Dissertation

78 4.4. Verifikation des Modells
Tabelle 4.4.: Messszenarien.
Szenario 1 Szenario 2
Partikel Scheibe Kugel Scheibe Kugel
Durchmesser (µm) 100 103 ± 2, 8 25 22, 81 ± 0, 78
Gitterperiode (µm) 50 20
g ∗ 1 1,03 0,625 0,57
Talbotabstand(mm) 7,899 1,264
Scanlänge(mm) 17 2
Objektiv 10x, 0,25 60x
∆z (µm) 10 0,5
∆x (µm) 1,6 0,27
Bild 4.28 zeigt die Resultate von Szenario 1 und Bild 4.29 die von Szenario 2. In
beiden Bildern zeigt (a) die Messung mit einer Glaskugel, (b) die Messung mit
einer Chromscheibe und (c) die Simulation mit einem undurchsichtigen Scheibchen
gemäß den Ausführungen in Kapitel 4.3. Der Vergleich zwischen simulierten
und gemessenen Talbotteppichen zeigt eine gute Übereinstimmung für beide Szenarien.
Die zentrale Beugungskeule des Partikels verursacht eine Verschiebung
des Talbotmusters. Bei der Glaskugel kommt es im Unterschied zu den undurchsichtigen
Partikeln zu einem Fokuspunkt, den man in den Bildern (a) an der
Stelle (0,0) gut erkennen kann. Da das Licht danach aber schnell wieder divergiert,
hat dieser Lichtanteil nur einen sehr geringen Einfluss auf das weitere Talbotmuster.
Diese experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Annäherung der
Partikelstreuung durch das Fresnelbeugungsbild für den betrachteten Beobachtungsbereich
und diese Partikelgrößen gültig ist. Auch die kleineren Partikel von
25 µm Durchmesser zeigen gute Übereinstimmung zwischen dielektrischer Kugel
und undurchsichtigem Scheibchen.
Weitere Messungen haben gezeigt, dass bei kleiner werdendem g ∗ die Störung
des Talbotteppichs sehr gering wird. Je kleiner ein Partikel ist, desto größer ist
der Beugungswinkel, so dass der durch das Partikel erzeugte Effekt nach einer
kürzeren Distanz verschwindet. Ist die axiale Periodizität des Talbotteppichs vergleichsweise
groß, wird dieser nur gering gestört. Dieser Effekt wurde von Lohmann
und Thomas [74] beschrieben und „Selbstheilung“ (self-healing) von Selbstabbildungen
genannt.