Polariseerivat mikroskoopi kasutatakse tavaliselt materjaliteaduse ja geoloogia valdkonnas mineraalide tuvastamiseks vastavalt nende murdumisnäitajatele ja värvidele. Bioloogias kasutatakse polariseerivat mikroskoopi tavaliselt kahekordse purustatavate struktuuride, näiteks kristallide tuvastamiseks või pildistamiseks või tselluloosi ja tärklise osakeste pildistamiseks taimerakkude seintes.
Kaheharusus on polariseeruva mikroskoobi võti.
Kahesuunalistel objektidel on omadus jagada ühe valguskiire kaheks erinevaks talaks murdumise teel. Kaherrühvlikud materjalid hõlmavad kõrgelt tellitud molekulaarstruktuuridega materjale, näiteks kaltsiidi või boori nitriidi kristallidega. Bioloogilised proovid (näiteks tselluloos või tärklis) on kahetsusväärsed. Mikroskoobi vaatluseks saab kasutada kahekordse rikkumise ja lineaarselt polariseeritud valguse kombinatsiooni, mis võib realiseerida kahe erineva valguskiire häireid, tekitades seega värviefekte, näiteks halo ja struktuurne luminestsents.
- Polariseeriva mikroskoobi joondamine ja kiirte tee
Tavaline optiline mikroskoop vajab polariseeritud valguse mikroskoobi vaatluse realiseerimiseks vähemalt kahte täiendavat komponenti. Kaheregunevuse tuvastamiseks tuleb valgustamiseks kasutada lineaarselt polariseeritud valgust. Seetõttu tuleb mikroskoobi talateele sisestada kaks polariseeruvat filtrit. Polarisaator genereerib polariseeritud valguse proovi valgustamiseks ja teine polariseeriv filter (nimega analüsaator) piirab tuvastatud valgust murdunud valgust.
Polarisatsioonifiltrid peavad niinimetatud "musta positsiooni" saavutamiseks olema üksteisega 90 nurga all. Kui polarisatsioonifilter on sellesse asendisse seatud, ei sisene kaamerasse ega okulaari ühtegi valgus ja pilt on tume. Selle "kogu mustaks" seadmine on mikroskoobi polariseerimise oluline samm, kuna see suudab tagada, et ainult valgus, mille polarisatsioonitasapind muutub proovi tõttu.
Joonis 1: Polarisatsioonimikroskoobi põhimõte: polariseerimata valgus polariseerib polarisaator 1. Pärast polarisaatori 1 läbimist keskendub valgus kondensaatori proovile. Kui proov on kahetsusväärne või kui sellel on kahepoolne struktuur, moonutatakse mõnede kiirte polarisatsioonitasapinda 90 -ga (näitab visandi punane joon). Proovi pilti amplifitseeritakse objektiivi abil ja see tabab polarisaatorit 2. Kui polarisaatorit 2 keeratakse 90 kraadi võrra võrreldes polarisaatori 1-ga (nn tume positsioon), siis ainult valgus, mille polarisatsioon muutub pärast kahefringeri proovi läbiviimist, võib ahelale või kaamerale jõuda ja seda näha. Seetõttu võib see olla nähtav ainult polariseeritud valguse struktuuri muutmisega.
- Polarisaator ja analüsaator
Kui valgus läbib esimese polariseeruva filtri, genereeritakse lineaarselt polariseeritud valgus. Kui lineaarselt polariseeritud valgus läbib korrektse polarisatsioonitasandi kahepoolse materjali, rikutakse see ja jagatakse kaheks talaks ning mõne tala polarisatsioonitasapind pööratakse 90 võrra. Kui teine polarisaator (analüüseer) on õigesti joondatud (see on 90 kraadi võrreldes esimese polariseerimise filtri suhtes). Seetõttu saavad polarisatsioonimikroskoobis pilte saada ainult kahepoolsed materjalid.
Joonis 2: Päikesevalguse või lambipirni eralduv valgus on polariseerimata, see tähendab, et elektromagnetilised lained võnkuvad igas suunas. Kui polariseerimata valgus läbib polarisaator 1, tekitab see valguse kindla polarisatsiooniga, selles näites vertikaalselt polariseeritud valgusega. Kui seda polariseeritud valgust kiiritatakse polarisaatoril 2 ja polarisaator 2 pöörleb 90 kraadi, ei lähe valgust läbi. Seetõttu on need kaks polarisaatorit nn tumedas asendis, kuna valgust ei saa enam näha pärast teise polarisaatori läbimist.
On oluline, et tuvastatava kahesuunalise materjali polarisatsioonitelg oleks samal polarisatsioonlgel kui esimese polarisaatori genereeritud valgust. Seetõttu on paljud polariseerivad mikroskoobid varustatud pöörlevate platvormidega tagamaks, et objekti polarisatsioonitasapind on hõlpsasti joondatud esimese polariseeriva filtri polarisatsioonitasandiga. Polariseeriva mikroskoobi spetsiaalseks kasutamiseks saab kasutada mitmesuguseid tarvikuid.
Bertrandi objektiivi saab kasutada kristallimustri koonuseks, mis on suunatud objektiivi tagumise augu abil. Lisaks saab kaheharuliste proovide kvantitatiivseks analüüsiks kasutada aeglustusplaate või kompenseerijaid.
