Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

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236 M. Hausmann 34. Van Dilla MA, Dean PN, Laerum OD, Melamed MR (1985) Flow cytometry instrumentation and data analysis. Academic Press, Orlando 35. Watson JV (1991) Introduction to flow cytometry. Cambridge University Press, Cambridge 36. Weber C (1931) Zum Zerfall eines Flüssigkeitsstrahles. Zs angew Math Mech 11:136–155
11 Optische Datenerfassung und -verarbeitung H. Tiziani 11.1 Optische Datenspeicherung und -wiedergabe bei CD Die optische Datenspeicherung erlangt immer mehr Bedeutung in der Technik und Medizin. Dies wird verstärkt durch die Einführung des Lasers, leistungsfähigere Rechner und Speicher. Beispielhaft wird die Informationsaufnahme und -wiedergabe anhand des konfokalen optischen Prinzips diskutiert. Die Datenspeicherung und -wiedergabe der CD-Player arbeitet konfokal. Das Prinzip ist in Abb. 11.1 skizziert. Ein Laserparallelbündel wird mit einer NA = 0, 4 Linse mit einer Spot-Breite von ca. 1 µm auf die Disk-Oberfläche fokussiert (Abb. 11.1a). Fällt der Fokus in ein pit“, eine Vertiefung, so wird ” das Licht gestreut und durch destruktive Interferenz nicht mehr auf die Photodiode (die als punktförmiger Detektor wirkt) fokussiert. Das Laserbündel wird durch eine ca. 1 mm dicke Schicht aus durchsichtigem Plastik auf den Informationsträger (Al-Schicht mit Vertiefungen) fokussiert. Für eine Pit-Vertiefung von ∆h = λ 4n ergibt sich nach diesem einfachen Prinzip eine optimale Signalstärke (Abb. 11.1b); das Streulicht ist um 180 ◦ gegen die nullte Ordnung phasenverschoben. n ist die Brechzahl des Kunststoffs, λ die Wellenlänge des verwendeten Lichts. Die technologische Realisierung ist naturgemäß etwas komplexer. Insbesondere muss hier für eine radiale Nachführung und eine Fokusnachführung, also eine Autofokuseinrichtung, gesorgt sein. Der optische Strahlengang eines realistischen optischen CD-Auslesesystems nach [8], inklusive Autofokus und Kompensation von Spurabweichungen, ist in Abb. 11.2 skizziert. Eine bei λ = 780 nm emittierende Infrarotlaserdiode wirkt als Punktlichtquelle. Das Strahlungsbündel mit elliptischem Querschnitt (die aktive Zone der Diode ist rechteckig) wird durch eine hier nicht eingezeichnete Optik kollimiert [2]. Die Infrarotstrahlung fällt durch einen Strahlteiler auf das eigentliche Objektiv Os. Dies ist entweder eine einzelne, asphärische Linse oder aber ein zusammengesetztes Objektiv aus sphärischen Linsen. Die NA beträgt 0,45, die Brennweite i. Allg. 8 mm, und das Gewicht ist < 2 g. Das Gewicht muss gering sein, um das Objektiv schnell nachführen zu können. Dazu befindet es sich z.B. in einer magnetischen Halterung innerhalb einer Spule. Der Fokus fällt durch die 1 mm starke transparente Schutzschicht auf die informationstragende Aluminiumschicht. Die vergleichsweise große Entfernung zwischen
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Medizinische Physik 3
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Professor Dr. Josef Bille Universit
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VI Vorwort dargestellt. Des weitere
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Inhaltsverzeichnis 1 Das visuelle S
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Inhaltsverzeichnis XI 4.1.3 Räumli
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Inhaltsverzeichnis XIII 9.3.1 Grund
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Inhaltsverzeichnis XV 14.5.2 Die Fr
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Inhaltsverzeichnis XVII 19.4 In Erp
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XX Mitarbeiter Dr.R.Müller Axaron
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2 J.F. Bille et al. die Linse. Sie
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4 J.F. Bille et al. Tabelle 1.1. Pa
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6 J.F. Bille et al. Abb. 1.5. (a) D
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8 J.F. Bille et al. Dies beeinfluß
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10 J.F. Bille et al. Abb. 1.10. Lon
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12 J.F. Bille et al. 1.3 Optische Q
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14 J.F. Bille et al. Abb. 1.14. Mod
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16 J.F. Bille et al. Tabelle 1.2. E
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18 J.F. Bille et al. diale Strecke.
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20 J.F. Bille et al. Abb. 1.19. Das
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22 J.F. Bille et al. Sehqualität.
