顯微鏡的主要類型

以往的生物顯微鏡，很難實現在無色透明細胞存活時觀察到它們。而相位差顯微鏡利用光的兩個特性，繞射和干涉，可以根據亮度差異（對比度）顯示標本，因此可用於觀察無色透明的活體細胞。

原理

對於正弦波等週期性運動，相位表示正弦波相對於其原點的部分。光也是一種波動，當光透過物體時，透過物體的光（繞射光）和剩餘的光（直射光）之間發生相位變化。即使物體是無色透明的，當光線透過物體時，相位仍然會發生變化。將相位差轉換為亮度差，即可觀察標本。

特點

• 因為相位差可以轉換為亮度差，因此能夠在不造成污染的情況下，觀察透明細胞。
• 由於不會對細胞造成污染，所以可以在活狀態下觀察到細胞分裂和其他過程。

結構

由於繞射光太弱，肉眼無法觀察到，因此相位板被設置於物鏡和影像表面之間的光焦點處，確保只有直射光的相位發生變化。這會在影像表面產生對比度。
結構特徵包括會聚鏡頭焦平面上的環形孔徑（不是針孔）和物鏡後焦平面上的相位板。

結構照明顯微鏡是一種基於技術的高解析度顯微鏡，能夠克服光學顯微鏡中因為光繞射極限而造成的有限解析度。

原理

以往，由於光的繞射極限，光學顯微鏡的解析度被限制在200 nm或更大。而美國發明的基於結構照明的高解析度顯微鏡已經克服了這一限制。結構照明顯微術透過使用網格或其他圖案照明（結構照明）的摩爾紋效應來捕獲繞射光，從而獲得高解析度影像，這是以往光學顯微鏡無法實現的。

特點

• 這種顯微鏡在水平方向和垂直方向都有比以往光學顯微鏡高出近兩倍的解析度。
• 這種顯微鏡能夠高速處理多個捕獲的影像，使細胞的即時成像成為可能。

結構

結構照明顯微鏡的結構並不新穎，但是其使用一種新的方法來捕捉光線。具體而言，這種類型的顯微鏡基於由光干涉產生的莫爾條紋，發出特定圖案的光（結構照明），從而產生摩爾紋效應。由於透過該技術捕獲的影像包含有關物體的詳細資訊，因此這種顯微鏡可以透過電腦分析，將多個影像合成為高解析度影像。