仪器网（yiqi.com）欢迎您！

偏光显微镜和偏光在日常生活中的应用

      偏光原理

      简单来说，自然光是横向波，振动的方向是所有方向。 在灯前放一个光栅。 该光栅仅允许沿特定方向振动的光通过。 然后，穿过光栅的光是偏振光。

      偏光显微镜是一种用于研究所谓的透明和不透明各向异性材料的显微镜。 在偏光显微镜下可以清楚地区分具有双折射的物质。 当然，这些物质也可以通过染色来观察，但是有些是不可能的，必须使用偏光显微镜。 偏振显微镜是利用光的偏振特性研究和识别具有双折射的材料的必不可少的工具。 大多数用户可以将其用于单偏振光观察，正交偏振光观察和锥光观察。

      显微镜的应用领域：

      1.地质分析：如矿物和晶体的分析。

      2.生物领域：在活生物体中，不同的纤维蛋白结构表现出明显的各向异性，可以通过使用偏光显微镜获得这些纤维中分子的详细排列。 如胶原蛋白，细胞分裂过程中的纺纱等。

      3.鉴定各种生物和非生物材料：例如淀粉特性鉴定，药物成分鉴定，纤维，液晶，DNA晶体等。

      4.医学分析：如结石，尿酸结晶的检测，关节炎等

      5.偏光在车灯的应用

      当汽车在夜间在道路上行驶并与对面的车辆相遇时，为了避免两侧的车灯眩目，驾驶员会关闭大灯，仅打开小灯，并减慢速度 避免发生意外。 如果驾驶室的前窗玻璃和大灯的玻璃盖都装有偏光板，并且它们的偏光方向都在同一方向上，并且与水平面成45度角，那么驾驶员只能看到他的 汽车从前窗射出的灯光，而不是对面照明的灯光，因此，当汽车在夜间行驶时，既不熄灯也不减速，可以确保安全行驶。

光，传递文明，照亮世界！通过几代科学家的不懈努力，我们不仅认识到光本身的性质，并且通过不同波长的光开辟了不同的实际应用。

今天，就一起领略光在机器视觉中的广泛应用吧~

其实光是一种电磁波，其振幅、频率，相位等物理特性都包含了信息，而电磁波的频率范围从1赫兹以下到1025赫兹以上，对应的波长范围是几千公里到原子核的几分之一。

频率范围（电磁频谱）根据波长分为不同的频段，每个频段内的电磁波用不同的名称称呼。每段波长还具有不同的特征，例如它们的产生方式，它们与物质的相互作用方式，以及对我们而言最重要的是它们的实际应用。

▲频谱，电磁频谱的频带范围从低端的X射线（最短的波长）到高端的远程红外（最长的波长）。

X射线

X射线是频谱中最小的最左边的一段，在0.01-10nm之间。X射线光穿过物体并根据物体密度被吸收，我们可以通过测量吸收率来查看被测物的结构。X射线有着能够深入地穿透材料而不会破坏材料的这一特性，因而成为无损测试和检测的理想之选。

在机器视觉中，我们将X射线与CMOS检测技术相结合，可以做到在更低的X射线剂量下提供更优质的图像。这样可以实现更大的动态范围、更好的分辨率、更优的对比度，并且为客户提供更高的速度，更长的使用寿命和更低的剂量。

▲在机器视觉中应用X射线检测精密结构件。

紫外线

我们之所以能在部分光谱中看到某些事物而在其他光谱中看不到某些事物的原因之一，是因为不同的材料具有不同的光谱特性。在可见光或甚至在SWIR中看起来非常相似的材料在光谱的UV部分（10-400nm）中看起来可能非常不同。

众所周知，某些类型和强度的紫外线会导致晒伤。而高功率的紫外线源还用于定位、识别血液、唾液等体液，在紫外灯光的照射下某些肉眼无法看到的事物也将清晰可见。

▲在紫外灯的照射下，人的雀斑也将更加明显。

在机器视觉中，我们可以借助紫外线，看到不同金属或塑料之间的对比，并且通过散射的特性，我们可以使用紫外线来检测比常规光学成像所观察到的缺陷或污染物小得多的缺陷或污染物。紫外线按波长通常分为长、中、短波三种：UVA（波长：400～320nm），UVB（波长：320～275nm），UVC（波长：200～275nm）。

