偏光技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用介紹

微分干涉顯微鏡會使用到偏光技術(shù)來對材料進(jìn)行研究，而其中的微分干涉顯微鏡偏光檢測的工作原理又是怎樣的呢？下面就一起來了解一下！

應(yīng)用偏振光研究材料組織，已有近百年的歷史。偏振光金相研究也有幾十年的時間，主要用于以下兩方面。

①金屬顯微組織的研究，有一些金屬及合金，用一般金相顯微鏡無法觀察其真實(shí)組織，而在偏振光照明下，顯微組織。晶粒大小及位向等則清晰可辯；對于經(jīng)受大量塑性變形的金屬，偏振光下還可以測定其擇優(yōu)取向。  

②鑒定非金屬夾雜物

偏振光的基礎(chǔ)知識：  

從物理光學(xué)可知，如果光波的振動方向都互相平行，只在一個固定方向振動的光稱線偏振光，簡稱偏振光。偏振光的振動方向和傳播方向所組成的面稱振動面。天然光通過起偏鏡后可成為線偏振光。偏振光可用檢偏鏡來檢查。不同狀態(tài)的偏振光通過檢偏鏡后，將有不同的變化規(guī)律。  

對于線偏振光，當(dāng)起偏鏡與檢偏鏡成正交位置時，通過檢偏鏡的光線最弱。因此起偏鏡與檢偏鏡的相對位置每轉(zhuǎn)90°交替出現(xiàn)強(qiáng)度最大和消光。  

對于圓偏振光，不論檢偏鏡的位置如何，總有等量的偏振光通過檢偏鏡，光的強(qiáng)度不變，無消光現(xiàn)象。

對于橢圓偏振光，光的強(qiáng)度隨檢偏鏡的位置而改變，起偏鏡與檢偏鏡之間的相對位置每轉(zhuǎn)90°交替出現(xiàn)強(qiáng)度的極大和極小。  

偏振光通過各向異性的單軸晶體時將產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，分成尋常光（O光）和非尋常光（e光），它們在晶體內(nèi)的傳播速度不同，因而造成光程差ΔL0符合一定條件時，出射光可成為橢圓偏振光。偏振光通過一些非金屬夾雜物時，將產(chǎn)生上述效應(yīng)而獲得橢圓偏振光。當(dāng)試樣被線偏振光照射時，從平滑外表面反射的光仍為線偏振光，不能通過正交位置的檢偏鏡，因而在目鏡中看到黑暗；但在夾雜物處，光線既在外表面反射，又從夾雜物和金屬之間的界面反射后再經(jīng)夾雜物折射出來，成為具有不同橢圓度的橢圓偏振光。能通過正交位置的檢偏鏡而進(jìn)入目鏡，因此在目鏡中能清楚地看到夾雜物，所以偏光顯微鏡可用來觀察鑒定非金屬夾雜物。  

金屬材料按其晶體結(jié)構(gòu)不同可分為各向同性與各向異性。立方點(diǎn)陣的金屬都具有各向同性的特征，一般情況下對偏振光不起作用。非立方點(diǎn)陣的金屬，如六方晶系，三斜晶系，正方晶系等金屬都屬各向異性，對偏振光的反應(yīng)極為靈敏。  

當(dāng)偏振光照射到一個多晶體的各向異性的金屬磨面上時，假如偏振光與某一晶粒的光軸成φ角，則反射光（為線偏振光）的振動面將旋轉(zhuǎn)一個ω角，它使得反射偏振光與檢偏鏡改變了原來的正交位置，部分反射偏振光能通過檢偏鏡進(jìn)入目鏡。由于各個晶粒光軸方向各不一樣，φ角不等，因而每一個晶粒的反射偏振光的振動面旋轉(zhuǎn)的角度ω也不同，通過檢偏鏡的光線強(qiáng)度也不同，因而我們能夠在目鏡中觀察到明暗不一的多晶粒。對于弱各向異性的金屬，往往將檢偏鏡偏轉(zhuǎn)極小角度，可以使晶粒明暗差別顯著。金相映相襯度提高有利于組織觀察。以密排六方晶格的鋅為例，其晶體結(jié)構(gòu)造成了光學(xué)各向異性，可以利用偏光技術(shù)觀察。

其實(shí)在使用顯微鏡的時候，可以通過觀察不同的被測物來選擇不同的觀察方法。