Fázová kontrastová mikroskopia (PCM) je technika optickej mikroskopie, ktorá premieňa fázové posuny v svetle prechádzajúcich priehľadnou vzorkou k zmenám jasu v obraze. Samotné fázové posuny sú neviditeľné, ale sú viditeľné, keď sú zobrazené ako variácie jasu.
Keď svetelné vlny prechádzajú cez médium iné ako vákuum, interakcia so médiom spôsobuje, že amplitúda vlny a fáza sa menia spôsobom závislým od vlastností média. Zmeny v amplitúde (jas) vyplývajú z rozptylu a absorpcie svetla, ktoré je často závislé od vlnovej dĺžky a môžu spôsobiť farby. Fotografické vybavenie a ľudské oko sú citlivé iba na variácie amplitúdy. Bez osobitných opatrení sú preto fázové zmeny neviditeľné. Fázové zmeny však často sprostredkujú dôležité informácie.
Základným princípom na zviditeľnenie fázových zmien vo fázovej kontrastnom mikroskopii je oddelenie osvetľujúceho (pozadia) svetla od svetla rozptýleného vzorky (ktoré tvorí detaily popredia) a manipuluje s nimi odlišne.
Osvetľujúce svetlo v tvare krúžku (znázornené zeleným na obrázku), ktoré prechádza kondenzačným prstencom, sa zameriava na vzorku kondenzátorom. Časť osvetľujúceho svetla je rozptýlená vzorkou (žltá). Zostávajúce svetlo nie je ovplyvnené vzorkou a tvorí svetlo pozadia (červená). Pri pozorovaní netradičnej biologickej vzorky je rozptýlené svetlo slabé a zvyčajne fázové posunutie o -90 stupňov (v dôsledku typickej hrúbky vzoriek a rozdielu indexu lomu medzi biologickým tkanivom a okolitým médiom) vzhľadom na svetlo pozadia. To vedie k popredia (modrý vektor v sprievodnom obrázku) a pozadie (červený vektor), ktorý má takmer rovnakú intenzitu, čo vedie k nízkemu kontrastu obrazu.
V mikroskope s fázovým kontrastom sa kontrast obrazu zvyšuje dvoma spôsobmi: vytvorením konštruktívneho rušenia medzi rozptýlenými a pozadiami svetlami v oblastiach pohľadu, ktoré obsahujú vzorku, a znížením množstva svetla pozadia, ktoré dosahuje obrazovú rovinu. [4] Po prvé, svetlo pozadia je fázové posunuté o -90 stupňom prejdením krúžkom fázového posunu, ktorý eliminuje fázový rozdiel medzi pozadím a rozptýlenými svetlovými lúčmi.
Keď sa svetlo potom zameriava na obrazovú rovinu (kde je umiestnená fotoaparát alebo okuláre), tento fázový posun spôsobuje pozadie a rozptýlené svetelné lúče pochádzajúce z oblastí zorného poľa, ktoré obsahujú vzorku (tj v popredí), aby konštruktívne interferovali, čo vedie k zvýšeniu jasu týchto oblastí v porovnaní s regiónmi, ktoré neobsahujú vzorku. Nakoniec sa pozadie stmieva ~ 70-90% sivým filtračným krúžkom; Táto metóda maximalizuje množstvo rozptýleného svetla generovaného osvetľovacím svetlom, pričom minimalizuje množstvo osvetľovacieho svetla, ktoré dosahuje obrazovú rovinu. Časť rozptýleného svetla, ktoré osvetľuje celý povrch filtra, budú fázové a stlmené krúžkami, ale v oveľa menšej miere ako svetlo pozadia, ktoré osvetľujú iba prstene posunu a sivé filtra.
Vyššie uvedené opisuje negatívny fázový kontrast. Vo svojej pozitívnej podobe je svetlo pozadia namiesto toho fázové posunuté podľa stupňa +90. Svetlo pozadia bude teda 180 stupňov mimo fázy vzhľadom na rozptýlené svetlo. Rozptýlené svetlo sa potom odpočíta od svetla pozadia, aby sa vytvoril obrázok s tmavším popredím a ľahším pozadím.
