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Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

4 Messung

4 Messung der Modulationstransferfunktion der eingesetzten CCD-Kamera y (px) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 200 400 600 800 1000 x (px) (a) Dreisegment-Stern. (b) Spektrum des Siemens-Sternes. Abbildung 4.12: (a) zeigt einen simulierten Dreisegment-Stern mit drei Kanten, die im entsprechenden Spektrum (b) auf sechs sich radial ausbreitende Frequenzstränge führt. Das Aliasing verläuft in (b) hingegen nicht radial und wurde an verschiedenen Stellen mit schwarzen Pfeilen markiert. schrägen Kantenlagen der Segmente nach Abschn. 3.5.2 in Abb. 4.12 leicht zu identifizieren (rote Pfeile). Ein weiterer wichtiger Punkt waren die starken Signale im Spektrum, die dem tatsächlichen Objekt- bzw- Referenzspektrum zugeordnet werden konnten. Anhand dieser konnten viele intensitätshohe, spektrale Bereiche unter Hinzunahme einer Aliasing-Maske ausgewertet werden, wie die Abbildungen 4.13 zeigen. Eine Bestimmung der MTF oberhalb einer Frequenz von kN war möglich, da die vom Ursprung des Spektrums ausgehenden Frequenzverläufe auch in hochfrequenten Bereichen vorlagen (s. Grafik 4.13). Für die Anzahl der zuverwendenen Segmente 60 −1 −0.8 −0.6 −0.4 −0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 −1 −0.5 0 frequency k (Nyquist) 0.5 1 (a) Aliasing-Maske mit 12 Segmenten. −1 −0.8 −0.6 −0.4 −0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 −1 −0.5 0 frequency k (Nyquist) 0.5 1 (b) Aliasing-Maske mit 144 Segmenten. Abbildung 4.13: Die Aliasing-Masken (a) und (b) binden verschiedene Spektralbereiche ein, wobei die Breite der Frequenzkanäle von der Segmentanzahl der Maske abhängt. Je höher die Segmentanzahl, desto feiner und schmaler der betrachtete Spektralbereich, wie in (b) gezeigt.

4.4 Untersuchung des Aliasings mit alternativen Objekten musste somit ein Kompromiss zwischen vielen und wenigen Segmenten gefunden werden. Viele Segmente führen auf viele auswertbare Spektralverläufe mit hoher Intensität. Es entstehen dann jedoch auch viele sich überlagernde Aliasing-Signale, wie Abb. 4.11(b) zeigt, so dass eine geringere Segmentanzahl zu weniger Aliasing führt. Die Spektren in 4.12(b) und 4.13 dokumentierten daher eine gute Eignung des Dreisegment-Sterns für weitere Untersuchungen. 4.4.2 Praktische Umsetzung und Aufnahmen des Dreisegment-Sterns Nachdem die Simulationen neuer Objektstrukturen einen vielversprechenden Ansatz mit dem Dreisegment-Stern gezeigt haben, ging es nun um die Realisierung. Dafür musste zunächst eine Möglichkeit gefunden werden, diese Sternstruktur in den Strahlengang des Mikroskops einzuführen. Dies war für den zuvor verwendeten Beamblanker nicht erforderlich, da dieser bereits im Mikroskop integriert war. Zu diesem Zweck konnte die in den Strahlengang einfahrbare (a) Skizzierte Anordnung des IP-Halters am Mikroskop. (b) Präparierter IP-Halter mit zugeschnittenem Edelstahlblech. Abbildung 4.14: (a) skizziert die Lage des IP-Halters und der CCD-Kamera im Titan. Mit der Sperrung der blauen Druckluftschläuche konnte das Herausfahren des IP-Halters unterbunden werden. (b) zeigt eine fotografische Aufnahme eines mit der Sterngeometrie zugeschnittenden Edelstahlblechs, das in einem IP- Halter eingesetzt wurde. Bildspeicherplatten-Halterung verwendet werden, welche die Bildspeicherplatten (engl. Imaging Plates (IPs)) unterhalb des Fluoreszenzschirms in das Mikroskop einführt (s. Abb. 4.14(a)). Statt die Halterung mit einer dafür vorgesehenen IP zu bestücken, wurde ein in Abb. 4.14(b) dargestelltes Edelstahlblech mit der zugeschnittenen Sternstruktur aus Abschn. 4.4.1 eingesetzt. Bei der Fertigung der Sternstruktur aus Abb. 4.14(b) musste die physikalische Ausdehnung der CCD-Kamera berücksichtigt werden, damit die vollständige Sternform von der CCD-Kamera erfasst wurde. Zudem wurden im Blech die Halterstege des Sterns parallel zu den Kanten der Sternsegmente orientiert, womit keine zusätzlichen Signale im Spektrum vorlagen. Mit der Fertigung des Edelstahlblechs wurde die externe Firma Ferrit-Blechservice aus Bremen beauftragt, die das Blech mit Wasserstrahltechnik zugeschnitten hat. Dabei mussten verfahrensbedingt Fertigungstoleranzen von ±0, 2mm in Kauf genommen werden, was bei der verwendeten Pixelauflösung der CCD-Kamera etwa 14 Pixeln entsprach. Diese Fertigungsungenauigkeiten konnten teilweise mit der nachträglich händisch vorgenommenen Entgratung der Schnittkanten mittels Diamantschleifpapier mit Körnungen von wenigen Mikrometern reduziert werden. Dieses Vorgehen schützte ferner die CCD-Kamera vor sich von den Kanten ablösenden Metall- 61

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