หลักการถ่ายภาพของกล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา
1. สนามสว่าง สนามมืด
ไบรท์ฟิลด์เป็นวิธีการสังเกตขั้นพื้นฐานที่สุดในการสังเกตตัวอย่างด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งแสดงพื้นหลังที่สว่างในมุมมองของกล้องจุลทรรศน์ หลักการพื้นฐานคือ เมื่อแหล่งกำเนิดแสงอยู่ในแนวตั้งหรือเกือบแนวตั้ง และให้แสงสว่างแก่พื้นผิวตัวอย่างผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ แหล่งกำเนิดแสงจะสะท้อนกลับไปยังเลนส์ใกล้วัตถุผ่านพื้นผิวตัวอย่างเพื่อสร้างภาพ
ความแตกต่างระหว่างวิธีการส่องสว่างด้วยสนามมืดและวิธีการส่องสว่างด้วยสนามแสงสว่างก็คือ พื้นหลังสีเข้มจะปรากฏในพื้นที่สนามกล้องจุลทรรศน์ วิธีการส่องสว่างด้วยสนามแสงที่สว่างนั้นเป็นอุบัติการณ์ในแนวตั้งหรือตั้งฉาก ในขณะที่วิธีการส่องสว่างด้วยสนามมืดนั้นเกิดจากการให้แสงเฉียงโดยรอบด้านนอกเลนส์ใกล้วัตถุ ตัวอย่างจะกระจายหรือสะท้อนแสงจากการฉายรังสี และแสงที่กระเจิงหรือสะท้อนจากตัวอย่างจะเข้าสู่เลนส์ใกล้วัตถุเพื่อสร้างภาพตัวอย่าง การสังเกตสนามมืดสามารถสังเกตผลึกเล็กๆ ที่ไม่มีสี หรือเส้นใยเล็กๆ สีอ่อนได้อย่างชัดเจน ซึ่งยากต่อการสังเกตในสนามที่สว่าง
2. แสงโพลาไรซ์การรบกวน
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง เฉพาะคลื่นตามขวางเท่านั้นที่มีโพลาไรเซชัน มันถูกกำหนดให้เป็นแสงที่เวกเตอร์ไฟฟ้าสั่นในลักษณะคงที่สัมพันธ์กับทิศทางของการแพร่กระจาย
ปรากฏการณ์โพลาไรเซชันของแสงสามารถตรวจจับได้โดยใช้อุปกรณ์ทดลอง ใช้โพลาไรเซอร์ A และ B ที่เหมือนกันสองตัว แล้วส่งแสงธรรมชาติผ่านโพลาไรเซอร์ A ตัวแรก ในเวลานี้ แสงธรรมชาติก็กลายเป็นแสงโพลาไรซ์ด้วย แต่เนื่องจากสายตามนุษย์ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้ จึงจำเป็นต้องใช้โพลาไรเซอร์ B ตัวที่สอง แก้ไขโพลาไรเซอร์ A และวางโพลาไรเซอร์ B บนระนาบแนวนอนเดียวกันกับ A หมุนโพลาไรเซอร์ B คุณจะพบว่าความเข้มของแสงที่ส่งผ่านเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ เมื่อ B หมุน ความเข้มของแสงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากสูงสุดไปสูงสุดในการหมุน 90 องศาแต่ละครั้ง มันอ่อนลงจนถึงมืดที่สุด จากนั้นหมุน 90 องศา และความเข้มของแสงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากมืดที่สุดไปหาสว่างที่สุด ดังนั้นโพลาไรเซอร์ A จึงเรียกว่าโพลาไรเซอร์ และโพลาไรเซอร์ B เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์
การรบกวนคือปรากฏการณ์ที่ความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นหรือลดลงเนื่องจากการซ้อนทับของคลื่น (แสง) สองคอลัมน์ที่ต่อเนื่องกันในเขตปฏิสัมพันธ์ การรบกวนของแสงส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการรบกวนแบบช่องคู่และการรบกวนแบบฟิล์มบาง การรบกวนแบบช่องคู่หมายความว่าแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงอิสระสองแหล่งไม่ใช่แสงที่สอดคล้องกัน อุปกรณ์รบกวนแบบช่องคู่ทำให้ลำแสงหนึ่งผ่านช่องสองช่องและกลายเป็นลำแสงสองช่องที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งสื่อสารบนหน้าจอแสงเพื่อสร้างขอบสัญญาณรบกวนที่มั่นคง ในการทดลองการรบกวนแบบสลิตคู่ เมื่อระยะห่างระหว่างจุดหนึ่งบนหน้าจอแสงและสลิตคู่เป็นจำนวนคู่ของความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง แถบสว่างจะปรากฏขึ้นที่จุดนั้น เมื่อระยะห่างระหว่างจุดใดจุดหนึ่งบนหน้าจอแสงและช่องคู่เป็นจำนวนคี่ของความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง แถบสีเข้มที่ปรากฏ ณ จุดนี้คือการรบกวนช่องสองช่องของ Young การรบกวนของฟิล์มบางเป็นปรากฏการณ์ที่ลำแสงสะท้อนสองลำเกิดขึ้นหลังจากที่ลำแสงสะท้อนจากพื้นผิวทั้งสองของฟิล์ม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการรบกวนของฟิล์มบาง ในการรบกวนของฟิล์มบาง ความแตกต่างของเส้นทางของแสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังถูกกำหนดโดยความหนาของฟิล์ม ดังนั้นในการรบกวนของฟิล์มบาง ขอบสว่าง (ขอบมืด) เดียวกันควรปรากฏขึ้นในที่ที่ความหนาของฟิล์มเท่ากัน เนื่องจากความยาวคลื่นของคลื่นแสงสั้นมาก เมื่อฟิล์มบางรบกวน ฟิล์มอิเล็กทริกจึงควรบางพอที่จะสังเกตเห็นขอบสัญญาณรบกวน
3. คอนทราสต์ DIC ที่แตกต่างกัน
กล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา DIC ใช้หลักการของแสงโพลาไรซ์ กล้องจุลทรรศน์ DIC แบบส่งผ่านส่วนใหญ่มีส่วนประกอบทางแสงพิเศษสี่ส่วน: โพลาไรเซอร์, ปริซึม DIC I, ปริซึม DIC II และเครื่องวิเคราะห์ โพลาไรเซอร์ได้รับการติดตั้งโดยตรงที่ด้านหน้าของระบบควบแน่นเพื่อให้แสงโพลาไรซ์เป็นเส้นตรง มีการติดตั้งปริซึม DIC ในคอนเดนเซอร์ ปริซึมนี้สามารถสลายลำแสงออกเป็นลำแสงสองลำ (x และ y) โดยมีทิศทางโพลาไรเซชันต่างกัน และลำแสงทั้งสองประกอบกันเป็นมุมเล็กๆ คอนเดนเซอร์จะจัดแนวลำแสงทั้งสองให้ขนานกับแกนแสงของกล้องจุลทรรศน์ ในตอนแรกลำแสงทั้งสองจะมีเฟสเดียวกัน หลังจากผ่านพื้นที่ที่อยู่ติดกันของชิ้นงานทดสอบ ความแตกต่างเส้นทางแสงระหว่างลำแสงทั้งสองเกิดขึ้นเนื่องจากความหนาและดัชนีการหักเหของชิ้นงานที่แตกต่างกัน มีการติดตั้ง DIC prism II ไว้ที่ระนาบโฟกัสด้านหลังของเลนส์ใกล้วัตถุ ซึ่งรวมคลื่นแสงทั้งสองเป็นคลื่นเดียว ในเวลานี้ ระนาบโพลาไรเซชัน (x และ y) ของลำแสงทั้งสองลำยังคงมีอยู่ ในที่สุดลำแสงจะผ่านอุปกรณ์โพลาไรซ์ตัวแรกซึ่งก็คือเครื่องวิเคราะห์ ก่อนที่ลำแสงจะสร้างภาพ DIC ในช่องมองภาพ เครื่องวิเคราะห์จะถูกวางในมุมฉากกับโพลาไรเซอร์ เครื่องวิเคราะห์จะรวมคลื่นแสงตั้งฉากสองคลื่นเข้าด้วยกันเป็นลำแสงสองลำโดยมีระนาบโพลาไรเซชันเดียวกัน ทำให้เกิดการรบกวน ความแตกต่างของเส้นทางแสงระหว่างคลื่น x และ y จะกำหนดปริมาณแสงที่ส่งผ่าน เมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงเป็น 0 จะไม่มีแสงผ่านเครื่องวิเคราะห์ เมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น แสงที่ผ่านจะถึงค่าสูงสุด ดังนั้นบนพื้นหลังสีเทา โครงสร้างของชิ้นงานจึงแสดงความแตกต่างในด้านแสงและความมืด เพื่อให้ได้คอนทราสต์ที่ดีที่สุดของภาพ ความแตกต่างของเส้นทางแสงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับการปรับแบบละเอียดตามยาวของ DIC prism II ความแตกต่างของเส้นทางแสงสามารถเปลี่ยนความสว่างของภาพได้ การปรับ DIC Prism II สามารถทำให้โครงสร้างเล็กๆ น้อยๆ ของชิ้นงานแสดงภาพที่ฉายออกมาเป็นบวกหรือลบ โดยปกติด้านหนึ่งจะสว่างและอีกด้านหนึ่งมืด ซึ่งสร้างความรู้สึกสามมิติเทียมของชิ้นงานทดสอบ
