현미경의 접안렌즈를 통해 정적인 이미지가 아닌 샘플이 회전하여 눈부신 색상을 드러내는 역동적이고 만화경적인 세계를 발견한다고 상상해 보십시오. 이것은 마술이 아닙니다. 편광 현미경의 매혹적인 영역입니다. 시각적인 화려함 외에도 이 강력한 기술은 연구자에게 복굴절 물질을 연구하고 결정학 정보를 분석하는 데 귀중한 도구를 제공합니다.
편광 현미경은 이름에서 알 수 있듯이 편광을 사용하여 표본을 검사합니다. 기존 광학 현미경과 달리 편광판과 분석기라는 두 가지 중요한 구성 요소가 통합되어 있습니다. 편광판은 일반 빛을 편광으로 변환하여 특정 방향으로 진동하는 광파만 통과시킵니다. 대물렌즈 위에 위치한 분석기는 편광판에 수직인 편광 방향을 가지며, 이를 "교차 편광"이라고 합니다.
빛이 등방성 샘플(예: 유리 또는 액체)을 통과할 때 직선으로 이동합니다. 분석기가 이 편광을 차단하기 때문에 시야가 어둡게 보입니다. 그러나 이방성 물질(예: 결정, 섬유 또는 특정 생물학적 조직)은 다르게 동작합니다. 이러한 복굴절 물질은 들어오는 편광을 서로 다른 속도로 이동하는 두 개의 수직 성분으로 분할하여 광학 경로 차이(OPD)를 생성합니다.
이러한 구성 요소가 분석기에 도달하면 정렬되어 진동하는 부분만 통과하여 간섭이 발생할 수 있습니다. 보강 간섭(OPD가 전체 파장 배수와 같을 때)은 밝은 색상을 생성하는 반면, 상쇄 간섭(반파장 배수)은 어두운 영역을 생성합니다. 이 현상은 편광 현미경의 특징인 생생한 "간섭 색상"을 생성합니다.
편광 현미경을 이해하려면 주요 구성 요소에 대해 잘 알고 있어야 합니다.
복굴절은 편광 현미경 관찰의 기초를 형성합니다. 빛이 복굴절 물질에 들어가면 서로 다른 속도로 이동하는 수직 구성요소, 즉 더 느린 "느린 축"(더 높은 굴절률)과 더 빠른 "빠른 축"(더 낮은 굴절률)으로 분할됩니다. 복굴절 크기(Δn)는 굴절률 차이와 같습니다.
Δn = |nₑ - nₒ|
광학 경로 차이(OPD)는 복굴절과 샘플 두께(t)에 따라 달라집니다.
OPD = Δn × t
결과적인 간섭 색상은 Michel-Lévy 간섭 색상 차트를 통해 OPD와 상호 연관되어 재료 특성을 추정할 수 있습니다.
편광현미경은 다양한 분야에 사용됩니다.
최적의 편광 현미경 검사에는 신중한 방법이 필요합니다.
샘플 준비:얇고 균일한 섹션은 과도한 OPD 간섭을 방지합니다. 광물 시료는 정밀한 희석이 필요한 반면, 생물학적 시료는 고정과 염색이 필요한 경우가 많습니다.
광학 정렬:적절한 조명 설정에는 광원, 콘덴서 조리개 조정 및 완벽한 편광판-분석기 직교성을 보장하는 작업이 포함됩니다.
표본 회전:소광각을 관찰하면(샘플이 편광판과 정렬되어 어둡게 보일 때) 결정학적 방향이 드러납니다.
보상기 사용:이러한 보정된 요소는 샘플 간섭 색상을 알려진 표준과 비교하여 OPD를 정량화하는 데 도움이 됩니다.
이미지 문서:기록에는 배율, 편광판 설정, 보정기 세부 정보 및 적절한 노출 보정이 포함되어야 합니다.
강력한 편광 현미경에는 제약이 있지만 복굴절 물질에서만 작동하며 이미지 품질은 샘플 준비 및 광학 정렬에 따라 달라집니다. 새로운 개발은 다음을 통해 이러한 한계를 극복하는 것을 목표로 합니다.
기술 혁신이 계속됨에 따라 편광 현미경은 여러 분야에 걸쳐 필수적인 과학 도구로서의 역할을 의심할 여지 없이 확장할 것입니다.
