Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

4.3 Auswertung mit Beamblanker-Kantenbildern
her wurde bei der Schwellwertvariation das Rauschverhalten und die resultierende MTF-Kurve
nach Gl. 4.8 betrachtet. In den Abbildungen 4.9 ist z.B. das Verhalten für den Schwellwert von
1% des Referenzmaximums (Mitterwertterm im Fourier-Ursprung) mit sN = 1
100 F{IS(r)}max gezeigt.
Die illustrierte MTF-Kurve 4.9(b) lieferte dann ab der Nyquist-Frequenz kN stellenweise
Nullwerte, die wegen der Wurzel aus Gl. 4.8 von einer zu hohen Rauschleistung verursacht wurde.
Das gleiche Rauschverhalten resultierte auch für Schwellsätze bis zu 0, 01%, wobei nur noch
vereinzelt Nullwerte für die MTF-Kurve auftraten. Diese stieg zudem stellenweise wieder mit k
an, wie sich dies bereits in Abb. 4.9(b) für Frequenzen von 1, 3kN andeutet. Eine zu hoch gesetzte
Schwelle wiederum, führte zur Einbeziehung von für die MTF relevanten Spektralintensitäten
und damit zu einer zu hohen Rauschleistung. Es ließ sich damit keine anwendbare Berechnungsgrundlage
für die Rauschleistung N 2 (k) finden, so dass keine verlässlichen MTF-Werte oberhalb
der Nyquist-Frequenz mit Gl. 4.8 bestimmt werden konnten. Auch die rotatorisch gemittelte
Rauschleistung aus dem Spektrum einer homogen beleuchteten Aufnahme ohne Blanker lieferte
ähnliche Ergebnisse bis zur Nyquist-Grenze. Die Konsequenz dieser Untersuchung war somit
die ausschließliche Verwendung der ersten Berechnungsmethode gemäß Gl. 4.7, da diese keine
explizite Kenntnis über die Rauschleistung voraussetzt.
4.3 Auswertung mit Beamblanker-Kantenbildern
Mit Kenntnis der Auswertungmethode der Szintillator-MTF wurde diese in Matlab nachimplementiert
(s. Aufbau in Anhang A.3). Auf Basis dieses Auswertungsprogramms erfolgte zunächst
die Bestimmung der Szintillator-MTF der Gatan CCD-Kamera aus Abschn. 1.3.3 anhand von
Kantenbildern des Beamblankers.
4.3.1 Experimentelle Vorarbeiten und Aufnahmen der Kantenbilder
Wie schon in Abschn. 1.4 erläutert, haben die Pixel der Detektormatrix verschiedene Systemantworten
bei homogener Beleuchtung, was zu lokalen Intensitätsunterschieden bei den Pixeln führt.
Bevor also die Kantenbilder am Mikroskop mit der CCD-Kamera aufgenommen wurden, wurden
zunächst Korrekturbilder aufgezeichnet. In diesen wurden ausschließlich homogen beleuchtete
Bereiche ohne Blanker aufgenommen, um die charakteristische Intensitätsverteilung des
CCD-Detektors zu messen. Die darauf basierenden Korrekturrechnungen (engl. gain correction)
wurden dann für die anschließenden Aufnahmen der Kantenbilder automatisiert von der Gatan-Software
durchgeführt. Die Belichtungszeiten für die Aufnahmen betrugen stets zwischen
zwei bis zehn Sekunden und wurden so gewählt, dass die Höchstintensitäten etwa zwischen 10 4
und 2 · 10 4 cnts lagen. Auf diese Weise wurde ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis (engl. Signalto-noise-ratio
(SNR)) erreicht, ohne dabei die Pixel einer zu langen Belichtung auszusetzen.
Auf Grundlage der aufgenommenen Kantenbilder aus Abb. 4.1 wurden die Kantenpositionen
der Referenzbilder gemäß Abschn. 4.2.2 mit einem Sampling-Faktor von M = 4 bestimmt,
wobei eine weitere Faktorerhöhung keine abweichenden Ergebnisse lieferte. Des Weiteren wurde
für die Normierung der Kantenbilder iterativ drei Ausgleichsebenen gemäß Abschn. 4.2.3 an die
Hintergrundintensität angeglichen, um so auch kleinste Intensitätsgradienten auszugleichen.
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