▲诸如昂贵的硅芯片掩模之类的关键组件可能需要更高能量的UV-C光进行检测，以确保不会遗漏任何东西。

可见光

可见光是可见的，其波长在400-700nm之间。在机器视觉中，可见光的应用相当广泛，大多数的成像都在此范围内进行。虽然我们也可以用眼睛看到可见光下的物体，但相机代替人眼做检测是大势所趋。

▲图为凌云光参加2021VC上海展其中一套自主研发的基于深度学习的图像分析软件的视觉解决方案

近红外光

近红外是可见光与SWIR的过渡阶段，其波长在700-900nm之间。在机器视觉中，将可见光与SWIR相结合的方案应用在传感器和相机上，帮助识别不可见&可见的特征。近红外还可以应用在农业中，它可以检测植物反射光的变化，这是植物健康的主要指标。

▲应用近红外光的整套钻石真假检测系统构成图，黑白相机通过采集被测物反射出的近红外光线，来判断被测物的是否是真钻石。

短波红外

短波红外（SWIR）是在900到2500nm范围内的光。SWIR可以帮助我们区分颜色相似的物体，看到高温的物体，甚至穿透某些材料。在机器视觉中，短波红外可以帮助检测并突出显示某些难以用可见光和可见光相机区分的物体。

▲SWIR可以用于食品分选，通过食品中不同的水分含量将相同或相似颜色的物体进行分类。例如对肉桂，咖啡豆，岩石和葡萄干进行区分。

长波红外

长波红外（LWIR）的起始波长约为5000nm，高可达40000nm。在此长度下，该波受环境光的影响较小，并且大部分受热量调制。当我们将脸转向太阳时，正是LWIR使我们感到温暖。在机器视觉中，LWIR对于热成像（基于它们散发的热量查看事物）和热成像/放射成像（检测对象中的特定温度或温度范围）都非常有用。

▲左右图分别显示了两个PCB组件：一个处于50度，一个处于41度。由于这些组件对热敏感，因此我们可以通过LWIR检测温度来诊断其效率和可操作性。

凌云光：懂得&专业

光谱的不同波段揭示了不同的事物，而结合机器视觉技术可以帮助我们在成像问题中获得更多的解决方案。

偏光显微镜（Polarizing microscope）是将普通光改变为偏振光进行镜检研究具有双折射性物质的一种显微镜。双折射性是晶体的基本特性，指光束入射到具有各向异性的晶体表面，分解为两束光后沿不同方向折射的现象。偏光显微镜可以鉴别某一物质是单折射（各向同性）或双折射性（各向异性），因此在地质学、化学、生物学和植物学等领域得到广泛应用。

广州明美的偏光显微镜MP41具备透射、反射偏振光源， 可实现单偏光观察，正交偏光观察和锥光观察等多种观察方式，利用光的偏振特性研究检测双折射性物质的同时，还能满足液态高分子材料、生物聚合物及液晶材料的晶相观察。现已成功应用于矿石、动物齿和骨、药品有效成分检测等方面。

矿物类如石英、云母石等具有稳定、特异的偏光特征 ，暗视野中均会出现较强的、多种颜色的干涉色带，非常直观明显。MP41带圆盘载物台，可观察到多种矿物质的双折射和消光现象。作为鉴定矿物质及矿物类药品的重要技术工具，偏光显微镜可准确测出多种矿物类药品的折射率、解离角以及消光角等矿物类特有的光学性质，在提高检测效率及检出合格率方面的优势可见一斑。

动物的骨和齿的磨片在普通显微镜下较难观察得仔细,在偏振光观察下则有强烈的颜色和条纹对比。有些动物的横纹肌和毛发也可以用偏光镜来检查。因此,许多动物药材如豹骨、龟板等,甚至包括结石、尿酸结晶、分泌物等都可以用偏光显微镜来进行检查，偏光显微镜的应用给检验工作带来了极大的便利。

（来源：广州市明美光电技术有限公司 ）

淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，分为直链淀粉和直链淀粉。一般淀粉呈白色或者类白色，不溶于乙醇、丙酮等溶剂，淀粉是以颗粒状态存在于胚乳细胞中，不同来源的淀粉其形状、大小各不相同。淀粉颗粒的形状大致可分为圆形、椭圆形和多角形3种。一般水分高，蛋白质含量少的植物淀粉颗粒较大，多呈圆形或椭圆形，如马铃薯淀粉;反之颗粒较小，呈多角形，如米淀粉。

