反光偏光顯微鏡也叫礦相顯微鏡。在一般大型顯微鏡光路中，只要加入兩偏振片即可，即在入射光路中加入一個(gè)起偏振片，在觀(guān)察鏡中加入一個(gè)檢偏振片，就可以實(shí)現偏振光照明。除了起偏振鏡和檢偏振鏡外，有時(shí)還加入一個(gè)靈敏色片，用來(lái)檢驗橢圓偏振光，并獲得色偏振(如圖6所示)。

　　一、 起偏振鏡位置的調整

　　起偏鏡一般安裝在可以轉動(dòng)的圓框內，借助手柄轉動(dòng)調節，調節的目的是為了使起偏振鏡出來(lái)的偏振光動(dòng)面水平，以保證垂直照明器平面玻璃反射進(jìn)入物鏡的偏振光強度最大，且仍為直線(xiàn)偏振光。

　　調整方法，是將經(jīng)過(guò)拋光而未經(jīng)腐蝕的不銹鋼試樣(光性均質(zhì)體)放在載物臺上，除去檢偏振鏡，只裝起偏振鏡，從目鏡內觀(guān)察聚焦后試樣磨面上反射光的強度，轉動(dòng)起偏振鏡，反射光強度發(fā)生明暗變化，當反射光最強時(shí)，就是起偏振鏡振動(dòng)軸的正確位置。

　　二、檢偏振鏡位置的調整

　　起偏振鏡位置調整好后，裝入檢偏振鏡，調節檢偏振鏡的位置，當在目鏡中觀(guān)察到最暗的消光現象時(shí)，就是檢偏振鏡與偏振鏡正交的位置。在實(shí)際觀(guān)察中，常將檢偏振鏡作一個(gè)小角度的偏轉，以增加顯微組織的襯度。其偏轉的角度由刻度盤(pán)上的刻度指示出來(lái)。若將檢偏振鏡在正交位置轉動(dòng)90°，則兩偏振鏡振動(dòng)軸平行，這時(shí)和一般光線(xiàn)下照明的效果相同。

　　許多金相顯微鏡在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)把起偏振鏡或偏振鏡的振動(dòng)軸的方向固定好，只要調節另一個(gè)偏振鏡的位置就可以了。

　　三、 物臺中心位置的調整

　　利用偏振光鑒別物相時(shí)，經(jīng)常需要將載物臺作360°旋轉，為使觀(guān)察目標在載物臺旋圍時(shí)不離開(kāi)視域，在使用前必須調節載物臺的機械中心與顯微鏡的光學(xué)系統主軸重合。一般是通過(guò)載物臺上的對中螺釘進(jìn)行調整。

　　四、 偏振光照明下的色彩(色偏振)

　　以上都是討論在單色偏振光照明下的情況，如果考慮到偏振光波長(cháng)的影響，即用白色偏振光照明，會(huì )產(chǎn)生色彩。

　　在金相顯微鏡中進(jìn)行正交偏振光的觀(guān)察時(shí)，在光程中插入靈敏色片(目前多用λ=5760nm的全波片)后，各向異性的金屬不同晶粒會(huì )出現不同的顏色。觀(guān)察各向同性金屬時(shí)，不加入靈敏色片，也會(huì )有不同顏色，但色彩不豐富。加入全波片后，色彩變得鮮艷。

　　轉動(dòng)載物臺或靈敏色片，晶粒的顏色隨之變化，這主要是由于偏振光干涉的結果。

　　偏光顯微鏡也和一般顯微鏡照明一樣，分為明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明兩種照明方式。

　　材料顯微組織的顯示

　　1.各向異性材料組織的顯示

　　根據偏振光的反射原理，在各向異性的金屬內部由于各晶粒的位向不同，干涉后的偏振光的振動(dòng)方向的偏轉角度不同，在正交的偏振光下則可以顯示出不同的亮度。具有同樣亮度的晶粒光軸一席話(huà)同接近，所以根據晶粒的明暗程度還可以判斷晶粒的位向。對各向異性的金屬磨面經(jīng)拋光后不腐蝕就可以看到明暗不同的晶粒，這一點(diǎn)對難腐蝕出清晰組織的材料來(lái)說(shuō)，是十分有利的分析途徑。

　　例如，球墨鑄鐵的組織中的石墨屬于六方點(diǎn)陣，是各向異性的物質(zhì)，在同一石墨球中具有許多不同位向的石墨晶粒，這些石墨晶粒在偏振光下可顯示不同的亮度，從而分辨出石墨晶粒的方位、球狀和大小。如圖7(a)所示。在一般光照射下只能看到黑暗的石墨球，不能分辨石墨的晶粒。如圖7(b)所示。

