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小角鋭敏色板による低リタデーション試料のコントラスト増強

雲母板を通常の鋭敏色板と超鋭敏色板で比較する画像を載せたエントリーの最後に、普通の鋭敏色板を使って、よりコントラストを高くできる方法が見つかったと記した。それが書いてあったのは、
Journal of Microscopg, Vol. 180. Pt 2. November 1995, pp.127-130, Polarized light microscopy of weakly birefringent biological specimens, R. H. NEWTON. J. P. HAFFEGEE & M. W. HO
という論文で、通常の鋭敏色板を偏光子(検光子)の軸に対して45度ではなく、10度以下程度の角度で入れるとコントラストが良くなるよという内容だった。

通常の偏光顕微鏡では鋭敏色板の軸角度を変えることはできないので、試そうと思ったら、偏光子と検光子の直交状態を保ったまま、いつもの角度から回していく必要がある。というわけで、早速試してみた。試料はネマチック液晶をガラスの上に薄く広げたもの。

まずは、通常のクロスニコル下。
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全体的にくらい。カメラの露光時間をかなり延ばすと
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文様は、よりはっきり見えるようになる。
そして、普通の鋭敏色。
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こちらは、露光が短めの方がコントラストがはっきりするのだけれども、あんまり見やすい状況にはない。
続いて超鋭敏色。
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ここまでの比較だとたしかに超鋭敏色がコントラストが一番付いているように見える。
続いて、小角で鋭敏色板を入れる手法。角度は何種類か試している。
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いずれも、コントラストは段違いに良い。鋭敏色板の軸が偏光子の軸に近いと色調は変らないけれども、透過光量は減って暗くなる。実際、通常の鋭敏色や超鋭敏色に比べると画像は暗くて、カメラの露光時間は延びているのだけれど、コントラストは明確にあがっていて感度はよい。

ついでに、低リタデーションプレートによるコントラスト増強も試みてみた。オリンパスサイトにはブレースケラーがリタデーション測定だけでなく、コントラスト増強にも使えると書いてある。これを試みるには、リタデーションが数十nm程度の位相差板が必要になる。流れとしては、薄く剥いだ雲母板なのだけれど、今回はスコッチクリアテープ1枚を使っている。リタデーションは50nm程度。
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by ZAM20F2 | 2018-09-21 07:04 | 顕微系 | Comments(0)

かなり均一

超鋭敏色法がらみで出した雲母片、頑張って剥がしたのだけれども、均一に剥ぐことは出来ずに、どうしても色調のムラが出ていた。
井上信也さんの自伝を読んでいたら、雲母を5ミクロンに剥いで、ブレースケラー用の位相差板を作ったなんて話があるのだけれど、どうやるとそんなまねができるのか不思議だった。
均一に薄く出来る気がしなくて、雲母板は放置していたのだけれど、少し前に紹介した偏光素子の本を眺めていたら、雲母は水中で剥ぐと空気中よりやりやすいということが記してあったので、早速に洗面器に水をいれて剥いでみた。
確かに、水中の方がスムーズに剥がれる。とりあえず、1枚しかためしていないけれど、空気中のものより均一性はよい。
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1枚だと、色がでないけれども、2枚重ねると、合わせて265nmよりちょっと大きめという感じになる。
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必要に迫られて、ひたすら雲母を剥いでいたら、いつかは液中で作業することを思いついたかもしれないけれど、本のお陰で、他の層状物質にも使えるかもしれない芸を知ることができた。
昔の本には、実験のちょっとした技術が書いてあることが結構あるのだけれど、最近の本にはそういう話はほとんどなく、いろいろな芸が埋もれているのだろうなと思う。

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by ZAM20F2 | 2018-09-19 07:46 | 科学系 | Comments(0)

超鋭敏色法

だいぶ昔に、通常の鋭敏色板(530nm)の半分の位相差の位相差板を平行ニコル間に入れると、普通の鋭敏色と同じ色調になり、微小位相変化に対する感度は普通の鋭敏色より高いという話を書いた。その時には、比較写真を出さなかった気がするので、だいぶ時間が経ってしまったけれど、実例を出そうと思う。

試料として用意したのは雲母板を適当に剥いだもの。端っこのところがそれなりに薄いので、そこに注目して欲しい。軸方位を合わせると、当然のように消光状態となる
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まず、鋭敏色板なしでクロスニコル間の画像。長く見えてるエッジのところに、ちょっとした出っ張りがあるのだけれども、コントラストはあんまりはっきりしていない。
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これに普通の鋭敏色板を入れてみる。すると、確かに長く見えているエッジのところのM型の出っ張りが目に入ってくる。あと、鋭敏色板を入れないと消光状態になる配置で、内部に何か変な方向の切れっ端が存在するのが見えてくる。
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試料を逆方向に回転すると、色調は青色系から暖色系へと変化する。
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続いて、平行ニコルに266nm位相差板を入れたもの。色調変化は普通の鋭敏色板と同じだけれど、確かに色調変化が大きくなって見やすくなっている。ちょっと便利かもしれない。

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※その後、普通の鋭敏色版でコントラストを上げられる方法が見つかってしまっています……

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by ZAM20F2 | 2018-09-12 07:12 | 科学系 | Comments(0)

和紙

だいぶ前に撮影したものの残り。鋭敏色版を入れている。
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by ZAM20F2 | 2018-09-09 09:22 | 物系 | Comments(0)

CマウントにカラーコンパスMFをくくりつける

カラーコンパスMFはCマウントポートがあれば、とりあえずでよいなら簡単に顕微鏡に取り付けられる。
ステップ1 顕微鏡のCマウントに適当なCマウントの部品をねじ込む
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ステップ2 mtテープの内径がCマウント部品の外径とほぼ同じなのを良いことに、上にかぶせる
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ステップ3 カラーコンパスの出っ張りがmtテープの内側に入るのを良いことに、上にのっける。
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ステップ4 落ちないようにテープでとめる
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フランジバックは、幅が15mmのものを使えば、実質問題ないレベルになるだろうと思う。
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by ZAM20F2 | 2018-08-26 08:38 | 科学系 | Comments(0)

スコッチクリアテープ(265nmの位相差板)

一つ前のエントリーで、265nmの位相差板を使う超鋭敏色法を取り上げた。問題の一つは265nmの位相差板をどうやって入手するかで、自作すべく雲母板を試みたのだけれど、一定の厚さで試料を愛で行くのは楽ではなく、雲母はぎ目明治ににならないと、雲母の薄皮はぎは楽ではないという印象となった。

リタデーションの少ない素材としては、スコッチのクリアテープが一部で有名だ。この品、ポリプロピレン製らしいのだけれど、セロファンテープと比べると、リタデーションは遙かに小さく、そして、2軸性が強い。斜入射光があるときは2軸性が問題となるのだけれども、オルソスコープ観察みたいに平行光線の照明なら問題ない。だいたい、雲母も2軸性で、それが位相差板として使える位だから、何ら問題はないはずだ。

というわけで、クリアテープを何枚か重ねではぎ取って、一旦を斜めに削いで平行ニコル下で赤紫になる枚数を探した。大体6枚で目的の色になる模様。そこで、ピンセットを使って、上に重なっているテープをはぎ取る。はぎ取ったものをクロスニコルで見ると、一様な黄色の着色。

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これは、265nmの位相差板としては妥当なところ。これを平行ニコルにすると、見事に赤紫になる。
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しかし、色むらが生じる。クロスニコル下で色差が見えないにもかかわらず、平行ニコルで色差が見えるのは、まさに鋭敏色効果。テープは、少しばかり不思議なところだけれども、細かい複屈折ムラがあるらしい。ただ、ピントをずらすと、一応均一な色調となる。
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そもそも、位相差板は試料とは異なる面に置くわけだから、ピントをずらして均一な色調になるなら、それなりに使えるかなぁと思っている。
ところで、複屈折ムラだけれど、クロスニコルで消光位置にして観察すると、均一に消光せずに明暗ムラが生じる。

