偏光技术在材料研究中的应用介绍

微分干涉显微镜会使用到偏光技术来对材料进行研究，而其中的微分干涉显微镜偏光检测的工作原理又是怎样的呢？下面就一起来了解一下！

应用偏振光研究材料组织，已有近百年的历史。偏振光金相研究也有几十年的时间，主要用于以下两方面。

①金属显微组织的研究，有一些金属及合金，用一般金相显微镜无法观察其真实组织，而在偏振光照明下，显微组织。晶粒大小及位向等则清晰可辩；对于经受大量塑性变形的金属，偏振光下还可以测定其择优取向。  

②鉴定非金属夹杂物

偏振光的基础知识：  

从物理光学可知，如果光波的振动方向都互相平行，只在一个固定方向振动的光称线偏振光，简称偏振光。偏振光的振动方向和传播方向所组成的面称振动面。天然光通过起偏镜后可成为线偏振光。偏振光可用检偏镜来检查。不同状态的偏振光通过检偏镜后，将有不同的变化规律。  

对于线偏振光，当起偏镜与检偏镜成正交位置时，通过检偏镜的光线最弱。因此起偏镜与检偏镜的相对位置每转90°交替出现强度最大和消光。  

对于圆偏振光，不论检偏镜的位置如何，总有等量的偏振光通过检偏镜，光的强度不变，无消光现象。

对于椭圆偏振光，光的强度随检偏镜的位置而改变，起偏镜与检偏镜之间的相对位置每转90°交替出现强度的极大和极小。  

偏振光通过各向异性的单轴晶体时将产生双折射现象，分成寻常光（O光）和非寻常光（e光），它们在晶体内的传播速度不同，因而造成光程差ΔL0符合一定条件时，出射光可成为椭圆偏振光。偏振光通过一些非金属夹杂物时，将产生上述效应而获得椭圆偏振光。当试样被线偏振光照射时，从平滑外表面反射的光仍为线偏振光，不能通过正交位置的检偏镜，因而在目镜中看到黑暗；但在夹杂物处，光线既在外表面反射，又从夹杂物和金属之间的界面反射后再经夹杂物折射出来，成为具有不同椭圆度的椭圆偏振光。能通过正交位置的检偏镜而进入目镜，因此在目镜中能清楚地看到夹杂物，所以偏光显微镜可用来观察鉴定非金属夹杂物。  

金属材料按其晶体结构不同可分为各向同性与各向异性。立方点阵的金属都具有各向同性的特征，一般情况下对偏振光不起作用。非立方点阵的金属，如六方晶系，三斜晶系，正方晶系等金属都属各向异性，对偏振光的反应极为灵敏。  

当偏振光照射到一个多晶体的各向异性的金属磨面上时，假如偏振光与某一晶粒的光轴成φ角，则反射光（为线偏振光）的振动面将旋转一个ω角，它使得反射偏振光与检偏镜改变了原来的正交位置，部分反射偏振光能通过检偏镜进入目镜。由于各个晶粒光轴方向各不一样，φ角不等，因而每一个晶粒的反射偏振光的振动面旋转的角度ω也不同，通过检偏镜的光线强度也不同，因而我们能够在目镜中观察到明暗不一的多晶粒。对于弱各向异性的金属，往往将检偏镜偏转极小角度，可以使晶粒明暗差别显著。金相映相衬度提高有利于组织观察。以密排六方晶格的锌为例，其晶体结构造成了光学各向异性，可以利用偏光技术观察。

其实在使用显微镜的时候，可以通过观察不同的被测物来选择不同的观察方法。