　　2.各向同性材料組織的顯示

　　偏振光在各向同性材料表面發(fā)生反射，其振動(dòng)方向一般不發(fā)生偏轉，在正交的偏振鏡下可看到黑韶關(guān)的消光現象。但是金屬一般有很強的反射本領(lǐng)，光線(xiàn)在試樣磨面上的反射強度與光線(xiàn)的入射角及波長(cháng)有關(guān)。對平行于光的入射面和垂直于光的入射面的光線(xiàn)的反射也有差別。圖8表示了銅對光的反射強度與入射角的關(guān)系。其中R//與Δ;//代表了振動(dòng)面與入射面平行的光的反射系數和相位差。代表了振動(dòng)面與入射面垂直的反射系數和相位差。從圖中可以看出光線(xiàn)直射時(shí)(入射角等于0)兩個(gè)振動(dòng)面上的光反射系數相等，相位差為0，光的振動(dòng)方向不發(fā)生變化，即產(chǎn)生消光現象。當入射角從0°到90°變化時(shí)，反射系數發(fā)生變化，可以通過(guò)正交的偏振鏡而看到明暗不同的晶粒。

　　利用上述可以對各向同性的材料進(jìn)行深腐蝕，露出一定的原子排列面。例如鋁在深腐蝕后可露出原子最密排列的(111)面，這些晶面位向不同，故偏振光斜射時(shí)，入射角度不同，兩分量的相位差不同，因而能看到不同亮度的晶粒。圖9表示了各向同性材料表面反射光相位差隨入射角變化的情況。

非金屬夾雜物的鑒定

　　1.夾雜物各向同性與各向異性的鑒別

　　夾雜物按光學(xué)性質(zhì)可分為各向異同性和各幾異性?xún)纱箢?lèi)，這兩類(lèi)夾雜物可在偏振光下鑒別。表1給出了鋼中常見(jiàn)夾雜物的性能和特征。表2給出了在暗場(chǎng)及偏振光下系統鑒定夾雜物程序表。

　　各向同性的夾雜物在正交偏振光下，看到黑暗的消光現象，在轉動(dòng)載物臺一周(360°;)時(shí)，其亮度不發(fā)生變化。各向異性的夾雜物在正交偏振光下不發(fā)生消光現象，在轉動(dòng)載物臺一周(360°)時(shí)會(huì )看到四次消光和四次最亮的現象。對某些弱各向異性的夾雜物，可使檢偏振鏡轉動(dòng)一個(gè)小的角度θ;，在偏振鏡下完全正交下觀(guān)察。在轉動(dòng)載物臺時(shí)，弱各向異性的夾雜物出現兩次消光和兩次最亮的現象。

　　2.夾雜物的透明度及固有色彩的顯示

　　在非金屬夾雜物中，不少是透明并帶有色彩的，但一般顯微鏡明場(chǎng)照明時(shí)，光線(xiàn)透過(guò)夾雜物并在與金屬基體的交界面處反射出來(lái)，夾雜物一般比較細小，其反射光與基體的反射光混淆在一起，因此，不能分辨出夾雜物的透明度及固有色彩。在正交的偏振光下，金屬基體為各向同性，反射光被正交的偏振鏡阻擋，呈黑暗的消光現象。而夾雜物處的反射光由于華僑入射的結果而能透過(guò)正交的偏振鏡，從而能夠顯示出夾雜物的本來(lái)面目。

　　3.“黑十字”特征

　　各向同性的球形透明夾雜物在正交偏振光下會(huì )呈現“黑十字”現象。這是由于透明夾雜物的規則外形所決定的。因為夾雜物為球狀，偏振光射到夾雜物與基體交界處被反射出來(lái)，相當于偏振光斜射到晶體表面，反射光出現相位差別改變了其振動(dòng)方向，能夠通過(guò)正交的檢偏振鏡。而與偏振光的振動(dòng)方向平行或垂直的兩個(gè)入射面不改變其振動(dòng)方向，反射光則不能通過(guò)正交的檢偏振鏡，觀(guān)察到的是黑暗的消光現象，使透明的球形夾雜物出現“黑十字”特征。當球形夾雜物的外形遭到破壞后，“黑十字”特征也隨之消失。圖10為鋼中球形SiO2夾雜物。