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この画像は、上のものより20倍程度露光を増やしている。同じ露出なら、ほぼ真っ暗になる。
さて、光軸が揃っていて、ただし複屈折値にムラがあるなら、この条件で完全に消光するはずだ。しかし、明暗ムラがあるということは、光軸方向がばらついているということを意味している。これは、かなり予想外の出来事だ。というのは、この手のテープは長手方向の強度を増すためにフィルムを引っ張って(延伸して)ある。普通は、一方方向に延伸する一軸延伸されていて、その場合には光軸方向には普通はムラはできないと思う。

このフィルムの光軸はテープの長手から傾いた方向にある。
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下の真っ黒のところは何もない部分で、上がテープのある部分。境界線は長軸に平行ではなく見事に傾いている(これに対して、普通のセロテープは長手方向が光軸だ)。光軸がテープの長手からずれているのは、使っている物質の特性かなぁと長らく漠然と考えていたのだけれども、どうも、それは完全な間違いで、このテープは1軸延伸ではなく、2軸延伸で作られているのではないかという気がしてきた。それなら、このテープが2軸性を示すことも理解出来る。

世の中奥が深く、そして、身近なところに、そのヒントが隠されているものだ。

さて、テープの枚数を倍にすれば普通の鋭敏色板となるはずだ。というわけで、倍の枚数のものも作ってみた。
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下半分はテープがない。ここに鋭敏色板を入れると、色が入れ替わる。実は、上のテープは、鋭敏色板とリタデーションが相殺する角度に入れてある。消光はなかなか完璧で、この厚さでほぼ530nmのリタデーションになっていることが分かる。
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このテープ、1枚あたりのリタデーションは約45nm。ということはブレースケーラー的なものが試せないかと思案中。

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by ZAM20F2 | 2018-06-18 07:44 | 顕微系 | Comments(0)

260nm鋭敏色板(超鋭敏色法)

大昔の応用物理学会誌に日本光学の上野正さんによる「偏光板を使用した偏光顕微鏡」という記事がある。ニコンのPOHに関する話なのだけれど、その中で対物レンズの歪みについては久保田廣さんの開発した超鋭敏色法を用いてチェックしている旨の記述があった。
鋭敏色といえば、通常は530nmの位相差板による赤紫が、わずかな位相差の変化により色調変化を起こす手法だけれども、それに超が着くのはどのような方法かと興味をもって、久保田さんの論文を探してみた。
さて、その方法は、通常の鋭敏色板の半分の位相差の265nmの検板を用いるという手法。もっとも、この検板をクロスニコルの間に入れても、弱い黄色系の着色で、位相差変化による色調変化は少なくて、全然鋭敏ではない。ところが、クロスニコルだった状態を平行ニコルにすると、赤紫の偏光色が現れる。265nmの位相板を平行ニコルに挟むと、265nmの倍の530nmのところが透過率0となって、クロスニコルに530nmの位相差板を挟んだときと類似のスペクトルになるというわけだ。
これだけだと、感度は同じになりそうだけれど、これに、たとえば10nmの余計な位相差が加わった状態を考えると、530nmの位相差板では540(520)nmの偏光色になる。これに対して、265nmの位相差板は275(255)nm板になるけれど、この時に、透過光が0になる波長は、それぞれの倍の550(510)nmとなり、普通の鋭敏色板より色調変化が大きくなる。
これは面白いと試したくなったのだけれど、問題は265nmの位相差板の入手方法。
この波長の位相板、正確には266nmの位相差板だけれど、実は世間では普通に売っている。Nd:YAGレーザーという、波長が1064nmのレーザー用のλ/4板、あるいは、その倍波の532nmのグリーンレーザー(緑のレーザーポインターは大体これだ)のλ/2板が転用可能なのだ。ただ、問題は、業務用として使うんだったら問題ない価格でも、趣味として使うには少しばかり高価。頼りのネットオークションはというと、単体で出てくるのは見たことない(どこかの部品に組み込まれているのは、探せばあるかもしれない)。
というわけで、なんとか265nm位相差板を作らなければならない。というわけで思いついたのが雲母の薄板をはぐこと。偏光顕微鏡の検板も雲母を使ったものがあるはずなので、何とかなるだろうと、絶縁体板の雲母板(10枚で100円程度だ。送料の方がはるかに高く付いた)を買い込んではいでみた。
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背景が白なのは、平行ニコルだから。で、鋭敏色周りの黄色から紫を経て青まで見えているけれども、雲母の一枚(だと思う)毎の色調の差がよく見えること……
とりあえず、雲母は断念して、スコッチのクリアテープでやってみるかと思案中。
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by ZAM20F2 | 2018-06-13 08:10 | 顕微系 | Comments(0)

少し違う

ホットステージを使う場合は、超長作動の対物レンズが必要になるのだけれど、当然のように、コンデンサの方も長作動のものが必要となる。ところが、ニコンさんの正立用の長作動コンデンサの作動距離は10mmしかない。某M社のホットステージも、自作のホットステージも試料面まで15mm程度はあるので、作動距離が足りない。米国の液晶研究者が起こした企業さんでは、作動距離が20mmでニコンにもオリンパスにも装着できるコンデンサを売っているのだけれど、新品は手に届く値段ではないし、ネットオークションに出てくるのは見たことない。こんな話を顕微鏡に詳しい人に話したら、ニコンの倒立顕微鏡用の長作動コンデンサが正立にも装着可能と教えてくれた。
幸い、こちらはネットオークションにも出ることがあるので、入手して便利に使っていたのだけれど、当然のように予備が欲しいなぁと思っていたら、少し前にオークションに出ているよと教えてもらって、めでたく2つめが手元にやってきた。
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眺めると、一方はPhase Contrastで、新しく来たのはPhase Contrast-2。違いは何かと眺めてみると初代はPh-LからPh-3とO、Aのターレットだけれど、2代目はOがなくなってPh-4がついていた。それ以外に、位相差の部分を眺めてみると
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初代が完全なリングなのに対して、2代目名は
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3カ所の支えが着いている。少し角度をかえると、2代目は
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リングの間には何もなく穴であるのに対して、初代は
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ガラス板に遮光板が取り付けられた構造になっている。
比べてみると、初代の方がコストがかかる作りになっているような印象。あるいは、単に、2代目で使われているような打ち抜きが出来なかったせいかもしれないのだけれど、ニコンの顕微鏡の変化の流れを見ていると、2代目の方が低コストなんじゃないかと感じてしまう。

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by ZAM20F2 | 2018-05-10 08:46 | 顕微系 | Comments(0)

2mm水槽

1.5mm厚の水槽で正面向いた姿も映っているので、水槽の厚みは問題ない気もしたのだけれど、一応、2mm厚の水槽も作ってみた。縦置きでも横顔の率があんまり上がらないので、水平置きで顕微鏡で撮影している。
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やってみて分かったことは、深さ方向のピントあわせが難しくなり、歩留まりがさらに低下すること。
相変わらず、位相差リングでの照明だけれど、フラッシュの多灯にするなどして、もう少し照明を工夫する必要がありそうだ。
ただ、ここのところ、ミジンコの増えがわるくて、どうしたものかと思案している。

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by ZAM20F2 | 2018-05-08 07:46 | 動物系 | Comments(0)

楔型検板

だいぶ昔に物珍しさにつられて入手した楔型検板。使う当てもなく保存されていたのだけれど、少し前に、「こんなこともあろうかと、用意していたんだ」などという科白出てくる状況が訪れ、他の人に、やっている内容を説明するのに、楔型検板が知られていない存在だから、どういうものかを示す必要があり撮影することにした。
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これは、偏光板の上において、カメラに偏光フィルターをつけての撮影。
周囲が暗すぎるかなとおもって、MTの灰色のテープを貼ってみた物。
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このような経験を経て、不必要としか思えない部品が増殖していく……。
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by ZAM20F2 | 2018-03-13 07:28 | 顕微系 | Comments(0)