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光学显微镜在金相学中，在结构检测时，可以分析金属的微观结构和晶粒大小或者捕获导致材料缺陷的相关机理信息，例如：疲劳度、腐蚀、应力裂纹和裂缝。使用110至100万像素的数码相机记录检测结果。

光学显微镜偏光观察方式可以在法医检测样品时用于表征头发、泥土和纤维微观的结构。使用明场、荧光和偏光显微技术分析喷漆和油漆碎片。用于石油开采。在环境保护应用中，光学显微镜还能够用于辨识诸如石棉纤维材料的微观结构。

光学显微镜能够解决折射率、分裂、双折射、消光角、光程差及光轴数量和角度的相关问题。

可以使用测量补偿器扩展其应用范围。选择固定式和旋转式补偿器来拍摄大小光程差，以及测定纤维状物质的光学特性。160° 旋转式载物台则用于测量分裂和消光角。

光学显微镜适用于锥光观察的主机架展现了检偏器和 Bertrａnd 透镜的出色结合。当Bertrａnd 透镜转入光路时，这种逻辑机械耦合可以保证检偏器转至操作位 置。