V neobarvených preparátech živých tkání je fázový kontrast způsoben rozdílem indexu lomu pozadí a indexu lomu jednotlivých částí preparátu. Jelikož nelze pozorovat přímo fázový kontrast, je nutné převést fázový kontrast na rozdíl v intenzitě světla nebo na rozdíl v barvě. K tomu slouží metoda fázového kontrastu. V optickém systému fázového kontrastu prochází světlo prstencem kondenzoru. Pomocí čtvrtvlnné destičky ve fázovém kroužku objektivu vzniká kontrast jako výsledek interference fázově posunutých paprsků přímého světla z pozadí a paprsků odchýlených ve vzorku (viz obrázek 1). Intenzita přímého světla z pozadí je redukována pomocí neutrálního materiálu ve fázovém kroužku objektivu. Tím se zvyšuje kontrastní efekt. Bohužel je však při klasickém fázovém kontrastu kvalita obrazu snížena halací. Halace znamená vytváření nežádoucích světlých kroužků na okraji objektů. Tyto světlé kroužky jsou způsobeny velkým fázovým rozdílem.

V minulosti bylo odstranění halace velký problém. Metoda apodizovaného fázového kontrastu, kterou vyvinula společnost Nikon, tento problém výrazně redukovala. Pomocí nových objektivů ADL je možné pozorovat ve fázovém kontrastu i detaily v živých buňkách, které mají obzvlášť velké fázové rozdíly. Na fotografii 1 je preparát zobrazený pomocí apodizovaného fázového kontrastu. Na fotografii 2 je stejný preparát zobrazen pomocí klasického fázového kontrastu. Nový apodizovaný fázový kontrast redukuje halaci a je tedy možné pozorovat v preparátu drobnější struktury. V klasickém fázovém kontrastu vzniká halace tam, kde je fázový rozdíl tak veliký, že dojde k pozitivní interferenci mezi světlem z pozadí a světlem ze vzorku. V takovém případě vzniká nežádoucí jasné světlo, protože odchýlené světlo má větší amplitudu, než světlo přímé.

Obrázek 1. Optické schéma fázového kontrastu

Index lomu (n) živých buněk, je obvykle 1,36 až 1,37. Budeme-li předpokládat kulové objekty, bude s rostoucí tloušťkou pozorovaných objektů růst fázový rozdíl a úhel difrakce bude menší. Na obrázku 2. jsou znázorněny dvě situace. V prvním případě je objekt větší a ve druhém je pozorovaný objekt menší. Novinkou v apodizovaném fázovém kontrastu je to, že apodizační fázová destička má propustnost závislou na vzdálenosti od optické osy. U difrakčních paprsků s větším difrakčním úhlem (dopadají dále od optické osy) je propustnost menší. Tímto způsobem se využívá závislost mezi fázovým rozdílem a úhlem difrakce. Na obrázku 3. je znázorněna struktura fázových destiček umístěných v objektivu a kondenzoru. Část A je fázový kroužek DL s transmitancí 25%, který urychluje přímé světlo o čtvrt vlnové délky oproti okolnímu prostředí. Část B se skládá ze dvou kroužků, které mají transmitanci 50% a jsou umístěny vně a uvnitř fázového kroužku DL. Šířka těchto absorpčních kroužků (část B) se vypočte z úhlu difrakce theta. Sin theta je nepřímo úměrný fázové diferenci delta.

Při apodizovaném fázovém kontrastu je kontrast objektu regulován transmitancí části A i transmitancí části B. U velkých objektů (více než 10 µm v průměru) většina odchýleného světla dopadá na část B a je tedy ztlumena, čímž klesá intenzita.

Naopak u malých objektů s průměrem menším než 10 µm, jako jsou například jádra a granule, dopadá světlo na část B pouze v případě, že je difrakční úhel velký. Amplituda světla tedy nebude zmenšena a detaily budou jasně vidět. Pohlédněte na fotografie 1 a 2. Obraz preparátu získaný pomocí klasického fázového kontrastu neumožňuje kvůli halaci pozorování detailů uvnitř živých buněk. Naopak u apodizovaného fázového kontrastu jsou ztlumeny okraje velkých objektů, čímž je halace redukována, což zvyšuje kontrast struktur uvnitř buňky.