检验淀粉通常是用碘液染色来进行检测确定，但是这种方法比较麻烦，现在我们用明美偏光显微镜MP41，不用染色就可以确定是不是淀粉。明美偏光显微镜MP41将普通光变成偏振光进行检测观察，在偏光镜下，可以看到淀粉粒呈现层状结构，称为层纹，层纹是晶态的支链淀粉与非晶态的直链淀粉交替排列形成的结构，淀粉粒正是从脐点开始，一层一层向外生长的。在显微镜下鉴定淀粉粒的一个重要特征是消光，当用偏光显微镜观察淀粉粒时，发现这些颗粒主体呈现白色，但是有一个十字形的黑色区域，称为十字消光现象，消光十字在脐点处交汇。

来源：https://www.mshot.com/article/1365.html

淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，分为直链淀粉和直链淀粉。一般淀粉呈白色或者类白色，不溶于乙醇、丙酮等溶剂，淀粉是以颗粒状态存在于胚乳细胞中，不同来源的淀粉其形状、大小各不相同。淀粉颗粒的形状大致可分为圆形、椭圆形和多角形3种。一般水分高，蛋白质含量少的植物淀粉颗粒较大，多呈圆形或椭圆形，如马铃薯淀粉;反之颗粒较小，呈多角形，如米淀粉。

检验淀粉通常是用碘液染色来进行检测确定，但是这种方法比较麻烦，现在我们用明美偏光显微镜MP41，不用染色就可以确定是不是淀粉。明美偏光显微镜MP41将普通光变成偏振光进行检测观察，在偏光镜下，可以看到淀粉粒呈现层状结构，称为层纹，层纹是晶态的支链淀粉与非晶态的直链淀粉交替排列形成的结构，淀粉粒正是从脐点开始，一层一层向外生长的。在显微镜下鉴定淀粉粒的一个重要特征是消光，当用偏光显微镜观察淀粉粒时，发现这些颗粒主体呈现白色，但是有一个十字形的黑色区域，称为十字消光现象，消光十字在脐点处交汇。

来源：https://www.mshot.com/article/1365.html

偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器,可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。偏光显微镜配置有石膏λ、云母λ/4试片、石英楔子和分划目镜、移动尺等附件，Z重要的部件是偏光装置——起偏器和检偏器。 将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射（各向同行）或双折射性（各向异性）。因为这一特性在许多领域都可应用。

1、生物领域：

在生物学中，很多结构具有双折射性，这就需要利用偏光显微镜加以区分，不同的纤维蛋白结构显示出明显的各向异性，使用偏光显微镜可得到这些纤维中分子排列的详细情况。如胶原蛋白、细胞分裂时的纺缍丝等。

2、各种生物和非生物材料鉴定：

如淀粉性质鉴定、药品成分鉴定、纤维、液晶、DNA晶体等。

食盐

3、地矿分析：

双折射性是晶体的基本特征，因此偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，如矿物及结晶体的分析。

矿物晶体

4、医学分析：

如结石、尿酸晶体检测、关节炎等，常利用偏光显微术来鉴别骨骷、牙齿、胆固醇、神经纤维、肿瘤细胞、横纹肌和毛发等。

5、植物学领域：

如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织中是否含有晶体等。

（来源：广州市明美光电技术有限公司）

偏光显微镜+热台有何应用？偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器。它在医学上有广泛的用途，如观察齿、骨、头发及活细胞等等的结晶内含物，神经纤维、动物肌肉、植物纤维等的结构细节，分析病变过程。 它也可以观察无机化学中各种盐类的结晶状况。
      热台主要指一种用于对试样施加温度的精密仪器。并通过光学显微镜等其它仪器对样品观察或测试。用于显微镜下对样品加热的热台通称为显微镜热台。
它是地质、矿产、冶金、石油等部门和相关高校的高分子等专业最常用的专业实验仪器。
      偏光显微镜+加上热台系统可供广大用户通过偏光来观察物体在加热状态下的形变、色变及物体的三态转化，也可以判断熔点，溶剂化物，晶体与非晶等应用......

广州微域光学仪器有限公司供应的热台偏光显微镜型号：MXP6000-X4-E3ISP20000KPA

参数配置：

实例拍摄

样品室温状态

加热融化过程

加热过程中晶体逐渐析出

熔点态恒温观测

自动计数

计数结果及excel导出