Dispositif interférentiel pour l'observation des objets transparents. La présente invention a. pour objet un dispositif rendant facilement observables, au microscope, des. objets ou parties d'objets transparents, normalement invisibles ou très peu visibles dans un microscope ordinaire, mais qui présentent des variations locales d'in dice de réfraction ou d'épaisseur et des pro priétés déphasantes.
On a déjà utilisé, pour l'observation de tels objets, la méthode interférentielle et le contraste de phase. Toutefois, les procédés ainsi utilisés présentent divers inconvénients. Notamment, dans le cas des interférences, on se heurte à des difficultés de réglage, tandis que, dans le contraste de phase, la lame de phase détermine une obturation .des faisceatux, d'où il résulte une apparition de franges de diffraction.
La présente invention -a. pour objet un dispositif qui permet d'éviter les inconvé nients ci-dessus rappelés, tout en conservant les avantages de la méthode interférentielle.
Le dispositif conforme à l'invention, qui est destiné à être utilisé en combinaison avec un microscope, comprend, en succession, un polariseur, un ensemble formé de deux lames transparentes taillées dans un cristal à 45 de l'axe optique dudit cristal, lesdites lames étant croisées, et un analyseur.
Ce dispositif peut en outre comprendre, entre l'ensemble des lames cristallines croisées et l'analyseur, une autre lame cristalline ou un compensateur, capables de produtire une différence de marche entre les rayons lumi neux, issus de l'ensemble de lames cristallines croisées et traversant cette autre lame cristal line ou ce compensateur.
Le dispositif conforme à l'invention peut être agencé sous forme d'un bloc compact, dans lequel les divers éléments sont montés de façon à pouvoir tourner pour permettre de régler leurs orientations relatives.
Il peut être disposé à la place de l'oculaire du micros cope avec lequel il est associé, auquel cas il est combiné avec un objectif auxiliaire que l'on place à, proximité de l'image de l'objet donnée par l'objectif du microscope, et avec un microscope de faible grossissement, coin- posé ,d'un objectif et d'un oculaire, pour l'ob- servation de l'image formée .par ledit objectif auxiliaire. Il peut également être disposé en avant de l'objectif du microscope avec lequel il est associé.
Le dessin représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention.
La fig.1 est une coupe axiale schématique d'un microscope auquel est associée cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe analogue d'une première variante.
La fig. 3 est une coupe analogue d'une seconde variante.
La fig. 4 est un schéma montrant, en coupe axiale, l'aspect de l'image obtenue avec une forme d'exécution du dispositif. La fig. 5 est un schéma analogue à celui de la fig. 4, relatif à ime autre forme d'exé cution..
Tel qu'il est représenté à la fig. 1, le microscope comprend un condenseur Oi au foyer .duquel est disposée une fente F éclairée en lumière blanche, ce condenseur formant ainsi -Lui faisceau de rayons parallèles qui traversent l'objet transparent A disposé de vant l'objectif 02 du microscope.
L'objet A est formé, par exemple, par une lame de verre à faces parallèles comportant en 31 une petite surépaisseur qui constitue la partie d'objet que l'on désire observer.
L'objectif 02 donne de A une image en A' qui est examinée à l'aide du dispositif objet. de l'invention. Un objectif 03, dont le foyer objet coïncide avec le foyer côté image F' de l'objectif 02 du microscopie, est placé très près de cette image A'. L'objectif 03 joue le rôle d'une lentille de champ pour l'image de l'objet et le rôle d'une lentille collimatrice pour le faisceau de lumière, étant donné la position du point P".
La lumière traverse alors en faisceau parallèle, deux lames cristal lines croisées L1 et L2, à faces parallèles et taillées à 45 d e l'axe optique du cristal dont elles sont extraites. Un .petit microscope auxi- liaÀre de faible grossissement, composé d'un. objectif 04 .et d'un oculaire 05, permet d'exa miner l'image A' à travers l'ensemble L formé par les lames L1 et L2.
