Techniques microscopiques

Microscopie en éclairage conoscopique

Cette méthode, appelée “conoscopie”, est utilisée en complément de la méthode d'éclairage orthoscopique pour la caractérisation de matériaux biréfringents en lame mince à faces parallèles, car la seule connaissance de la direction des axes neutres et de la valeur numérique de la différence de marche entre les deux polarisations propres est en général insuffisante pour identifier les matériaux sans ambiguïté. Elle consiste à éclairer une partie uniforme de l'échantillon avec un cône de lumière polarisée (d'où le nom de la méthode) et d'observer derrière un analyseur les interférences dites “en lumière convergente” qui se forment à l'infini ou au foyer d'un objectif []. D'un point de vue pratique, le faisceau conique d'éclairage est produit par l'éclairage Köhler avec un diaphragme d'ouverture très ouvert et un diaphragme de champ suffisamment fermé pour restreindre l'illumination à la zone d'intérêt placée au centre du champ. La figure d'interférences en lumière convergente se forme alors au foyer image de l'objectif du microscope. Pour l'observer à l'œil en sortie de l'oculaire du microscope, il faut ajouter un objectif convergent, dit ‘ lentille de Bertrand ', dans le corps du microscope pour rejeter son image à l'infini (Fig.4). Il est à souligner que cette méthode ne donne plus une image de la préparation, mais une figure complexe (Fig.5cd) permettant de caractériser les propriétés de biréfringence de la zone uniforme de l'échantillon préalablement sélectionnée en éclairage orthoscopique (Fig.5ab).


   
    Figure 4 : Principe du microscope polarisant en observation conoscopique
Figure 4 : Principe du microscope polarisant en observation conoscopique [zoom...]Info

Sur les microscopes non équipés d'une lentille de Bertrand amovible, il est souvent possible de faire cette observation à l'aide d'un viseur auxiliaire (pour réglage du contraste de phase) se plaçant à la place de l'oculaire, mais sans alors pouvoir utiliser la sortie photo ou vidéo du microscope.


   
    Figure 5 : Conoscopie
Figure 5 : Conoscopie [zoom...]Info

Les figures c et d sont typiques d'un cristal biaxe, propriété qu'il était impossible de déterminer sur les images en éclairage orthoscopique a et b. (Sur ces figures c et d, le centre de l'image correspond à un faisceau de lumière normal à la préparation, et le bord à un faisceau incliné de arcsin(0,75) ≈ 49° dans l'air où 0,75 est l'ouverture numérique de l'objectif 40× utilisé.

Le ou les axes optiques des cristaux biréfringents pouvant être dans une direction quelconque par rapport à l'axe du microscope, il peut être utile de travailler avec une platine théodolite permettant d'orienter dans une direction quelconque de l'espace la normale à la préparation, qui doit alors être enchâssée entre deux demi-sphères de verre. Voir, par exemple, la référence [] ou l'article ainsi que des cours ou TP de géologie sur l'identification des roches au microscope polarisant pour approfondir ce sujet relativement ardu.

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