ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का सिद्धांत

ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का उपयोग आमतौर पर सामग्री विज्ञान और भूविज्ञान के क्षेत्र में उनकी अपवर्तक विशेषताओं और रंगों के अनुसार खनिजों की पहचान करने के लिए किया जाता है। जीव विज्ञान में, ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का उपयोग आमतौर पर क्रिस्टल जैसे क्रिस्टल, या प्लांट सेल की दीवारों में सेल्यूलोज और स्टार्च कणों की छवि को पहचानने या छवि के लिए किया जाता है।
Birefringence ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप की कुंजी है।
Birefringent ऑब्जेक्ट्स में अपवर्तन द्वारा प्रकाश के एक बीम को दो अलग -अलग बीमों में विभाजित करने की संपत्ति होती है। Birefringent सामग्री में अत्यधिक आदेशित आणविक संरचनाओं के साथ सामग्री शामिल है, जैसे कि कैल्साइट या बोरॉन नाइट्राइड क्रिस्टल। जैविक नमूने (जैसे कि सेल्यूलोज या स्टार्च) भी बायरफ्रिंगेंट हैं। माइक्रोस्कोप अवलोकन के लिए birefringence और रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश के संयोजन का उपयोग किया जा सकता है, जो प्रकाश के दो अलग -अलग बीमों के हस्तक्षेप का एहसास कर सकता है, इस प्रकार रंग प्रभाव पैदा करता है, जैसे कि हेलो और स्ट्रक्चरल ल्यूमिनेसेंस।

• ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का संरेखण और बीम पथ

साधारण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप को ध्रुवीकृत प्रकाश माइक्रोस्कोप अवलोकन का एहसास करने के लिए कम से कम दो अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होती है। बायरफ्रिंग का पता लगाने के लिए, रोनी ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग रोशनी के लिए किया जाना चाहिए। इसलिए, माइक्रोस्कोप के बीम पथ में दो ध्रुवीकरण फिल्टर डाला जाना चाहिए। ध्रुवीकृत प्रकाश को ध्रुवीयर द्वारा नमूना को रोशन करने के लिए उत्पन्न किया जाता है, और दूसरा ध्रुवीकरण फिल्टर (जिसे विश्लेषक कहा जाता है) पता लगाए गए प्रकाश को अपवर्तित प्रकाश तक सीमित करता है।
ध्रुवीकरण फिल्टर तथाकथित "ऑल-ब्लैक पोजीशन" को प्राप्त करने के लिए एक-दूसरे के लिए 90 के कोण पर होना चाहिए। जब इस स्थिति में ध्रुवीकरण फ़िल्टर सेट किया जाता है, तो कोई भी प्रकाश कैमरे या ऐपिस में प्रवेश नहीं करेगा, और छवि अंधेरा होगा। इसे "ऑल ब्लैक" पर सेट करना माइक्रोस्कोप को ध्रुवीकरण करने का एक महत्वपूर्ण कदम है, क्योंकि यह सुनिश्चित कर सकता है कि केवल प्रकाश जिसका नमूना के कारण ध्रुवीकरण विमान में परिवर्तन होता है।

चित्रा 1: ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का सिद्धांत: अनपेक्षित प्रकाश को ध्रुवीकरण 1 द्वारा ध्रुवीकृत किया जाता है। पोलराइज़र 1 से गुजरने के बाद, प्रकाश कंडेनसर द्वारा नमूने पर केंद्रित होता है। यदि नमूना birefringent है या एक birefringent संरचना है, तो कुछ किरणों का ध्रुवीकरण विमान 90 (स्केच में लाल रेखा द्वारा इंगित) द्वारा विकृत हो जाएगा। नमूने की छवि उद्देश्य लेंस द्वारा प्रवर्धित होती है और पोलराइज़र 2 को हिट करती है। यदि पोलराइज़र 2 को पोलराइज़र 1 (तथाकथित "डार्क पोजीशन") के साथ तुलना में 90 डिग्री से मुड़ जाता है, तो केवल वह प्रकाश जिसका ध्रुवीकरण बिरिफ़्रिंगेंट नमूने से गुजरने के बाद बदल जाता है, जो कि एलापेस या कैमरे तक पहुंच सकता है और देखा जा सकता है। इसलिए, केवल ध्रुवीकृत प्रकाश की संरचना को बदलकर यह दिखाई दे सकता है।

• ध्रुवीकरण और विश्लेषक

जब प्रकाश पहले ध्रुवीकरण फिल्टर से गुजरता है, तो रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश उत्पन्न होता है। यदि रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश सही ध्रुवीकरण विमान पर एक birefringent सामग्री से होकर गुजरता है, तो इसे अपवर्तित किया जाएगा और दो बीमों में विभाजित किया जाएगा, और कुछ बीमों के ध्रुवीकरण विमान को 90 द्वारा घुमाया जाएगा। यदि दूसरा पोलराइज़र (विश्लेषक) सही ढंग से संरेखित होता है (जो कि पहले ध्रुवीकरण के सापेक्ष 90 डिग्री है), दफेक्ड फ़िल्टर, द रिफ्रैक्टेड फ़िल्टर, दफेक्ड फ़िल्टर। इसलिए, केवल birefringent सामग्री ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप में छवियों का उत्पादन कर सकती है।

चित्रा 2: सूर्य के प्रकाश या प्रकाश बल्ब द्वारा उत्सर्जित प्रकाश अप्रकाशित है, अर्थात, विद्युत चुम्बकीय तरंगें सभी दिशाओं में दोलन होंगी। यदि अप्रकाशित प्रकाश ध्रुवीकरण 1 से होकर गुजरता है, तो यह निश्चित ध्रुवीकरण के साथ प्रकाश का उत्पादन करेगा, इस उदाहरण में, लंबवत ध्रुवीकृत प्रकाश। यदि यह ध्रुवीकृत प्रकाश ध्रुवीकरण 2 पर विकिरणित होता है, और पोलराइज़र 2 90 डिग्री से घूमता है, तो कोई प्रकाश नहीं गुजरता है। इसलिए, ये दो ध्रुवीकरण तथाकथित "अंधेरे स्थिति" में हैं, क्योंकि प्रकाश को दूसरे ध्रुवीकरण से गुजरने के बाद नहीं देखा जा सकता है।

यह महत्वपूर्ण है कि पता लगाने के लिए बायरफ्रिंगेंट सामग्री का ध्रुवीकरण अक्ष पहले ध्रुवीयर द्वारा उत्पन्न प्रकाश के समान ध्रुवीकरण अक्ष पर है। इसलिए, कई ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोपों ​​को घूर्णन प्लेटफार्मों से सुसज्जित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि ऑब्जेक्ट का ध्रुवीकरण विमान आसानी से पहले ध्रुवीकरण फिल्टर के ध्रुवीकरण विमान के साथ संरेखित है। ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप के विशेष अनुप्रयोग के लिए विभिन्न सामान का उपयोग किया जा सकता है।
बर्ट्रेंड लेंस का उपयोग उद्देश्य लेंस के पीछे के छेद द्वारा केंद्रित क्रिस्टल पैटर्न को देखने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, मंदबुद्धि प्लेटों या कम्पेसेटर का उपयोग birefringent नमूनों के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।