微分干涉成像

微分干涉（DIC），即Differential Interference Contrast，是Nomarski基于相差技术而发明的一种新的成像技术，其特点是能显示结构的三维立体投影影像。

那么有同学会问微分干涉和前面讲到的相差技术，到底有什么区别呢？以下两幅图比较直观地比较了相差（左）和微分干涉（右）的区别，这是对于同一组细胞的观察图像。

微分干涉的具体光学原理如下图：

The route of light through a DIC microscope. The two light beams should be parallel between condenser and objective

简单来说，DIC的光路过程如下：

①非偏振照明光通过偏振片后，形成45度的偏振光；
②偏振光通过DIC棱镜后，形成偏振方向相互垂直两束光；
③两束偏振光通过聚光镜聚焦，在样本层面相聚0.2μm；
④这两束光由于空间上有一定的距离，如果正好在样品的边缘，那么一束光穿过样品区域另一束光穿过没有样品的区域，这样的话两束光之间会产生光程差，也就是微小的相位差别，所以DIC图像在样品边缘或者微小颗粒上的对比度表现特别明显；

⑤两束光通过物镜后第二块DIC棱镜，两束光重合为一束135度偏振光；
⑥重合的光束因为干涉原因，出现明暗的强度变化；
⑦第二个偏振片去掉了杂散光，只保留135度偏振光。

以下是一张典型的微分干涉DIC图像：

Micrasterias furcata imaged in transmitted DIC microscopy

下图为典型的倒置显微镜以及相关的DIC附件在显微镜上的具体位置：

在非染色的细胞和组织样本成像技术中，DIC成像技术所达到的分辨率和清晰度是其它成像技术无法比拟的，这也是为什么在很多实验中需要采用DIC而不是相差技术。由于以上描述的DIC技术在光学上采用偏振光来成像，所以光路中不能出现任何对于偏振光有影响的材料。由于塑料属于这类材料，如果需要实现较好的DIC效果，一般都需要采用玻璃底的培养器皿。

传统大家认为DIC技术并不适合相对较厚的样品，但是现在显微镜厂家已经针对DIC技术开发出不同类型的DIC棱镜滑块，有适用于厚样品的高分辨DIC滑块(High-Resolution DIC Slider, U-DICTHR)，也有适用于薄样品的高反差DIC滑块(High-Contrast DIC Slider, U-DICTHC)。下图分别是较厚样品线虫和较薄样品培养细胞的DIC图像。