Sur la face antérieure de la lame Li est collé -Lui polariseur P, tandis qu'un analyseur P', agencé pour pouvoir tourner autour de l'axe optique du système, est disposé derrière l'ensemble L.
Le polariseur P et l'analyseur P', au lieu d'occuper les positions indiquées sur la figure, pourraient être disposés respec tivement en des points quelconques. du trajet dés rayons lumineux, à la. condition que le polariseur P se trouve entre la source de lu mière éclairant la fente P et. l'ensemble L et que l'analyseur P' se trouve entre l'ensemble L et 1'#i1 de l'observateur.
On sait qu'un système tel que L, formé par deux lames cristallines à 45 de l'axe optique et croisées, produit le phénomène de la double réfraction. Par conséquent, l'image A" de A' donnée par l'objectif 04 après traversée de l'ensemble L par les rayons lumineux est., en réalité, formée par deux images polarisées à angle droit, l'une ordinaire 0, l'autre extra ordinaire E (fig.4). Ces deux images sont décalées en largeur par suite de la. double réfraction.
Si les lames Ll et<I>L2</I> n'ont pas la même épaisseur, l'ensemble L crée une diffé rence de marche entre les rayons formant l'image 0 et ceux formant l'image E et il en résulte que ces deux images sont également décalées en profondeur.
Si, au contraire, ces deux lames L1 et L2 sont. d'épaisseurs iden tiques et sont perpendiculaires aux rayons liunineux, la différence de marche entre les rayons formant respectivement les deux images 0 et E est nulle quelle que soit la lon gueur d'onde, et. il n'y a- pas de décalage relatif de ces images en profondeur.
On suppose tout d'abord que l'épaisseur des lames Li et L2 ,est choisie de telle ma nière que le décalage en largeur .des images 0 et E soit supérieur à la largeur de l'image de la partie d'objet 117 que l'on désire observer (fig. 4).
Dans ces conditions, on voit que si, dans lies régions (1), (2) et (3) de la fig.4, les deux images se superposent sans différence de marche, il n'en est pas de même en M'o et 111'E où se trouvent localisées les images ordinaire et extraordinaire de la partie d'objet M, à cause de variations de phase introduites par la variation d'épaisseur de l'objet.
L'image 117'o interfère avec le fond de l'image 111'E et, inversement, l'image lÏTE interfère avec le fond de l'image lU'o. Les deux images DTo et 111'E apparaissent avec. une intensité propor tionnelle à la phase, exactement comme dans la méthode du contraste de phase.
Mais, dans le cas présent, il n'y a plus de lame de phase, donc plus d'obturation des faisceaux. Les franges de diffraction qui apparaissent en contraste de phase n'existent plus et les va riations d'intensité dans les images dessinent les variations de phase résultant des varia tions- d'épaisseur de l'objet, que ces variations soient lentes ou rapides.
De plus, en faisant tourner l'analyseur P' autour de l'axe optique du système, il est possible de faire varier les intensités relatives des images ordinaire 111'o et extraordinaire<B>MIE</B> et d'obtenir ainsi un résultat analogue à celui que l'on, obtient avec une lame de phase à absorption, variable.
Les mêmes résultats seraient obtenus si, au lieu d'une ou plusieurs variations locales d'épaisseur, l'objet présentait une ou plusieurs variations locales d'indice de réfraction.
Le dispositif représenté à la fig.2 com porte exactement les mêmes éléments que le dispositif qui vient d'être décrit ci-dessus, avec la seule différence qu'une lame demi onde pour le jaune, désignée par la référence L3 est intercalée entre l'ensemble L et l'ana lyseur P'.
Dans ce cas, dans les régions (1), (2) et (3), la différence de marche étant d'une demi-longueur d'onde (A/2.) ,entre les rayons for mant l'image ordinaire et ceux formant l'image extraordinaire, pour le jaune, le champ apparaît avec la teinte sensible. Dans les régions M'o et<B>MIE,</B> cette différence de marche devient A/2 plus ou moins la diffé rence de marche introduite par l'objet. La teinte sensible vire donc aussitôt dans ces régions.
