偏光顯微鏡 (Polarizing Microscope) 的原理是基於光的偏振性，利用偏振光觀察樣品的光學各向異性。這種顯微鏡通常用於觀察具有不同光學方向性的樣品，例如礦物、結晶體和生物樣品中的纖維結構。其基本構造與運作原理說明如下：
- 偏振器與檢偏器
- 起偏器：位於光源上方，用於將普通光轉變為偏振光。偏振光具有特定的振動方向。
- 檢偏器：位於目鏡前方，用於選擇性通過特定方向的偏振光。偏振器和檢偏器的方向可以互相調整，通常設置為90度，稱為「交叉偏光」配置，這樣能夠過濾掉所有非雙折射的光線。
- 樣品的雙折射特性：偏光顯微鏡適用於觀察雙折射材料。當偏振光通過具有雙折射特性的樣品時，光會分解成兩束不同的偏振光，並沿著不同的光路進行傳播。這些光在離開樣品後產生相位差，形成干涉，使樣品顯現出顏色和對比度。這種現象主要發生在結晶體、礦物及一些生物材料中。
- 相位差與干涉顏色：雙折射光束經過檢偏器時，由於相位差形成干涉，會產生「干涉顏色」，根據相位差的不同顯現出不同的顏色。這些顏色反映了樣品的厚度、組成和結構特性，是偏光顯微鏡分析的依據。
- 補色片與 λ 板：偏光顯微鏡中常加入補色片或λ板，以增強顏色對比或調整干涉顏色，進而更清晰地呈現樣品的光學各向異性。
偏光顯微鏡的應用
偏光顯微鏡廣泛應用於地質學、材料科學、生物學和醫學。它可以幫助研究晶體的結構、材料的應力分布、細胞內纖維結構等，特別適合分析具備光學各向異性的樣品。