Mikroskopy polaryzacyjne jak i samą polaryzację wykorzystuje się do obserwacji obiektów anizotropowych, czyli takich, które zachowują się odmiennie w zależności od kierunku padania promieni świetlnych. Choć może wydawać się to dość skomplikowane, ogólne zasady działania polaryzacji są dość proste.
Światło, które dociera do naszego oka, jest nieuporządkowane: trafia ono z różnych stron, jego fale układają się w różny sposób, jest zaburzone. W poprzecznej fali niespolaryzowanej oscylacje rozchodzącego się zaburzenia zachodzą z jednakową amplitudą we wszystkich kierunkach prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali. W takich warunkach dostrzeżenie pewnych obiektów staje się utrudnione lub wręcz niemożliwe. Dzięki wykorzystaniu zjawiska polaryzacji, czyli uporządkowania między kierunkiem oscylacji, a kierunkiem rozchodzenia się fali, następuje uporządkowanie światła trafiającego do oka obserwatora. Aby to jakoś zobrazować, z chaotycznego morza fal, zostaje odseparowana jedna, o określonym kierunku (jak zaznaczono w postaci kolorowych płaszczyzn na schemacie powyżej).
Do prowadzenia obserwacji w świetle spolaryzowanym potrzebne są dwa elementy, które trzeba umieścić na drodze światła od oświetlacza do okularu – analizator i polaryzator. Oba elementy, jeśli zostaną odpowiednio ustawione, przepuszczają wiązkę światła o określonej polaryzacji. Dodatkowo, obracając jednym z elementów względem drugiego, uzyskujemy efekt wzmacniania lub wygaszania pewnych fragmentów preparatu. Dzięki temu, że zmiana stanu polaryzacji może być różna dla różnych długości światła, mogą pojawiać się różnego rodzaju efekty barwne, widoczne np. w postaci tęczy.
Polaryzację stosuje się profesjonalnie w badaniach geologicznych skał i minerałów, w naukach technicznych przy badaniach właściwości różnych materiałów. Również wiele preparatów biologicznych może z powodzeniem być obserwowana z użyciem polaryzacji. Włókna mięśniowe skorupiaków, różne tkanki roślinne zachowują się różnie w zależności od kierunku padania promieni świetlnych.
Aby zamienić typowy mikroskop biologiczny lub stereoskopowy w mikroskop polaryzacyjny, trzeba doposażyć się w zestaw do prostej polaryzacji. Najczęściej polaryzator montuje się na oświetlaczu lub pod kondensorem, a analizator pod głowicą lub w okularze. Zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest jednak mikroskop polaryzacyjny, który poza wbudowanymi elementami polaryzującymi, posiada też specjalne wsuwki z np. klinem kwarcowym, falówki, ćwierćfalówki itp. zmieniające dodatkowo charakter fali świetlnej. Dzięki obrotowemu, wyskalowanemu stolikowi, możliwy jest dokładny pomiar polaryzacji, a na jego podstawie, określenie wybranej charakterystyki badanego preparatu.
Mikroskopy polaryzacyjne jak i zestawy do prostej polaryzacji, można znaleźć w ofercie firmy Delta Optical.
Fimy pokazujące działanie polaryzacji pod mikroskopem: