एक सूक्ष्मदर्शी में सकारात्मक और नकारात्मक चरण विपरीत के बीच का अंतर
ऑब्जेक्टिव बैक फोकल प्लेन पर स्थित फेज रिंग के विन्यास और प्रकृति के आधार पर, नमूने सकारात्मक या नकारात्मक चरण कंट्रास्ट में देखे जा सकते हैं। यह इंटरएक्टिव ट्यूटोरियल चारों ओर (एस), विवर्तन (डी), और परिणामी उज्ज्वल कणों (पी तरंगों) के साथ-साथ सकारात्मक और नकारात्मक चरण विपरीत माइक्रोस्कोपी के बीच संबंधों का अध्ययन करता है। इसके अलावा, चरण प्लेट की ज्यामिति और प्रतिनिधि नमूना चित्र भी प्रस्तुत किए गए हैं।
जब लोग अब इसे अपने काम में इस्तेमाल करते हैं, तो अधिकांश शोधकर्ता नकारात्मक अंतर में हैं, और अब सकारात्मक अंतर वर्तमान वैज्ञानिक शोध कार्य में ज्यादा भूमिका नहीं निभाते हैं।
ट्यूटोरियल फेज कंट्रास्ट इमेज विंडो में दिखाई देने वाले बेतरतीब ढंग से चुने गए नमूने के साथ फेज इमेज को इनिशियलाइज़ करता है, और संबंधित वेव रिलेशनशिप को इमेज विंडो के बाएं पड़ोसी में दिखाया जाता है। ट्यूटोरियल को संचालित करने के लिए, सकारात्मक और नकारात्मक चरण कंट्रास्ट या उज्ज्वल प्रकाश चरण कंट्रास्ट मोड स्लाइडर के बीच अनुवाद को स्थानांतरित करने के लिए माउस कर्सर का उपयोग करें। जब स्लाइडर का अनुवाद किया जाता है, तो चरण विपरीत छवि विंडो में दिखाई देने वाली छवियां स्लाइडर द्वारा निर्धारित वर्तमान इमेजिंग मोड में नमूना कैसे दिखाई देती हैं। साथ ही, वेवफ़ॉर्म ग्राफ़ के नीचे एक चरण प्लेट होती है जो स्लाइडर द्वारा चुने गए इमेजिंग मोड से मिलान करने के लिए आकार बदलती है। एक नया नमूना देखने के लिए, दूसरे नमूने का चयन करने के लिए चयनित नमूना ड्रॉप-डाउन मेनू का उपयोग करें।
सकारात्मक और नकारात्मक चरण कंट्रास्ट छवियों की पीढ़ी से जुड़े चरण प्लेट कॉन्फ़िगरेशन, तरंग संबंधों और वैक्टर का एक प्लॉट चित्र 1 में प्रस्तुत किया गया है। इन तकनीकों द्वारा चित्रित नमूनों के उदाहरण भी दिखाए गए हैं। एक सकारात्मक चरण-विपरीत ऑप्टिकल कॉन्फ़िगरेशन (चित्र 1 में छवि की ऊपरी पंक्ति) में, चारों ओर (एस) -वेवफ्रंट चरण प्लेट के माध्यम से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप 1/4 तरंग दैर्ध्य द्वारा 180 डिग्री चरण अग्रिम की शुद्ध चरण शिफ्ट होती है ( 1 आधा तरंग दैर्ध्य)। उन्नत सराउंड वेवफ्रंट्स अब मध्यवर्ती छवि तल पर विचलित (डी) तरंगों के साथ विनाशकारी हस्तक्षेप में भाग लेने में सक्षम हैं। ज्यादातर मामलों में, निकॉन सूक्ष्मदर्शी में उच्च-विपरीत छवियों के उत्पादन के लिए केवल आसपास के तरंगफ्रंट के सापेक्ष चरण को आगे बढ़ाना पर्याप्त नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि चारों ओर की तरंगों का आयाम विवर्तित तरंगों की तुलना में काफी बड़ा है, और तरंगों की कुल संख्या के एक अंश से हस्तक्षेप द्वारा उत्पन्न परिणामी छवि को दबा देता है। विचलित तरंगों के आयाम (और छवि विमान में हस्तक्षेप करने) के करीब एक मूल्य के आसपास के वेवफ्रंट को कम करने के लिए, उद्देश्य के चरण रिंग में अपारदर्शिता एक अर्ध-पारदर्शी धातु (तटस्थ बढ़ते घनत्व) को लागू करके प्राप्त की जाती है। ) कोटिंग तल। आसपास की प्रकाश तरंगें, जो फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी के तहत डिजाइन द्वारा फेज रिंग के माध्यम से लगभग पूरी तरह से गुजरती हैं, फेज प्लेट की अपारदर्शिता से मूल तीव्रता के 10 से 30 प्रतिशत की सीमा में आयाम में काफी कम हो जाती हैं।
