显微镜的主要类型

传统的生物显微镜难以观察无色透明的活体细胞。相位差显微镜利用光的衍射和干涉特征，根据亮度差（对比度）来显示标本，因此可用于观察无色透明的活体细胞。

原理

对于正弦波等周期性运动，相位表示正弦波相对于其原点的部分。光也是一种波动，当光穿过物体时，穿过物体的光（衍射光）与剩余的光（直射光）之间会发生相位的改变。即使是无色透明的物体，当光穿过物体时，仍然会发生相位的改变。将相位差转换为亮度差，即可观察标本。

特点

• 相位差显微镜可将相位差转换为亮度差，因此能够在不造成污染的情况下，观察透明细胞。
• 由于不会污染细胞，相位差显微镜能够观察活体细胞的分裂和其他过程。

结构

由于衍射光的强度较弱，一般无法被人眼观察到，相位差显微镜在物镜与图像表面之间的光的焦点上放置了相板，确保只有直射光的相位发生改变。这会在图像表面产生对比。
这种显微镜的结构特点包括位于会聚镜头焦平面上的环形孔径（不是针孔）和位于物镜后焦平面上的相板。

这种高分辨率显微镜技术能够克服光学显微镜因光的衍射限制导致分辨率受限的缺陷。

原理

一般而言，由于光的衍射限制，光学显微镜的分辨率被限制在200 nm或更大。美国研制的基于结构光照明的高分辨率显微镜已经克服了这一缺陷。结构光照明显微术利用格栅或其他图案化照明（结构光照明）的莫尔效应捕捉衍射光，从而获得高分辨率图像，克服了传统光学显微镜无法进行高分辨率成像的缺陷。

特点

• 这种显微镜可实现增强横向和轴向分辨率，大约是传统光学显微镜的两倍。
• 这种显微镜可高速处理拍摄的多幅图像，从而实现细胞的实时成像。

结构

结构光照明显微镜的结构并不新颖，但是其捕捉光线的方式是全新的。具体而言，这种显微镜基于光的干涉产生的莫尔条纹，可发出特定图案的光（结构光照明），从而产生莫尔效应。由于通过该技术捕捉的图像包含有关物体的详细信息，这种显微镜可通过计算机分析，将多幅图案合成为高分辨率图像。