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24 J.F. Bille et al. Hartmann-Shack
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26 J.F. Bille et al. Zernike-Koeffi
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28 J.F. Bille et al. 1.6 Wellenfron
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30 J.F. Bille et al. Verdampfung ab
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32 J.F. Bille et al. vorgegebenen C
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34 J.F. Bille et al. Abb. 1.33. Zie
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36 J.F. Bille et al. Abb. 1.36. Aus
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38 J.F. Bille et al. Literatur 1. B
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40 M. Niemz Abb. 2.1. Transmission
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42 M. Niemz Abb. 2.2. Optische Abbi
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44 M. Niemz 2.3 Beschichtungen, Spi
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46 M. Niemz Abb. 2.7. Prinzip des A
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48 M. Niemz wobei no, nao für den
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50 M. Niemz 2.6.3 Photomultiplier I
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3 Beugungsoptik R. Müller und T. F
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3 Beugungsoptik 55 Die Beobachtungs
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3 Beugungsoptik 57 ma schmaler. Ist
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Abb. 3.7. Zum Neigungsfaktor. Nach
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3 Beugungsoptik 61 Beim Einfall ein
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Abb. 3.9. Die kreisförmige Blende.
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3 Beugungsoptik 65 Abb. 3.11. Radia
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Abb. 3.12. Verschiedene Auflösungs
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Das Beugungsintegral wird dann zu E
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3 Beugungsoptik 71 venparameter w g
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74 R. Grimm Anwendungen große Bede
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76 R. Grimm Die Kohärenzzeit ist d
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78 R. Grimm dehnung d findet man an
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80 R. Grimm wird Rayleigh-Länge ge
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82 R. Grimm quantenmechanische Grun
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84 R. Grimm 4.3.2 Klassisches Oszil
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86 R. Grimm man die quantenmechanis
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5 Nichtlineare Optik und kurze Lase
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Amplitudenspektrum Frequenzbereich
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5.2.2 Dämpfung und Verstärkung 5
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Kupfer- Block Nd:YVO Microchip Lase
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112 T. Dreier Abb. 6.1. Potentialku
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114 T. Dreier Abb. 6.2. Zweiniveaum
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116 T. Dreier Abb. 6.3. LIF-Anregun
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118 T. Dreier Abb. 6.5. Elektronisc
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120 T. Dreier Abb. 6.7. Molekulare
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122 T. Dreier Probe zurücklegt, is
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124 T. Dreier Komponenten senkrecht
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7 Nichtlineare Laserspektroskopieme
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7.2.1 DFWM 7 Nichtlineare Laserspek
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8 Konfokale Mikroskopie in der Geno
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Danksagung 8 Konfokale Mikroskopie
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180 S.W. Hell Was bedeutet nun Aufl
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182 S.W. Hell nicht ersetzen kann.
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184 S.W. Hell Abb. 9.2. Punktabbild
Seite 198 und 199: 186 S.W. Hell Punktabbildungsfunkti
Seite 200 und 201: 188 S.W. Hell und damit die erzeugt
Seite 202 und 203: 190 S.W. Hell die Anregung in den S
Seite 204 und 205: 192 S.W. Hell λ/(4c) =π/(2ω) ≈
Seite 206 und 207: 194 S.W. Hell ξ =6,25 × 10 4 , so
Seite 208 und 209: 196 S.W. Hell 9.2.4 Limitierende Ef
Seite 210 und 211: 198 S.W. Hell oder Probenzerstörun
Seite 212 und 213: 200 S.W. Hell Abb. 9.6. Zweiphotone
Seite 214 und 215: 202 S.W. Hell 9.2.7 Auflösung der
Seite 216 und 217: 204 S.W. Hell Abb. 9.9. Die gerechn
Seite 218 und 219: 206 S.W. Hell Abb. 9.10. Optische A
Seite 220 und 221: 208 S.W. Hell 9.3.2 Multiphotonen-4
Seite 222 und 223: 210 S.W. Hell Es gibt noch eine wei
Seite 224 und 225: 212 S.W. Hell hier nur am Rande bem
Seite 226 und 227: 214 S.W. Hell mikroskopie. In Kombi
Seite 228 und 229: 216 M. Hausmann 10.1 Historie Das e
Seite 230 und 231: 218 M. Hausmann Abb. 10.1. Prinzip
Seite 232 und 233: 220 M. Hausmann Während reine Anal
Seite 234 und 235: 222 M. Hausmann Abb. 10.3. Divergen
Seite 236 und 237: 224 M. Hausmann Aufgrund dieser ein
Seite 238 und 239: 226 M. Hausmann (r = Abstand von Ro
Seite 240 und 241: 228 M. Hausmann Sei ξ = 2πa λ un
Seite 242 und 243: 230 M. Hausmann 10.4 Fluoreszenzmar
Seite 244 und 245: 232 M. Hausmann tentials hier einge
Seite 246 und 247: 234 M. Hausmann Tröpfchenabriss) d
Seite 250 und 251: 238 H. Tiziani a b c Abb. 11.1. (a)
Seite 252 und 253: 240 H. Tiziani Abb. 11.3. Prinzip d
Seite 254 und 255: 242 H. Tiziani Für die Breite ∆y
