Фазово-контрастната микроскопия (PCM) е оптична микроскопична техника, която преобразува фазовите измествания в светлината, преминавайки през прозрачен образец към промени в яркостта в изображението. Самите фазови промени са невидими, но стават видими, когато се показват като вариации на яркостта.
Когато леките вълни пътуват през среда, различна от вакуум, взаимодействието със средата причинява амплитудата на вълната и фазата да се променят по начин, зависим от свойствата на средата. Промените в амплитудата (яркостта) възникват от разсейването и усвояването на светлината, което често зависи от дължината на вълната и може да доведе до цветове. Фотографското оборудване и човешкото око са чувствителни само към вариациите на амплитудата. Без специални договорености, фазовите промени са невидими. И все пак фазовите промени често предават важна информация.
Основният принцип за извършване на фазови промени видими при фазово-контрастната микроскопия е да се отдели осветяващата (фоновата) светлина от светлината, разсеяна от образеца (която съставлява детайлите на предния план) и да ги манипулира по различен начин.
Осветяващата светлина във формата на пръстен (изобразена на зелено на фигура), която преминава кондензатора, е фокусиран върху образеца от кондензатора. Част от осветяващата светлина е разпръсната от образеца (жълто). Останалата светлина не се влияе от образеца и образува фоновата светлина (червена). При наблюдение на непоколебим биологичен образец, разпръснатата светлина е слаба и обикновено се измества на фазата с -90 градус (поради типичната дебелина на образците, така и на разликата в коефициента на пречупване между биологичната тъкан и заобикалящата среда) спрямо фоновата светлина. Това води до преден план (син вектор на придружаваща фигура) и фон (червен вектор) с почти същата интензивност, което води до нисък контраст на изображението.
Във фазово-контрастен микроскоп контрастът на изображението се увеличава по два начина: чрез генериране на конструктивна намеса между разпръснати и фонови светлинни лъчи в региони на зрителното поле, които съдържат образеца, и чрез намаляване на количеството на фоновата светлина, която достига равнината на изображението. [4] Първо, фоновата светлина се измества фазата с -90 градус, като я преминава през пръстен с фазово изместване, което елиминира фазовата разлика между фона и разпръснатите светлинни лъчи.
Когато светлината след това се фокусира върху равнината на изображението (където е поставена камера или окуляр), това фазово изместване причинява фон и разпръснати светлинни лъчи, произхождащи от региони на зрителното поле, които съдържат пробата (т.е. преден план), които конструктивно не съдържат пробата. И накрая, фонът е затъмнен ~ 70-90% от сив филтър; Този метод увеличава максимално количеството на разпръсната светлина, генерирано от осветяващата светлина, като същевременно свежда до минимум количеството осветяваща светлина, което достига равнината на изображението. Част от разпръснатата светлина, която осветява цялата повърхност на филтъра, ще бъде изместена фаза и затъмнена от пръстените, но в много по-малка степен от фоновата светлина, която осветява само фазовите смяна и сивите филтърни пръстени.
Горното описва контраста от отрицателна фаза. В положителната си форма фоновата светлина вместо това се измества фазата от +90 степен. Следователно фоновата светлина ще бъде на 180 градуса извън фазата спрямо разпръснатата светлина. След това разпръснатата светлина ще бъде извадена от фоновата светлина, за да се образува изображение с по -тъмен преден план и по -светъл фон.
