Untersuchungen zum Einsatz kurzkohrenter Lichtquellen und numerischer Autofokussierungsverfahren in der digitalholographischen Mikroskopie

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Physik - Optik, Note: 1 , Westflische Wilhelms-Universitt Mnster (Centrum fr Biomedizinische Optik und Photonik), Sprache: Deutsch, Abstract: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung von Verfahren zur Rauschminderung, zur Reflexionsebenenselektion und zur numerischen Autofokussierung in der digitalholographischen Mikroskopie. Zunchst wurden die Eigenschaften der eingesetzten kurzkohrenten Superlumineszenzdioden charakterisiert und optimiert. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Rekonstruktion der hiermit aufgenommenen digitalen Hologramme mit Methoden der rumlich phasenschiebenden Interferometrie mglich ist. Die Bildweite der rekonstruierten Wellenfelder kann anschlieend mittels der faltungsbasierten Propagation variiert werden. Die Untersuchungen ergaben, dass das Phasenrauschen bei Einsatz kurzkohrenter Lichtquellen im Vergleich zur Laserlichtquelle signifikant vermindert wird. Es wurde gezeigt, dass die Anwendung von angepassten Methoden der kurzkohrenten Interferometrie in der digitalholographischen Mikroskopie eine selektive Erfassung und Rekonstruktion definierter Reflexionsebenen ermglicht. Hierbei ist die axiale Auflsung durch die Kohrenzlnge des verwendeten Lichts bestimmt; eine spektrale Bandpassfilterung des Lichts bewirkt eine definierte Erhhung der Kohrenzlnge, wodurch die Empfindlichkeit gegenber Fluktuationen in der Weglngendifferenz, z.B. durch mechanische Instabilitten, vermindert wird.
Da die interferometrisch selektierte Objektebene im Allgemeinen nicht scharf abgebildet wird, wurde durch die Kombination von raumfrequenz- oder gradientenbasierten Bildschrfequantifizierungsverfahren mit der numerischen Propagation ein flexibler Autofokus fr die digitalholographische Mikroskopie entwickelt. Hierdurch wird eine nachtrgliche automatisierte Fokusstabilisierung sowie eine simultane scharfe Abbildung von Objekten in unterschiedlichen Gegenstandsweiten ermg