prisma de Nomarski

Un prisma de Nomarski es un elemento óptico birrefringente utilizado en la microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC) para dividir la luz no polarizada en dos estados de polarización ortogonales con un desplazamiento espacial controlado. Es una variante del prisma de Wollaston, que consiste en dos cuñas de calcita o cuarzo cementadas y cortadas en un ángulo específico con respecto al eje óptico. Cuando la luz lo atraviesa, emerge como dos haces coherentes separados por unos pocos micrómetros, desplazados lateralmente pero viajando en la misma dirección.

El dispositivo toma su nombre de Nomarsky (a menudo escrito Nomarski), quien refinó el diseño para aplicaciones de microscopía en la década de 1950. A diferencia de un prisma de Wollaston estándar, que produce una separación de haz mayor adecuada para la polarimetría, la configuración de Nomarski crea una distancia de cizallamiento mucho menor, típicamente de 0.1 a 1 micrómetro, dependiendo del corte del prisma y la longitud de onda. Este espaciado ajustado es esencial para el DIC, donde los dos haces se recombinan después de pasar a través de la muestra e interfieren para producir contraste a partir de diferencias mínimas en la trayectoria óptica.

Los prismas de Nomarski son sensibles a la temperatura y al estrés mecánico porque su birrefringencia depende del índice de refracción, que cambia con las fluctuaciones térmicas. Las muestras de alta calidad utilizan diseños cementados con coeficientes de expansión coincidentes para minimizar la deriva en el rango de operación. El prisma debe orientarse con precisión en relación con la apertura del condensador y el analizador del microscopio; una desalineación de incluso unos pocos grados degrada el contraste de la imagen. Algunos sistemas incluyen un compensador o una placa de onda para ajustar la fase relativa de los dos haces interferentes.

Uso en microscopía y más allá

En la microscopía de luz transmitida, el prisma de Nomarski se sitúa entre la fuente de luz y el condensador, o entre la muestra y el objetivo, dependiendo del diseño óptico. Permite la visualización de estructuras biológicas transparentes sin teñir y películas delgadas con un contraste nítido y una excelente sección óptica. Esto lo hace valioso para la obtención de imágenes de células vivas, donde la fluorescencia o la tinción serían perjudiciales. La técnica también funciona en ciencia de materiales para inspeccionar recubrimientos delgados, defectos cristalinos y polímeros transparentes.

La principal limitación es que el DIC funciona mejor con luz coherente y colimada y requiere una preparación cuidadosa de la muestra. Las muestras gruesas u opacas dispersan la luz excesivamente, destruyendo la señal de interferencia. Los prismas de Nomarski pueden dañarse por golpes mecánicos o inmersión en disolventes incompatibles; normalmente se almacenan secos y se manipulan solo por los bordes de su montura. Los prismas de repuesto son caros y deben coincidir con el aumento y el rango de longitud de onda del microscopio, por lo que la reparación a menudo significa enviar todo el módulo óptico de vuelta al fabricante.