Faskontrastmikroskopi (PCM) är en optisk mikroskopiteknik som omvandlar fasförskjutningar i ljus som passerar genom ett transparent prov till ljusstyrkaförändringar i bilden. Fasskift själva är osynliga, men blir synliga när de visas som ljusstyrka variationer.
När ljusvågor rör sig genom ett medium annat än ett vakuum, orsakar interaktion med mediet vågamplituden och fasen att förändras på ett sätt beroende på mediets egenskaper. Förändringar i amplitud (ljusstyrka) uppstår från spridning och absorption av ljus, som ofta är våglängdsberoende och kan ge upphov till färger. Fotografisk utrustning och det mänskliga ögat är bara känsliga för amplitudvariationer. Utan specialarrangemang är fasförändringar därför osynliga. Ändå förmedlar fasförändringar ofta viktig information.
Den grundläggande principen för att göra fasförändringar synliga i faskontrastmikroskopi är att separera det upplysta (bakgrund) ljuset från det provspridda ljuset (som utgör förgrundsdetaljerna) och att manipulera dessa annorlunda.
Det ringformade upplysande ljuset (avbildat i grönt i figur) som passerar kondensorns ring är inriktat på provet av kondensorn. En del av det upplysta ljuset sprids av provet (gult). Det återstående ljuset påverkas inte av provet och bildar bakgrundsljuset (rött). Vid observation av ett oskattat biologiskt prov är det spridda ljuset svagt och vanligtvis skiftat med -90 grader (på grund av både den typiska tjockleken på prover och brytningsindexskillnaden mellan biologisk vävnad och det omgivande mediet) relativt bakgrundsljuset. Detta leder till förgrunden (blå vektor i tillhörande figur) och bakgrund (röd vektor) med nästan samma intensitet, vilket resulterar i låg bildkontrast.
I ett faskontrastmikroskop ökas bildkontrasten på två sätt: genom att generera konstruktiv störning mellan spridda och bakgrundsljusstrålar i områden i synfältet som innehåller provet och genom att minska mängden bakgrundsljus som når bildplanet. [4] Först fasas bakgrundsljuset med -90 grader genom att passera den genom en fasskiftring, vilket eliminerar fasskillnaden mellan bakgrunden och de spridda ljusstrålarna.
När ljuset sedan fokuseras på bildplanet (där en kamera eller okular placeras) orsakar denna fasförskjutning bakgrund och spridda ljusstrålar som härstammar från områdena i synfältet som innehåller provet (dvs. förgrunden) för att konstruktivt störa, vilket resulterar i en ökning av ljusstyrkan i dessa områden jämfört med regioner som inte innehåller provet. Slutligen är bakgrunden dimmad ~ 70-90% av en grå filterring; Denna metod maximerar mängden spridda ljus som genereras av belysningsljuset, samtidigt som mängden belysningsljus som når bildplanet. En del av det spridda ljuset som lyser upp hela filtrets yta kommer att skiftas och dimmas av ringarna, men i mycket mindre utsträckning än bakgrundsljuset, som bara lyser upp fasskiftet och grå filterringar.
Ovanstående beskriver negativ faskontrast. I sin positiva form skiftas bakgrundsljuset istället med +90 examen. Bakgrundslampan kommer således att vara 180 grader utanför fasen relativt det spridda ljuset. Det spridda ljuset kommer sedan att subtraheras från bakgrundsljuset för att bilda en bild med en mörkare förgrund och en lättare bakgrund.
