位相板

phase plate

電子波の位相に変化を与える板。対物レンズの後焦点面上に配置した位相板により、透過波と散乱波のどちらかの位相を相対的に変化させる。それらを干渉させることにより、元来可視化が難しい物体の位相変化を、強度の変化として可視化できる。とくに空間周波数が小さい領域(実空間では長距離の領域に対して有効に位相変化を与えることができるので、生体などの試料に高いコントラストを与えることができる。実用化されているものとしては、厚みを制御したカーボン薄膜で作られた、中心に穴（ホール）がある位相板（ゼルニケ位相板）（図(a)）とホールフリー位相板（図(b)）の2種類がある。

phase plate ⇒図

(a) Zernike phase plate, (b) Hole-free phase plate
ゼルニケ位相板は、透過波が通過する部分に穴があいており、透過波以外の散乱波を π/2だけ位相を変える。
一方、ホールフリー位相板は穴があいていないが、透過波と散乱波の相対的な位相変化を与えることができる。電子線によって薄膜が部分的に帯電することにより（静電ポテンシャルが変化し）、散乱波にくらべて透過波の位相がずれることが、この位相変化の理由として考えられている。

A plate that causes a change in the phase of an electron wave. The phase plate placed at the back focal plane of an electron microscope creates a relative phase change between the transmitted wave and scattered waves from a specimen. By the interference between the transmitted wave and the scattered waves, a phase change due to an object, which is originally difficult to view, can be visualized as an intensity change. Since the phase plate produces the relative phase change effectively at a small spatial-frequency region (corresponding to a long-distance region in the real space), it is effectively used in obtaining high contrast for biological specimen. There are two practically-used phase plates: Phase plate made of a carbon thin film with a controlled thickness having a hole at the center (Zernike phase plate) (Fig. (a)) and Hole-free phase plate (Fig. (b)).

(a) Zernike phase plate, (b) Hole-free phase plate
A Zernike phase plate has a hole where the transmitted wave passes and causes a phase shift of π/2 of scattered waves with respect to the transmitted wave.
A hole-free phase plate does not have any hole, but produces a relative phase change between the transmitted wave and scattered waves. This phase change may be interpreted as follows: The part of the thin film plate which receives the electron beam is electrically charged and suffered by a change in electrostatic potential, and then the phase of the transmitted wave is changed relative to the scattered waves.