顯微鏡觀察法(一)
A.明視野觀察(Bright Field)： 一般光學組織切片及產品表面放大觀
>觀察試樣直接反射光的方法。
>照明燈的光通過物鏡垂直導向而入 射於試樣，來自試樣的直接反射
光通過物鏡即被觀察到。
B.暗視野觀察(Dark Field)： 如螺旋桿菌及纖毛鞭毛結構等觀察，反光性強
、對比低之產品表面、刮痕缺陷觀察
>觀察試樣干涉及衍射光的方法。
>照明光線通過物鏡週邊斜射於試 樣，來自試樣的干涉及衍射光即被觀
察到。
>由於不將透明光射入直接觀察系統，無物體時，視野暗黑，不可能觀
察到任何物體，當有物體時，以物體衍射回的光與散射光等在暗的背
景中明亮可見。在暗視野觀察物體，照明光大部分被折回，由於物體
所在的位置結構，厚度不同，光的散射性，折光等都有很大的變化。
★適用檢測試樣上微細的擦痕或裂痕，檢測晶片等試樣 鏡狀表面
C. 偏光觀察(Polarized Light)： 礦物及結晶結構等觀察
>這是使用由兩個一組的濾色鏡（檢偏振器和起偏振器）形成偏光 的
微觀察技術。這些偏光軸始終保持相互垂直。
>一些試樣在兩 個濾色鏡之間呈鮮明的對比，或根據雙折射性能和定
向（即、鋅 結構的抛光試樣）呈現顔色。
>在檢偏振器插在目鏡前的觀察光路 時、起偏振器位於垂直照明前面
的光路。
★適合觀察金相結構（即，球墨鑄鐵的石墨增長形態）、 礦物和液晶
（LCD）以及半導體材料。
顯微鏡觀察法(四)
D.微分干涉觀察(Differential Interference contrast)： LCD導電粒子、晶柱、
RGB或多層電路IC及晶元、玻璃刮痕缺陷觀察
>這是將用明視野法可能觀察不到的試樣高度微小差異通過改善對比法
變爲立體或三維圖像的顯微觀察技術。
>照明光由微分干涉對 比棱鏡變爲兩束衍射光，這兩束衍射光使試樣高
度差異造成在光 路上的微小差異，而光路差異變爲利用微分干涉對比
棱鏡和檢偏 振器的明暗對比。
>再利用敏感色板，加強了高度差異的顔色變化。
★適合檢測包括金相結構、礦物、磁頭、硬磁片表面和 晶片精製表面
等有極其微細高度差異的試樣。
在微分干涉差配件中有一個 DIC 稜鏡是由二個契形單軸的晶體，如石英，
以光軸互相交錯的方式互相接合。
其目的在於分離每一光線成為二條偏振互相垂直的光 , 使而形成一特定設
計之分岐角度。
此稜鏡由其結構亦稱為 WOLLASTON 稜鏡或 NOMASKI 稜鏡。
此稜鏡在物鏡和聚光鏡方面必須在分岐角度上互相對應才能產生微分干
涉差之效果。另外，稜鏡之厚度也需加以計算，使能補償光徑長度。雖然
DIC 稜鏡的厚度被設計來補強光徑之長度，但是仍然僅在視野中心點才能得
到最佳的對比。
Nomarski DIC system 微分干涉 (二)
在單軸晶體中非常光線之速率改變，係依入射角度與光軸而定。如果
有較小的投射角度，則所有視野皆可以改善。這是因為形成外緣影像之光
線進入 DIC 稜鏡時之角度，必定與存在的理想設計值有差異，因此，補
償光徑長度也會偏離。
舉例而言，在一個高 N.A. 值的聚光鏡中，使用 10 倍物鏡觀察相位差
樣品，有一些凹凸不平的影像會在視野的邊緣產生，由於高 N.A. 值聚光
鏡的焦距是相對的較短，如此才能使 N.A. 值較高，因此像 10 倍物鏡這種
屑於大視野的物鏡，影像的凹凸不平，在邊緣最為顯著，這是因為光線的
俯角 ( 傾角 ) 通過 DIC 濾鏡後，在聚光鏡那邊是比物鏡大。
相同的現象也會發生在物鏡上，因為經過 DIC 陵鏡後，與物鏡同側
之光線角度，和我們以前提到的 Y = fb × tanθ 相吻合，在較小 θ 的情況下，
筒鏡內的焦距長度增加 20% ，而光源的角度大概會減少 17%，如此一來
就會減少視野的凹凸不平的程度。
顯微鏡觀察法(四)
D.微分干涉觀察(Differential Interference contrast)： LCD導電粒子、晶柱、
RGB或多層電路IC及晶元、玻璃刮痕缺陷觀察
>這是將用明視野法可能觀察不到的試樣高度微小差異通過改善對比法
變爲立體或三維圖像的顯微觀察技術。
>照明光由微分干涉對 比棱鏡變爲兩束衍射光，這兩束衍射光使試樣高
度差異造成在光 路上的微小差異，而光路差異變爲利用微分干涉對比
棱鏡和檢偏 振器的明暗對比。
>再利用敏感色板，加強了高度差異的顔色變化。
★適合檢測包括金相結構、礦物、磁頭、硬磁片表面和 晶片精製表面
等有極其微細高度差異的試樣。
在微分干涉差配件中有一個 DIC 稜鏡是由二個契形單軸的晶體，如石英，
以光軸互相交錯的方式互相接合。
其目的在於分離每一光線成為二條偏振互相垂直的光 , 使而形成一特定設
計之分岐角度。
此稜鏡由其結構亦稱為 WOLLASTON 稜鏡或 NOMASKI 稜鏡。
此稜鏡在物鏡和聚光鏡方面必須在分岐角度上互相對應才能產生微分干
涉差之效果。另外，稜鏡之厚度也需加以計算，使能補償光徑長度。雖然
DIC 稜鏡的厚度被設計來補強光徑之長度，但是仍然僅在視野中心點才能得
到最佳的對比。
Nomarski DIC system 微分干涉 (二)
在單軸晶體中非常光線之速率改變，係依入射角度與光軸而定。如果
有較小的投射角度，則所有視野皆可以改善。這是因為形成外緣影像之光
線進入 DIC 稜鏡時之角度，必定與存在的理想設計值有差異，因此，補
償光徑長度也會偏離。
舉例而言，在一個高 N.A. 值的聚光鏡中，使用 10 倍物鏡觀察相位差
樣品，有一些凹凸不平的影像會在視野的邊緣產生，由於高 N.A. 值聚光
鏡的焦距是相對的較短，如此才能使 N.A. 值較高，因此像 10 倍物鏡這種
屑於大視野的物鏡，影像的凹凸不平，在邊緣最為顯著，這是因為光線的
俯角 ( 傾角 ) 通過 DIC 濾鏡後，在聚光鏡那邊是比物鏡大。
相同的現象也會發生在物鏡上，因為經過 DIC 陵鏡後，與物鏡同側
之光線角度，和我們以前提到的 Y = fb × tanθ 相吻合，在較小 θ 的情況下，
筒鏡內的焦距長度增加 20% ，而光源的角度大概會減少 17%，如此一來
就會減少視野的凹凸不平的程度。