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偏光显微镜也叫矿相显微镜或矿石显微镜。是将普通光改变为偏振光进行镜检的显微镜，以鉴别某一物质是单折射（各向同性）或双折射性（各向异性），可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。偏光显微镜在地质学、生物学、材料科学等领域有着广泛的应用。

金相显微镜（又称工业检测显微镜）主要集中在材料科学领域，‌特别是金属材料的研究。‌通过金相显微镜，‌可观察（金相）材料的显微组织、低倍组织和断口组织，反映材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。

暗场观察是一种利用倾斜照明来增强样品在正常照明条件下成像不佳的对比度的技术，在直射光被聚光镜中的不透明光阑遮挡后，从倾斜角度穿过样品的光线被衍射、折射并反射到显微镜物镜中，以形成叠加在深色背景上的标本的明亮图像。

明场观察是显微镜的基础观察方式，利用可见光作为显微镜的照明光源，光线直接照射在样品上进行成像。明场观察有透射照明和反射照明两种方式，透射照明适合观察透明薄的样品，而反射照明适合不透明的样品。

荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization，FISH）是临床病理检测中广泛运用的一种分子细胞遗传学诊断技术，其原理是用荧光染料直接或间接标记的DNA核酸探针与待测样本中的DNA核酸序列按照碱基互补配对的原则进行杂交，然后通过荧光显微镜观察荧光信号位置、数量等来判断待测序列的缺失、扩增及易位等情况。