Seite 256 und 257: 244 H. Tiziani Demnach wird das Bil
Seite 258 und 259: 246 H. Tiziani Abb. 11.5. Aufbau ei
Seite 260 und 261: 248 H. Tiziani ist ein höhenkodier
Seite 262 und 263: 250 H. Tiziani Objektwelle: U0(x) =
Seite 264 und 265: 252 H. Tiziani Hauptvorteile der ho
Seite 266 und 267: 254 H. Tiziani Abb. 12.2. Holograph
Seite 268 und 269: 13 Optische Interferometrie H. Tizi
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Seite 278 und 279: 13.3.1 Phasenschiebeverfahren 13 Op
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Seite 286 und 287: 13 Optische Interferometrie 275 Fas
Seite 290 und 291: 14 Lasersysteme J. Bille 14.1 Gasla
Seite 292 und 293: 14 Lasersysteme 281 Anwendungen. In
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Abb. 14.7. Energiepotentiale der Ed
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14 Lasersysteme 289 Abb. 14.9. Sche
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Abb. 14.10. Energieniveau eines org
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14 Lasersysteme 293 geringerer Wahr
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14 Lasersysteme 295 In diesem Fall
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14 Lasersysteme 297 Abb. 14.13. Lin
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14 Lasersysteme 299 Tabelle 14.7. V
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14 Lasersysteme 301 Halbleiter- ode
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14 Lasersysteme 303 zeigt eine Übe
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14.4 Ultrakurzpulslaser 14.4.1 Piko
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14 Lasersysteme 307 dieser Form gle
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Tabelle 14.10. Laserdaten: 1,5 W ps
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14 Lasersysteme 311 Für kleine Kon
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n (ω ) o a o n ( ω a 2 n ( ω ) 1
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14 Lasersysteme 315 Abb. 14.28. Pri
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14 Lasersysteme 317 Abb. 14.30. Obe
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Abb. 14.32. Gain-Guiding im Kristal
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14 Lasersysteme 321 Abb. 14.34. Auf
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15 Laser-Gewebe-Wechselwirkungen J.
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15.2 Photochemische Wechselwirkung
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Tabelle 15.3. Thermische Wechselwir
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15 Laser-Gewebe-Wechselwirkungen 32
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16 Laser in der Augenheilkunde J.F.
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16 Laser in der Augenheilkunde 347
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Abb. 16.7. Prinzipieler Aufbau eine
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Abb. 16.12. Prinzip der internen Sk
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366 C. Rumpf Hippokrates (460 v.Chr
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368 C. Rumpf 17.2.2 Minimal-invasiv
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370 C. Rumpf Abb. 17.4. Rechts: Fer
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372 C. Rumpf Abb. 17.6. Faserapplik
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374 C. Rumpf Abb. 17.9. Temperatur
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376 C. Rumpf Abb. 17.11. Röntgenau
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378 C. Rumpf Abb. 17.14. Experiment
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380 C. Rumpf Abb. 17.16. Kryomikrot
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382 C. Rumpf Abb. 17.18. Schnitt na
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384 C. Rumpf • die Temperaturabh
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386 C. Rumpf Unter der Annahme eine
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388 C. Rumpf 15. Helfmann J (1992)
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18 Stereotaktische Laserneurochirur
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Abb. 18.2. Prototyp der stereotakti
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18.3 Diagnosesysteme 18 Stereotakti
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Abb. 18.16. Oligo-Channel Spectrum
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Abb. 18.19. Aufbau eines Closed-Loo
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414 T. Pioch So ” schneidet“ be
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416 T. Pioch ist für das Pulpagewe
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418 T. Pioch 19.3.4 Photodisruptive
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420 T. Pioch Abb. 19.2. Oben: Raste
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422 T. Pioch Abb. 19.4. Aufgrund in
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424 T. Pioch lieren und gleichzeiti
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426 T. Pioch von abzweigenden Neben
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428 T. Pioch 19.5.7 ” Laserbiosti
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430 T. Pioch stehenden Lasersysteme
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432 T. Pioch 12. Frentzen M, Koort
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20 Lasersicherheit Gerätetechnik:
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20 Lasersicherheit Gerätetechnik 4
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448 Sachverzeichnis Brechkraft 41 B
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450 Sachverzeichnis Katarakt 353 Ke
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452 Sachverzeichnis optische Solito
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