क्योंकि परिणामी कण तरंग आसपास के और विवर्तित तरंगों के हस्तक्षेप * द्वारा उत्पन्न होती है, इसलिए छवि तल पर पहुंचने वाले तरंगों के बीच के हस्तक्षेप से उत्पन्न कण (P) तरंग का आयाम अब आसपास की तुलना में बहुत छोटा होता है जब यौन रूप से घनत्व कोटिंग लागू। शुद्ध प्रभाव नमूना के माध्यम से छवि विमान से निकलने वाले प्रकाश के पारित होने से शुरू किए गए सापेक्ष चरण अंतर को आयाम (तीव्रता) में अंतर में परिवर्तित करना है। क्योंकि मानव आंख तीव्रता में अंतर को एक विपरीत के रूप में व्याख्या करेगी, नमूना अब माइक्रोस्कोप ऐपिस में दिखाई दे रहा है और सीसीडी या सीएमओएस उपकरणों का उपयोग करके पारंपरिक कैमरा सिस्टम या डिजिटल रूप से झिल्ली पर भी कब्जा किया जा सकता है। सभी सकारात्मक चरण विपरीत प्रणालियां गोलाकार विवर्तित (डी) वेवफ्रंट के सापेक्ष रैखिक चारों ओर (एस) -वेवफ्रंट के चरण को चुनिंदा रूप से आगे बढ़ाती हैं। आसपास के माध्यम की तुलना में उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले नमूने एक तटस्थ ग्रे पृष्ठभूमि पर अधिक गहरे दिखाई देते हैं, जबकि तैराकी माध्यम की तुलना में कम अपवर्तक सूचकांक वाले लोग ग्रे पृष्ठभूमि की तुलना में उज्जवल दिखाई देते हैं।
चरण कंट्रास्ट ऑप्टिकल सिस्टम में चरण और आयाम के आसपास विवर्तित तरंगों के स्थानिक पृथक्करण को संशोधित करने के लिए, कई चरण प्लेट कॉन्फ़िगरेशन पेश किए गए हैं। चूंकि फेज प्लेट ऑब्जेक्टिव रियर फोकल प्लेन (विवर्तन तल) पर या उसके बहुत करीब स्थित है, इसलिए माइक्रोस्कोप से गुजरने वाले सभी प्रकाश को इस घटक के माध्यम से यात्रा करनी चाहिए। इसके संघनित्र कुंडलाकार फोकस में चरण प्लेट के भाग को संयुग्म क्षेत्र कहा जाता है, जबकि शेष क्षेत्र को पूरक क्षेत्र कहा जाता है। संयुग्मी क्षेत्र में विवर्तित तरंगाग्र के संबंध में आसपास के (अविवर्तित) प्रकाश के चरण को प्लस या माइनस 90 डिग्री बदलने के लिए जिम्मेदार सामग्री होती है। सामान्य तौर पर, चरण-संयुग्मित रिंग क्षेत्र संघनक रिंग छवि द्वारा परिभाषित क्षेत्र की तुलना में व्यापक (लगभग 25 प्रतिशत) होता है, जो पूरक क्षेत्र में फैलने वाले आसपास के प्रकाश की मात्रा को कम करता है।
आधुनिक माइक्रोस्कोप निर्माताओं से उपलब्ध अधिकांश चरण प्लेटें उनमें से एक हैं जो कांच की प्लेट पर पतली ढांकता हुआ और धात्विक फिल्मों के वैक्यूम जमाव द्वारा तैयार की जाती हैं या माइक्रोस्कोप उद्देश्य की लेंस सतह पर सीधे घुड़सवार होती हैं। ढांकता हुआ फिल्म की भूमिका प्रकाश को चरणबद्ध करना है, जबकि धातु की फिल्म अविभाजित प्रकाश की तीव्रता को क्षीण कर देती है। कुछ निर्माता चकाचौंध की मात्रा को कम करने और भटके हुए प्रकाश को ऑप्टिकल सिस्टम में वापस लाने के लिए फिल्म के साथ संयुक्त कई विरोधी-चिंतनशील कोटिंग्स का उपयोग करते हैं। यदि चरण प्लेट लेंस की सतह पर नहीं बनती है, तो यह आमतौर पर ऑब्जेक्टिव के पीछे के निकट फोकल प्लेन पर रहने वाले क्रमिक लेंसों के बीच सीमेंट की जाती है। परावैद्युत, धातु, और एंटीरफ्लेक्शन कोटिंग्स के साथ-साथ ऑप्टिकल सीमेंट की मोटाई और अपवर्तक सूचकांक, चरण प्लेट के पूरक और संयुग्मित क्षेत्रों के बीच वांछित चरण बदलाव का उत्पादन करने के लिए सावधानीपूर्वक चुने जाते हैं। ऑप्टिकल शब्दों में, एक चरण प्लेट जो 90 डिग्री (या तो सकारात्मक या नकारात्मक) से प्रकाश को अलग करने के लिए आसपास के प्रकाश के सापेक्ष चरण को बदलती है, उस पर ऑप्टिकल पथ अंतर प्रभाव के कारण क्वार्टर-वेव प्लेट कहा जाता है।