Les images 111'o et 111'E apparaissent avec des couleurs ,différant de celles du champ de fond, leurs teintes étant symé- triques par rapport à la teinte sensible, et non complémentaires. On peut, en changeant la lame demi-onde, modifier à volonté la diffé rence de marche entre les rayons formant res pectivement les images ordinaire et extraor dinaire dans les régions (1), (2) et (3) et faire apparaître l'a teinte que l'on veut.
Les teintes différentes .des régions 11'o et 3f'E varieront également. Le seul aspect<B>_</B> de la teinte Per mettra de chiffrer la différence de phase introduite par la variation: d'épaisseur de l'objet.
Il convient d'indiquer qu'on peut obtenir exactement les mêmes résultats, sans lame cristalline supplémentaire L3, en déplaçant la fente F dans le plan focal du condenseur et parallèlement aux franges à l'infini ,des lames L. Il est même possible d'utiliser simultané- ment une ou plusieurs fentes telles que F, situées dans le plan focal du condenseur, pour obtenir des effets variés dus à la superposi tion des teintes. .
Si, dans le même dispositif que celui représenté à la fig. 2, on donne aux lames Li et L2 ime épaisseur suffisamment faible poum que le décalage, en largeur, des deux images dues à la double réfraction. par l'ensemble L soit très petit, on; obtient, en 9."; une image du type de celle représentée;
à la fig. 5, dans laquelle les deux images A11'0 et 111'E sont à peine séparées. Par suite de la présence de la lame L3, demi-onde polir le jaune, on ob tient, comme dans l'exemple précédent, une teinte pourpre dans les régions (1) et (2) de la fig. 5.
Par contre, dans les régions (5) et (4), par suite du décalage, la différence de marche entre les rayons formant respectivement les images D1'o et<B>MIE</B> n'est plus ,1/2 pour le jaune, et la teinte sensible vire. La teinte observée dans lesdites régions (5) et (4) donne cette fois la tangente de l'angle de phase dans ces ré gions.
On conçoit que, si le décalage n'est pas trop grand, l'ensemble des courbes 0 et E moule l'image avec une précision suffisante pour avoir une bonne reproduction de l'objet.
Ainsi qu'il est indiqué à la fig. 3, il est également possible de disposer l'ensemble L, le polariseur P et l'analyseur P' entre l'objet A et l'objectif 02 .d'un microscope muni d'in simple oculaire Or, de type ivsuel. Un compen sateur peut aussi être intercalé entre l'ensem ble des deux lames croisées et l'analyseur.
Le polariseur P :et l'analyseur P' pourraient aussi occuper des positions autres que celles repré sentées, le polariseur pouvant être placé avant l'objet, sur le trajet des rayons lumineux provenant de la fente F, et l'analyseur poil- vant être placé n'importe où entre l'ensemble L et l'ceil de l'observateur.
Dans ce cas, poil que l'astigmatisme dû à la biréfringence ne soit pas gênant, il faut que l'épaisseur commune e des lames ne soit pas trop grande.
Le tableau ci-dessus donne, polir différentes ouvertures numériques, les épaisseurs que l'on ne .doit pas dépasser
EMI0004.0001
- <SEP> iz <SEP> sin <SEP> ze <SEP> -1,26 <SEP> e <SEP> _ < <SEP> 0,05 <SEP> min
<tb> 0,90 <SEP> 0,1
<tb> 0,45 <SEP> 0,4
<tb> 0,28 <SEP> 1 Toutefois, la disposition représentée à la fig. 3 est moins pratique que celle des fig.1 et 2,
car la construction d'un polariscope à lames très minces est très difficile.
Le dispositif, objet de l'invention, peut être employé avec n'importe quel grossisse ment -et il n'y a aucune obturation des fais ceaux, donc aucune frange de diffraction pa rasite.