalla etualalla ja vaaleamman taustan.