धनात्मक-चरण व्युत्क्रम का अवलोकन चित्र 1 में दिखाया गया है। धनात्मक-चरण विपरीत प्लेट (चित्र 1 के बाईं ओर) कांच की प्लेट में कटाव की अंगूठी के कारण, 1/4 तरंग दैर्ध्य द्वारा चारों ओर की लहर को आगे बढ़ाती है, जो कर सकती है हाई-इंडेक्स प्लेट में ऊपरी पास द्वारा कम किया जाना तरंग भौतिक पथ लिया गया। नमूने के साथ परस्पर क्रिया के कारण, जब विवर्तित नमूना किरणें (डी) मंद होती हैं, फेज प्लेट से निकलने वाली घेरने वाली और विवर्तित तरंगों के बीच ऑप्टिकल पथ अंतर 1/4 तरंग दैर्ध्य द्वारा आधा तरंग दैर्ध्य होता है। शुद्ध परिणाम आसपास और विवर्तित तरंगों के बीच एक 180-डिग्री ऑप्टिकल पथ अंतर है, जिसके परिणामस्वरूप छवि विमानों के बीच उच्च-अपवर्तक-सूचकांक नमूनों के लिए विनाशकारी हस्तक्षेप होता है। विनाशकारी हस्तक्षेप तरंग के विपरीत सकारात्मक चरण के लिए आयाम वक्र चित्र 1 के ऊपरी ग्राफ में दिखाया गया है। परिणामी कण (P) तरंग में चारों ओर (S) -तरंग की तुलना में कम आयाम होता है, इस प्रकार वस्तु अपेक्षाकृत की तुलना में दिखाई देती है गहरा पृष्ठभूमि। नीचे, Zygnema हरी शैवाल की छवि दाईं ओर दिखाई गई है (डीएल लेबल)। 1/4 वेवलेंथ की प्रगति द्वारा दर्शाया गया वेक्टर, जो सकारात्मक चरण कंट्रास्ट में 90-डिग्री वामावर्त घूमने वाली सराउंड वेव के रूप में दिखाया गया है, चित्र 1 में आकृति और छवि के बीच दिखाई देता है।
वैकल्पिक रूप से, माइक्रोस्कोप ऑप्टिक्स को नकारात्मक चरण के विपरीत बनाने के लिए भी गढ़ा जा सकता है, जैसा कि चित्र 1 के निचले हिस्से में दिखाया गया है, जिस स्थिति में चारों ओर (एस) -वेव एक चौथाई तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष विलंबित (उन्नत के बजाय) होते हैं। एक विवर्तित (D) तरंग। नतीजतन, उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले नमूने एक गहरे भूरे रंग की पृष्ठभूमि के खिलाफ उज्ज्वल दिखाई देते हैं (चित्रा 1 में बीएम लेबल वाली निचली छवि देखें)। नकारात्मक चरण विपरीत में, उद्देश्य चरण प्लेट में एक उभरी हुई अंगूठी होती है जो चरण को पीछे छोड़ती है (चरण को सकारात्मक चरण के विपरीत के रूप में आगे बढ़ाने के बजाय), विवर्तित तरंग के चरण के सापेक्ष एक चौथाई तरंग दैर्ध्य को शून्य क्रम चारों ओर तरंग के रूप में पारित करती है। क्योंकि विवर्तित तरंगों को एक चौथाई तरंग दैर्ध्य द्वारा विलंबित किया गया है क्योंकि वे नमूने से गुजरती हैं, आसपास और विवर्तित तरंगों के बीच का ऑप्टिकल पथ अंतर समाप्त हो जाता है और उच्च-अपवर्तक-सूचकांक नमूना छवि तल पर रचनात्मक रूप से हस्तक्षेप करता है। ध्यान दें कि परिणामी कण (पी) लहर नकारात्मक चरण विपरीत में चारों ओर (एस) लहर की तुलना में आयाम में अधिक है। यह भी दिखाया गया है कि एक नकारात्मक चरण रिवर्स है, जहां सर्कविगेशन वेव वेक्टर वेक्टर आरेख के 90 डिग्री दक्षिणावर्त घुमाव से होकर गुजरता है।
