1952年，Nomarski在相差顯微鏡原理的基礎(chǔ)上發(fā)明了微分干涉差顯微鏡。DIC顯微鏡又稱Nomarski相差顯微鏡（Nomarki contrast microscope），其優(yōu)點是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影影像。與相差顯微鏡相比，其標(biāo)本可略厚一點，折射率差別更大，故影像的立體感更強。

點擊進(jìn)入景通儀器干涉顯微鏡專場
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微分干涉相襯顯微鏡（DIC顯微鏡）的物理原理完全不同于相差顯微鏡，技術(shù)設(shè)計要復(fù)雜得多。DIC利用的是偏振光，透射式DIC顯微鏡有四個特殊的光學(xué)組件：偏振器（polarizer）、DIC棱鏡、DIC滑行器和檢偏器（analyzer）。偏振器直接裝在聚光系統(tǒng)的前面，使光線發(fā)生線性偏振。在聚光器中則安裝了石英Nomarski棱鏡，即DIC棱鏡，此棱鏡可將一束光分解成偏振方向不同的兩束光（x和y），二者成一小夾角。聚光器將兩束光調(diào)整成與顯微鏡光軸平行的方向。最初兩束光相位一致，在穿過標(biāo)本相鄰的區(qū)域后，由于標(biāo)本的厚度和折射率不同，引起了兩束光發(fā)生了光程差。在物鏡的后焦面處安裝了第二個Nomarski棱鏡，即DIC滑行器，它把兩束光波合并成一束。這時兩束光的偏振面（x和y）仍然存在。最后光束穿過第二個偏振裝置，即檢偏器。在光束形成目鏡DIC影像之前，檢偏器與偏光器的方向成直角。檢偏器將兩束垂直的光波組合成具有相同偏振面的兩束光，從而使二者發(fā)生干涉。x和y波的光程差決定著透光的多少。光程差值為0時，沒有光穿過檢偏器；光程差值等于波長一半時，穿過的光達(dá)到最大值。于是在灰色的背景上，標(biāo)本結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出亮暗差。為了使影像的反差達(dá)到最佳狀態(tài)，可通過調(diào)節(jié)DIC滑行器的縱行微調(diào)來改變光程差，光程差可改變影像的亮度。調(diào)節(jié)DIC滑行器可使標(biāo)本的細(xì)微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出正或負(fù)的投影形象，通常是一側(cè)亮，而另一側(cè)暗，這便造成了標(biāo)本的人為三維立體感，類似大理石上的浮雕，如下圖。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DIC顯微鏡下的硅藻（偽彩色）

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DIC顯微鏡使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，特別是一些較大的細(xì)胞器，如核、線粒體等，立體感特別強，適合于顯微操作。目前像基因注入、核移植、轉(zhuǎn)基因等的顯微操作常在這種顯微鏡下進(jìn)行。

落射式的DIC顯微鏡則只需要三個特殊的光學(xué)組件：偏振器（polarizer）、DIC棱鏡和檢偏器（analyzer），其光學(xué)原理如圖所示：

由圖可知：由光源發(fā)出的光波經(jīng)起偏器后經(jīng)半透半反鏡入射至Nomarski偏振棱鏡，棱鏡將其分成兩束具有微小夾角、振動方向相互垂直且振幅相等的線偏振光，通過筒長無限顯微物鏡后，產(chǎn)生剪切量為△x（略小于顯微鏡分辨率）的平行光入射到放置在載物臺上的被測表面，從被測表面反射的兩束正交偏振光各自經(jīng)原路返回，由棱鏡重新復(fù)合共線，經(jīng)檢偏器后成像在像面上。由于被剪切的光束產(chǎn)生的分離量略小于顯微鏡的分辯極限，因而在視場中看不到干涉條紋，通過將被測樣品的位相變化轉(zhuǎn)化為光強的變化，可看到具有立體感的浮雕成像。

DIC顯微鏡廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。