1952年，Nomarski在相差显微镜原理的基础上发明了微分干涉差显微镜（differential interference contrast microscope）。DIC显微镜又称Nomarski相差显微镜（Nomarski contrast microscope），其优点是能显示结构的三维
立体投影影像。与
相差显微镜相比，其标本可略厚一点，
折射率差别更大，故影像的立体感更强。
DIC显微镜的物理原理完全不同于相差显微镜，
技术设计要复杂得多。DIC利用的是
偏振光，有四个特殊的光学组件：
偏振器（polarizer）、DIC棱镜、DIC
滑行器和
检偏器（analyzer）。偏振器直接装在聚光系统的前面，使光线发生线性偏振。在
聚光器中则安装了石英Wollaston棱镜，即DIC棱镜，此棱镜可将一束光分解成
偏振方向不同的两束光（x和y），二者成一小夹角。聚光器将两束光调整成与显微镜
光轴平行的方向。最初两束光相位一致，在穿过标本相邻的区域后，由于标本的厚度和折射率不同，引起了两束光发生了
光程差。在
物镜的
后焦面处安装了第二个Wollaston棱镜，即DIC滑行器，它把两束光波合并成一束。这时两束光的
偏振面（x和y）仍然存在。最后光束穿过第二个偏振装置，即检偏器。
在光束形成
目镜DIC影像之前，检偏器与
偏光器的方向成直角。检偏器将两束垂直的光波组合成具有相同偏振面的两束光，从而使二者发生干涉。x和y波的
光程差决定着透光的多少。光程差值为0时，没有光穿过检偏器；光程差值等于波长一半时，穿过的光达到
最大值。于是在灰色的背景上，标本结构呈现出亮暗差。为了使影像的反差达到最佳状态，可通过调节DIC滑行器的纵行微调来改变光程差，光程差可改变影像的亮度。调节DIC滑行器可使标本的细微结构呈现出正或负的投影形象，通常是一侧亮，而另一侧暗，这便造成了标本的人为三维立体感，类似大理石上的浮雕。