微分相位對比

微分相位對比（Differential Phase Contrast, DPC）是一種基於不對稱照明的光學顯微技術，通過檢測樣品的相位梯度信息，生成高對比度的邊元增強圖像。該技術無需化學染色即可觀測透明或低對比樣品，廣泛應用於生物醫學與材料科學領域。

 技術原理 
 基本概念 
DPC利用不對稱照明（如單側光源）檢測樣品的相位梯度，其數學模型可表示為：

其中為相位延遲，為照明方向向量。

 與其他技術的比較 
特性 DPC（微分相位對比）  DIC（微分干涉對比）  iDPC（整合微分相位對比）  成像目標  相位梯度（邊緣增強）  相位梯度（邊緣增強）  絕對相位分布 數據來源  單一方向照明  物理棱鏡分光  多方向照明積分 圖像效果  邊緣清晰，相位不完整  邊緣清晰，相位不完整  完整相位分布，細節保留 應用場景  快速表面形貌觀察  高分辨率表面形貌觀察  透明樣本定量分析

 發展歷史 
 1984年：與首次提出DPC技術，應用於掃描光學顯微鏡。
 2000年代：DPC被引入寬場顯微鏡，用於活細胞成像。
 2010年代：結合計算成像算法，DPC的分辨率與對比度進一步提升。

 應用領域 
 生物醫學 
 活細胞成像：觀測細胞邊緣與內部結構，無需染色。
 組織病理學：快速篩查病理切片中的異常細胞。

 材料科學 
 表面形貌分析：測量薄膜與塗層的表面粗糙度。
 半導體檢測：定位集成電路的奈米級缺陷。

 技術優勢與限制 
 優勢  限制 • 無需標記，避免光毒性• 快速成像，適合動態觀測• 兼容常規顯微鏡升級  • 僅檢測相位梯度，無法重建絕對相位• 對厚樣品（>20μm）成像效果較差• 光源不對稱性影響圖像均勻性

 參見 
 整合微分相位對比（iDPC）
 微分干涉對比（DIC）
 定量相位成像（QPI）

 參考文獻 

 外部連結 
 ZEISS DPC技術介紹（官方技術白皮書）


Category:电子显微术
Category:电子束