Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

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238 H. Tiziani a b c Abb. 11.1. (a) CD-Prinzip(b) Streuung an Pit, (c) Ausgangssignal für λ/4 Pits[4] Abb. 11.2. Schematischer Strahlengang eines optischen Auslesesystems [8] Datenschicht und CD-Oberfläche macht das Auslesesverfahren unempfindlich gegen Staub und kleinere Kratzer auf der Oberfläche. Das reflektierte Licht wird über den Strahlteiler und zwei schmalwinklige Prismen auf insgesamt 4 Detektoren geführt. Diese Einheit hat 3 Funktionen: 1. Das Lichtbündel wird parallel zur Signalspur auf der CD in 2 Teile aufgespalten. Das Differenzsignal der Detektoren D1 und D2 auf der einen und D3 und D4 auf der anderen Seite, also D1+D2−D3−D4, gibt Spurabweichungen an.
11 Optische Datenerfassung und -verarbeitung 239 2. Betrachten wir nur das Licht, das von einer Prismenhälfte auf zwei Detektoren abgelenkt wurde, also z.B. auf D1 und D2. Sie werden die gleiche Intensität messen, wenn das reflektierte Feld auf die Detektoren fokussiert ist. Eine Defokussierung führt zu einer Intensitätsdifferenz. Die Größe D1−D2 −D3+D4 kann also als Autofokus-Signal genutzt werden (pupilobscuration method). 3. Die Summe der gemessenen Intensitäten D1+D2+D3+D4 ist schließlich das eigentliche Nutzsignal. Diese Variante des Foucault-Schneidenverfahrens ist nicht das einzige Verfahren zur Detektion von Spurlage, Fokus und Signal. Andere arbeiten z.B. nach einer astigmatischen Fokussiermethode. 11.1.1 Konfokale Mikroskopie Das Prinzip der konfokalen Mikroskopie wurde 1955 von Marven Minsky, Professor am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, eher beiläufig erfunden. Minsky ist einer der Pioniere des Forschungsgebiets der künstlichen Intelligenz. Er entwickelte das Verfahren, um Proben von menschlichen Gehirnzellen untersuchen zu können. Er wollte verhindern, das zu untersuchende Objekt mit einem Mikrotom in dünne Schichten zerschneiden zu müssen, deren Dicke im Bereich der Schärfentiefe des Mikroskops liegt, um die Schnitte dann einzeln untersuchen zu können. Abgesehen davon, dass es ein aufwendiger Arbeitsvorgang ist, können beim Schneiden feine Objektdetails verändert oder beschädigt werden. Mit dem von Minsky 1961 patentierten konfokalen Mikroskop war es nun möglich, Schnittbilder eines dreidimensionalen Objekts auf optischem Wege zu gewinnen, ohne das Objekt zerschneiden zu müssen. Das Instrument fand damals allerdings keinen Anklang. Erst 30 Jahre später begann sich das Verfahren durchzusetzen. Mittlerweile ist es ein etabliertes Verfahren mit einer großen Vielfalt von Anwendungen geworden, insbesondere in der Biologie [1]. Im Gegensatz zur konventionellen Mikroskopie, bei der das gesamte Objektfeld möglichst gleichmäßig beleuchtet wird, erfolgt dies bei der konfokalen Mikroskopie punktweise. Beispielsweise wird ein Objektpunkt im Objektvolumen punktweise beleuchtet (z.B. durch einen fokussierten Laserstrahl) und (in Transmission) auf eine Blende (Pinhole) mit dahinter liegendem Detektor oder auf einen Punktdetektor abgebildet (Abb. 11.3). Die Foki von Objektiv und Kollektor fallen zusammen, daher der Name konfokale Mikroskopie. Bei reflektierenden bzw. undurchsichtigen Objekten wird das reflektierte Licht vom selben Objektiv über einen Strahlteiler auf eine Blende (Pinhole) fokussiert (Abb. 11.4), hinter der sich ein Detektor befindet. Die Blende ist für die tiefendiskriminierende Wirkung des konfokalen Prinzips verantwortlich, denn nur, wenn der Messpunkt sich im Fokus des Objektivs befindet, gelangt der Großteil des Lichts durch die Blende zum Detektor. Befindet sich das
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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
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186 S.W. Hell Punktabbildungsfunkti
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Seite 212 und 213: 200 S.W. Hell Abb. 9.6. Zweiphotone
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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
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Seite 222 und 223: 210 S.W. Hell Es gibt noch eine wei
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Seite 226 und 227: 214 S.W. Hell mikroskopie. In Kombi
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Seite 240 und 241: 228 M. Hausmann Sei ξ = 2πa λ un
Seite 242 und 243: 230 M. Hausmann 10.4 Fluoreszenzmar
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Seite 246 und 247: 234 M. Hausmann Tröpfchenabriss) d
Seite 248 und 249: 236 M. Hausmann 34. Van Dilla MA, D
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
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Seite 266 und 267: 254 H. Tiziani Abb. 12.2. Holograph
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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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20 Lasersicherheit Gerätetechnik 4
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