Fazno-kontrastna mikroskopija (PCM) je optična mikroskopijska tehnika, ki pretvori fazne premike v svetlobi, ki prehaja skozi prozorni vzorec in sprememb svetlosti na sliki. Fazni premiki so sami nevidni, vendar postanejo vidni, če so prikazani kot razlike v svetlosti.
Ko svetlobni valovi potujejo skozi medij, ki ni vakuum, interakcija s medijem povzroči, da se amplituda valov in faza spremenita na način, ki je odvisen od lastnosti medija. Spremembe amplitude (svetlosti) izhajajo iz razprševanja in absorpcije svetlobe, ki je pogosto odvisna od valovne dolžine in lahko povzroči barve. Fotografska oprema in človeško oko sta občutljiva le na razlike v amplitudi. Brez posebnih dogovorov so fazne spremembe zato nevidne. Kljub temu fazne spremembe pogosto posredujejo pomembne informacije.
Osnovno načelo, da bi fazne spremembe vidne v fazno-kontrastni mikroskopiji, je ločevanje osvetlitvene (ozadje) svetlobe od svetlobe, ki je razpršena z vzorcem (ki sestavlja podrobnosti o ospredju) in jih drugače manipulira.
Osvetlitev svetlobe v obliki obroča (prikazana v zeleni sliki), ki prehaja kondenzatorski obred, je osredotočen na vzorec s kondenzatorjem. Nekateri osvetljujoči svetlobi je raztresena po vzorcu (rumeni). Vzorec ne vpliva na preostalo svetlobo in tvori svetlobo ozadja (rdeča). Pri opazovanju neobremenjenega biološkega vzorca je razpršena svetloba šibka in običajno fazno premaknjena za –90 stopinj (zaradi značilne debeline vzorcev in razlike v indeksu loma med biološkim tkivom in okoliškim medijem) glede na svetlobo ozadja. To vodi v ospredje (modri vektor v spremljajoči sliki) in ozadja (rdeči vektor), ki imata skoraj enako intenzivnost, kar ima za posledico nizko kontrast slike.
V fazno-kontrastnem mikroskopu se kontrast slike poveča na dva načina: z ustvarjanjem konstruktivnih motenj med razpršenimi in ozadji svetlobnimi žarki v območjih vidnega polja, ki vsebujejo vzorec, in z zmanjšanjem količine svetlobe ozadja, ki doseže ravnino slike. [4] Prvič, svetloba ozadja se fazno premakne za –90 stopinj tako, da jo prenese skozi obroč s faznim premikom, ki odpravlja fazno razliko med ozadjem in razpršenimi svetlobnimi žarki.
Ko je svetloba nato osredotočena na slikovno ravnino (kjer je nameščena kamera ali okular), ta fazni premik povzroči ozadje in razpršene svetlobne žarke, ki izvirajo iz regij vidnega polja, ki vsebujejo vzorec (tj. Sprednjo ploščo), da konstruktivno motijo, kar povzroči povečanje svetlosti teh območij v primerjavi z regijami, ki ne vsebujejo vzorca. Končno je ozadje zatemnjeno ~ 70-90% s sivim filtrirnim obročem; Ta metoda maksimira količino raztresene svetlobe, ki jo ustvari osvetlitvena luč, hkrati pa zmanjša količino osvetlitvene svetlobe, ki doseže ravnino slike. Nekatere raztresene svetlobe, ki osvetljuje celotno površino filtra, bodo fazno premaknjene in zatemnjene z obroči, vendar v veliko manjši meri kot svetloba ozadja, ki samo osvetljuje fazni premik in sivi filter obroče.
Zgornje opisuje negativni fazni kontrast. V svoji pozitivni obliki se svetloba ozadja namesto tega fazno premika z +90 stopnja. Svetloba ozadja bo torej 180 stopinj iz faze glede na razpršeno svetlobo. Razpršena svetloba bo nato odšteta od svetlobe ozadja, da tvori sliko s temnejšim ospredjem in lažjim ozadjem.
