DE2401973C2

DE2401973C2 - Polarisations-Interferenzmikroskop

Info

Publication number: DE2401973C2
Application number: DE2401973A
Authority: DE
Inventors: Johannes Diets de Harvard Mass. Veer
Original assignee: Warner Lambert Technologies Inc Dallas Tex; Warner Lambert Technologies Inc
Current assignee: Warner Lambert Technologies Inc
Priority date: 1973-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1984-10-11
Also published as: IN140816B; GB1410902A; FR2231028B1; FR2231028A1; AT345584B; US3868168A; ATA31974A; AU471763B2; DD113641A5; CA1001872A; DE2401973A1; AU6454174A; JPS49111649A

Description

wünschter Vergrößerung abzubilden.

So sollte beispielsweise bei einem Durchlicht-Polan-

' sations-interferenzmikroskop die Slreifenebene des

doppelbrechenden den Strahlengang aufspaltenden EIe-

schräg zur Systemachse stehenden Flächen mit deren Schrägstellung ausgleichenden Glaskeilen versehen sind.

daß der als Kompensator wirkende Keil mit seinen oder zumindest erwünscht, die Interferenzstreifen in be" beiden ebenen Flächen zur dieselben durchsetzen- 25" stimmte Ebenen zu verlegen, bzw. in diese mit
den Systemachse schräg steht und daß der andere
Keil mit einer ebenen Oberfläche senkrecht zur Systemachse steht, wobei in diesem die Kristallachse
schräg zur Systemachse verläuft. _

5. Polarisations-Interferenzmikroskop oder der- 30 ments in der Nähe der hinteren Brennebene des Objekgleichen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, tivs oder zusammenfallend mit derselben liegen. Auch daß in dem als Kompensator wirkenden Keil die wenn nicht bei jedem Objektiv eines bestimmten Mi-Kristallachse senkrecht zur Systemachse verläuft. kroskops die hintere Brennebene exakt an derselben

6. PoJarisations-lnterferenzmikroskop oder der- Stelle liegt, wird doch darauf abgestellt, daß die Lage gleichen nach einem der vorstehenden Ansprüche, 35 der hinteren Brennebene im wesentlichen die gleiche ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile an den und stets innerhalb des Objektives liegt. Es ist daher

erwünscht, die Streifenebene derart aus dem Keil heräuszuverlegen, daß diese so nahe wie möglich bei der hinteren Brennebene des Objektivs liegt. Diese Probleme sind jedoch bei den vorstehend er·

wähnten Interferenzsystemen nicht befriedigend gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Polarisations-Interferenzmikroskop der

■ Die Erfindung betrifft ein Polarisations-Interferenz- Eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem unter Ver-

imikroskop oder dergleichen mit einem Polarisator und 45 Wendung einstückiger Keile im Interferenzstreifen in

einem Analysator sowie mit dazwischen angeordneten, die gewünschte Ebene verlegt werden können. Dieae

als Kompensator und Strahlenteiler wirkenden einstük- "

kigen Keilen aus doppelbrechendem Material zur Ausnutzung von Interferenzerscheinungen auch bei weifßern Licht.

In der US-PS 29 24 142 ist bereits ein Polarisationsmikroskop oder ein ähnliches Gerät beschrieben, bei dem zwischen Polarisator und Analysator Keile aus doppel-.1 brechendem Material angeordnet sind, die Interferenzerscheinungen hervorrufen, wobei die Verwendung zweier solcher Keile oder auch Keilanordnungen das "Arbeiten mit weißem Licht gestatten. Zwar zeigen die . "Figuren dieser Patentschrift nur verkittete solche Keile oder auch linsenförmig geformte die Interferenzstreifen

hervorrufende Elemente, jedoch wird dort auch er- 6ö;iiche Kostenverringerung wird dadurch erzielt, daß aufwähnt, daß der Einsatz von einstückigen solchen Keilen einander abgepaßte Paare komplementärer Keilvor-

durch Dubletts den Aufbau von Weitwinkelinstrumen- ' '

ten ermögliche, woraus sich ergibt, daß bei einfacherem

Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zwei einstückige doppelbrechende Keile so angeordnet werden können, daß sie in gleicher entgegengesetzter Weise auf das Licht einwirken.

Indem mindestens der eine Keil mit seinen beiden ebenen Flächen zur dieselbe durchsetzenden Systemachse schräg geneigt wird, ist es möglich, die Streifenebene zu verlegen und die bisher bei derartigen Systemen auftretenden Nachteile zu vermeiden. Eine wesent-

Geräteaufbau notfalls auch mit einstückigen Keilen ein gewisser Erfolg erzielbar ist.

''Eine typische Anordnung gemäß der vorgenannten US-Patentschrift ist schematisch in F i g. 2 gezeigt, während F i g. 1 eine ähnliche bekannte Interferenzeinrichriclitungen nicht benötigt werden.

Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen F ί g. 1 und 2 schematische Schnittdarstellungen von Interferenzsystemen in einem Polarisations-Interferenzmikroskop gemäß dem Stand der Technik; Fig. 3 bis 10schematische Schnittdarstellungen ver-

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schiedener Ausführungsfornien der Erfindung, zur Verwendung in optischen Systemen, bei denen die Streifen des Kompensatorelements bei ihrer Abbildung auf die Streifen des den Strahlengang aulspaltenden Elements umgekehrt werden;

F i g. 11 und 12 perspektivische Darstellung von Keilanordnungen zur Verwendung bei der Erfindung.

Die Fig. 3 und 4 zeilen Ausführungsfornien der Erfindung, bei denen der einstückige doppelbrechende Keil C des Doppelbrechungskompensators eine Kristallachse hat, die parallel zu der Keilspitzenkante verläuft. In F i g. 3 werden die Streifen in bezug auf das den Strahlengang aufspaltende Element Bdurch ein Kippen des gesamten Keilprismas verlagert. In Fig.4 werden die Streifen des den Strahlengang aufspaltenden Elements B dadurch verlagert, daß das Keilprisma gekippi wird und die Kristallachse eine Orientierung hat. die schräg in bezug auf beide ebenen Flächen des Keiles hegt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 zeigt die Erfindung in einem System, das Streifen aufweist, die in bezug auf den Doppelbrechungskompensator Cund das den Strahlengang aufspaltende Element b verlagert ■ sind. Die Verlagerung der Streifen des Doppelbre-■^rchungskompensators C wird durch Kippen des Keils bewirkt, während die Verlagerung der Streifen des den Strahlengang aufspaltenden Elements B dadurch erzielt wird, daß die Kristallachse des den Strahlengang auf-'spaltenden Elements B gedreht ist. F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in der die Streifen des ι Doppeibrechungskompensators C durch Kippen des Keils verlagert werden.

' Die F i g. 7 und 8 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der Doppelbrechungskompensator C eine Kristallachse hat, die senkrecht zur Spitzenkante des Keils verläuft und in dem den Strahlengang aufspaltende Element B die Kristallachse parallel zu der Spitzenkante des Prismas verläuft. Es wird eine Verlagerung der Streifen des den Strahlengang aufspaltenden Elements durch Kippen des Keils erreicht. F i g. 8 zeigt eine Aüsführungsform der Erfindung, bei der die Streifen in bezug auf den Doppelbrechungskompensator C durch eine Schräglage der Kristallachse bezüglich der ebenen Flachen des Keils verlagert werden. F i g. 9 und F i g. 10 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der Keil des Doppelbrechungskompensators Cund der Keil des den Strahlengang aufspaltenden Elements B jeweils in bezug auf die Systemachse des Instruments geneigt sind. In Fig. 10 ist ein den Strahlengang aufspaltendes Element B wiedergegeben, dessen Kristallachse in bezug auf die Oberfläche des doppelbrechendin Keils gedreht ist.

F ι g. 11 zeigt eine Keilanordnung mit einem doppelbrechenden Keil bei dem die Kristaliachse senkrecht zur spitzen Kante des Keils liegt und in bezug auf die Oberfläche gedreht wird. Um die Montage zu erleichtern und richtungsmäßige Korrektur zu ermöglichen, wird der doppelbrechende Keil zusammen mit einem komplementären Glaskeil verwendet, di»r keine Doppelbrechungseigenschaften hat. Dadurch kann man die optische Ausrichtung der Vorrichtung im Instrument aufrechterhalten.

F i g. 12 zeigt eine Keilanordnung bei der der zur Verwendung der doppelbrechende Keil in bezug auf die Systemachse des Instruments gekippt wird und die Kristalliläche des Keils parallel zu der spitzen Kante desselben verläuft. Bei dieser Keilanordnung können zwei Glaskeile in optischen Oberflächenkontakt mit gegenüberliegenden Flächen des doppelbrechenden Keils gebracht werden. Diese Glaskeile bilden dit Eingangsund die Ausgangsfläche senkrecht zu^r optischen Achse des Instruments und haben keine Doppelbrechungseigenschalten.

