กล้องจุลทรรศน์แบบคอนทราสต์เฟส (PCM) เป็นเทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลที่แปลงการเลื่อนเฟสในแสงที่ผ่านตัวอย่างโปร่งใสไปสู่การเปลี่ยนแปลงความสว่างในภาพ การเลื่อนเฟสตัวเองนั้นมองไม่เห็น แต่มองเห็นได้เมื่อแสดงให้เห็นว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงความสว่าง
เมื่อคลื่นแสงเดินทางผ่านสื่ออื่นนอกเหนือจากสุญญากาศการมีปฏิสัมพันธ์กับสื่อจะทำให้แอมพลิจูดของคลื่นและเฟสเปลี่ยนไปในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสื่อ การเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูด (ความสว่าง) เกิดขึ้นจากการกระเจิงและการดูดซึมของแสงซึ่งมักจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและอาจก่อให้เกิดสี อุปกรณ์ถ่ายภาพและดวงตามนุษย์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดเท่านั้น หากไม่มีการเตรียมการพิเศษการเปลี่ยนแปลงเฟสจึงมองไม่เห็น แต่การเปลี่ยนแปลงเฟสมักสื่อข้อมูลสำคัญ
หลักการพื้นฐานในการเปลี่ยนแปลงเฟสที่มองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟสคือการแยกแสง (พื้นหลัง) ให้แสงสว่างออกจากแสงที่แวววาวตัวอย่าง (ซึ่งประกอบไปด้วยรายละเอียดเบื้องหน้า) และจัดการสิ่งเหล่านี้แตกต่างกัน
แสงไฟส่องสว่างรูปวงแหวน (ปรากฎในรูปสีเขียวในรูป) ที่ผ่านคอนเดนเซอร์แอนด์แอนด์แอนูลัสมุ่งเน้นไปที่ตัวอย่างโดยคอนเดนเซอร์ แสงที่ส่องสว่างบางส่วนกระจัดกระจายไปด้วยชิ้นงาน (สีเหลือง) แสงที่เหลือจะไม่ได้รับผลกระทบจากชิ้นงานและสร้างแสงพื้นหลัง (สีแดง) เมื่อสังเกตตัวอย่างทางชีวภาพที่ไม่ได้อยู่ในสภาพแสงที่กระจัดกระจายจะอ่อนแอและโดยทั่วไปจะเปลี่ยนเฟสโดย −90 องศา (เนื่องจากความหนาทั่วไปของตัวอย่างและความแตกต่างของดัชนีการหักเหของแสงระหว่างเนื้อเยื่อชีวภาพและสื่อโดยรอบ) เมื่อเทียบกับแสงพื้นหลัง สิ่งนี้นำไปสู่เบื้องหน้า (เวกเตอร์สีน้ำเงินในรูปประกอบ) และพื้นหลัง (เวกเตอร์สีแดง) ที่มีความเข้มเกือบเท่ากันส่งผลให้ความคมชัดของภาพต่ำ
ในกล้องจุลทรรศน์แบบคอนทราสต์เฟสความคมชัดของภาพจะเพิ่มขึ้นสองวิธี: โดยการสร้างสัญญาณรบกวนที่สร้างสรรค์ระหว่างรังสีแสงที่กระจัดกระจายและพื้นหลังในภูมิภาคของมุมมองที่มีชิ้นงานและโดยการลดปริมาณแสงพื้นหลังที่ถึงระนาบภาพ [4] อย่างแรกแสงพื้นหลังจะเปลี่ยนเฟสโดย −90 องศาโดยผ่านวงแหวนเลื่อนเฟสซึ่งจะช่วยลดความแตกต่างของเฟสระหว่างพื้นหลังและรังสีแสงที่กระจัดกระจาย
เมื่อแสงถูกโฟกัสไปที่ระนาบภาพ (ที่มีกล้องหรือช่องมองแว่นตา) การเลื่อนเฟสนี้ทำให้เกิดพื้นหลังและรังสีแสงที่กระจัดกระจายมาจากภูมิภาคของมุมมองที่มีตัวอย่าง (เช่นเบื้องหน้า) ไปรบกวนอย่างสร้างสรรค์ทำให้เกิดความสว่างของความสว่างของพื้นที่เหล่านี้เมื่อเทียบกับภูมิภาคที่ไม่มีตัวอย่าง ในที่สุดพื้นหลังจะหรี่ลง ~ 70-90% โดยวงแหวนตัวกรองสีเทา วิธีนี้ช่วยเพิ่มปริมาณแสงที่กระจัดกระจายที่เกิดจากแสงไฟส่องสว่างในขณะที่ลดปริมาณแสงไฟส่องสว่างที่ถึงระนาบภาพ แสงที่กระจัดกระจายบางส่วนที่ส่องสว่างพื้นผิวทั้งหมดของตัวกรองจะถูกเลื่อนเฟสและหรี่แสงโดยวงแหวน แต่ในระดับที่น้อยกว่าแสงพื้นหลังซึ่งส่องแสงเฟสกะและวงแหวนตัวกรองสีเทาเท่านั้น
ข้างต้นอธิบายถึงความคมชัดของเฟสลบ ในรูปแบบบวกแสงพื้นหลังจะเปลี่ยนเฟสโดย +90 องศา แสงพื้นหลังจะอยู่ที่ 180 องศาจากเฟสเมื่อเทียบกับแสงที่กระจัดกระจาย แสงที่กระจัดกระจายจะถูกลบออกจากแสงพื้นหลังเพื่อสร้างภาพที่มีเบื้องหน้าสีเข้มและพื้นหลังที่เบากว่า
