Wie die Technik funktioniert
Die Phasenkontrastmikroskopie übersetzt kleine Änderungen der Phase in Änderungen der Amplitude (Helligkeit), die dann als Unterschiede im Bildkontrast gesehen werden.
Ungefärbte Proben, die kein Licht absorbieren, werden als Phasenobjekte bezeichnet. Das liegt daran, dass sie die Phase des Lichts, das von ihnen gebeugt wird, leicht verändern; das Licht ist meist um etwa ¼ Wellenlänge gegenüber dem Hintergrundlicht phasenverschoben. Unsere Augen sind nicht in der Lage, diese leichten Phasenunterschiede zu erkennen, da sie nur Variationen in der Frequenz und Intensität des Lichts wahrnehmen können.
Der Phasenkontrast ermöglicht es, kontrastreiche Bilder zu erzeugen, indem die Differenz der Lichtphase weiter erhöht wird. Durch diese Eigenschaft kann das Hintergrundlicht vom gebeugten Licht der Probe getrennt werden. Die Differenz der Lichtphase wird vergrößert, indem das Hintergrundlicht mit einer Phasenplatte kurz vor der Bildebene um eine ¼-Wellenlänge verlangsamt (oder vorgeschoben) wird. Wenn das Licht auf die Bildebene fokussiert wird, verursachen das gebeugte und das Hintergrundlicht destruktive (oder konstruktive) Interferenz, die die Helligkeit der Bereiche, die die Probe enthalten, im Vergleich zum Hintergrundlicht verringert (oder erhöht).
Das Licht einer Wolfram-Halogen-Lampe geht durch den Kondensorring im Substage-Kondensor, bevor es die Probe erreicht. Dadurch wird die Probe mit parallelem Licht beleuchtet, das defokussiert wurde.
Ein Teil des Lichts, das durch die Probe geht, wird nicht gebeugt (hellgelb im Bild). Diese Lichtwellen bilden ein helles Bild auf der hinteren Blende des Objektivs. Die Lichtwellen, die von der Probe gebeugt werden, passieren die Beugungsebene und fokussieren nur auf der Bildebene. So können das Hintergrundlicht und das gebeugte Licht getrennt werden.
Die Phasenplatte verändert dann die Geschwindigkeit des Hintergrundlichts um ¼ Wellenlänge. Wenn das Licht auf die Bildebene fokussiert wird, verursachen das gebeugte und das Hintergrundlicht destruktive oder konstruktive Interferenz, wodurch sich die Helligkeit der Bereiche, die die Probe enthalten, im Vergleich zum Hintergrundlicht ändert. Oft wird der Hintergrund auch durch einen Graufilterring um 60 bis 90 % abgeblendet.