Das Maß der Kippung des Keiles oder der Drehung von dessen Kristallachse kann innerhalb eines weiten Bereichs geändert werden, entsprechend den lirforder nissen des optischen Instruments, in dem die Vorrichtung Anwendung finden soll. Das Maß der Verlagerung, to das erforderlich ist, um die Streifenebene in die gewünschte Lage innerhalb des optischen Instruments /u bringen, bestimmt das Maß der Drehung der Kristallachse oder das Maß des Kippens des Keils entsprechend den üblichen optischen Prinzipien und kann entsprechend bemessen werden. Wenn beispielsweise in einem Polarisations-Interferenz-Kontrastmikioskop die Drehung der Kristallachse in dem den Strahlengang aufspaltenden Element oder dem Doppelbrechungskompensator zwischen — 40' und +40° oder mehr liegt, so kann die Kippung der gesamten Keilanordnung zwi- _, sehen —30- und +30° liegen. In einem Polarisations- ^;i-Differential-Interferenzmikroskop kann bei einer Keilanordnung gemäß Fig.5 und Verwendung eines Kon- ■■i ^:densors mit einer Brennweite von 10 mm, die Kristall- ^;achse des den Strahlengang aufspaltenden Elements um ungefähr 10° aus einer Lage verdreht sein, bei der sie . parallel zu der normal zur Systemachse verlaufenden ■ Keilfläche liegt. Der Doppelbrechungskompensator kann in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Objektiv unterschiedlich sein. Bei einem vierzigfach vergrößerten Objektiv kann dieser Keil um ungefähr 15° "gekippt werden, um die Streifenebene in das Kondensorsystem zu verlegen und die Streifen des Doppelbrechungskondensators auf die Streifen des den Strahlengang aufspaltenden Elements abzubilden.

Die Figuren zeigen das der Erfindung zugrundeliegend Prinzip, wobei vorausgesetzt wurde, daß das den Strahlengang aufspaltende doppelbrechende Element und der Doppelbrechungskompensator beide aus demselben doppelbrechenden Material bestehen, Die Konstruktion von Interferenzsystemen unter Anwendung unterschiedlicher doppelbrechender Materialien ist auch bekannt. Wenn zwei unterschiedliche doppelbrechende Materialien verwendet werden, das eine in dem 4.5 Doppelbrechungskompensator und das andere in dem den Strahlengang aufspaltenden Element, so daß das Vorzeichen der Doppelbrechung unterschiedlich ist. müssen bei beiden Elementen ihre jeweiligen Kristallachsen in derselben Ebene liegen. Wenn dagegen Materialien dasselbe Vorzeichen der Doppelbrechung haben, müssen die jeweiligen Kristallachsen senkrecht zueinander liegen. Das am meisten gebräuchliche doppelbrechende Material ist Quarz. In Anbetracht seines häufigen Vorkommens und seiner niedrigen Kosten, im Vergleich zu anderen doppelbrechenden Materialien, die im Rahmen der Erfindung Anwendung finden können, wie Saphir, Calcit, Magnesiumfluorid und dergleichen, deren Doppelbrechungseigenschaften sämtlich be^nnt sind, ist er besonders bevorzugt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche:

!. Polarisations-Interferenzmikroskop oder dergleichen mit einem Polarisator und einem Analysator sowie mit dazwischen angeordneten, als Korn pensator und Strahlenteiler wirkenden einstückigen Keilen aus doppelbrechendem Material zur Ausnutzung von Interferenzerscheinungen auch bei weißem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlegung der Sireifenebene mindestens einer der Keile mit seinen beiden ebenen Flächen zur dieselben durchsetzenden Systemachse schräg geneigt ist.

tung zeigt, wie sie in der US-PS 26 01 175 beschrieben ist. Bei diesen schematisch wiedergegeb ..ien Anordnungen sind zur Vereinfachung der Durstellung weitere optische Elemente wie Linsen und dergleichen weggelassen. Diese mit Durchlicht arbeitenden Interferenzsy^teme bestehen aus einem Polarisator P. einem Doppelbrechungskompensaior C. einem lichtdurchlässigen Objekt O, das die Phasenstruktur des hindurchgelassenen Lichts beeinflußt, einem den Strahlengang aufspaltendes Element B mit Doppelbrechungseigenschaften, die gleich und entgegengesetzt den Doppelbrechungseigenschaften des Kompensators Csind. und einen Analysator A, der senkrecht /u dem Polarisator B angeordnet

ist. Der Kompensator hat die wesentlicne Aufgabe, in-
2. Polarisations-Intcrferenzmikroskop oder der- 15 kohärentes Licht anstelle einer kohärenten Lichtquelle gleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bei einem polarisierenden Interferenzsystem benutzen daß die Kristallachse wenigstens eines der Keile

schräg zur Systemachse verläuft.
3. Polarisations-Interferenzmikroskop oder dergleichen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Keile ein Kompensator ist.
4. Polarisations-lnterferenzmikroskop oder dergleichen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

zu können.

Wenn man dessen Kristallachse senkrecht zu den Kri staüachsen des den Strahlengang aufspaltenden EIements anordnet, kann man eine Kompensation für wei

1, ßes Licht erhalten.

ί -? Für bestimmte Anwendungszwecke im Bereich der - Polarisations-Interferenzmikroskopie ist es notwendig ^!-