Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

Forschung — 29 Abb. 3. Abbildung eines Gitters für verschiedene Abstände zur Fokusebene. Aufgenommen mit einem klassischen (a-h) und einem Weitfeldbildinversionsmikroskop (i-p). Bei der Weitfeldbildinversionsmikroskopie handelt es sich um ein interferometrisches Ver- fahren, welches eine stark vergrößerte Schärfen- tiefe ermöglicht. Zudem ist eine Steigerung des lateralen Auflösungsvermögens um bis zu 30% erreichbar. Durch die Möglichkeit der numeri- schen Aberrationskorrektur oder der spektral aufgelösten Rekonstruktion von Objektdetails hebt sich diese Technik zudem von anderen An- sätzen ab. Im Gegensatz zu klassischen Mikroskopen basiert die Bildgebung hier auf der komplexen Kohärenzfunktion. Diese wird mit Hilfe eines bil- dinvertierenden Interferometers in der Aus- trittspupille des Mikroskopobjektivs gemessen. Daraus lässt sich die 2D- Projektion einer 3D- Objektstruktur rekonstruieren, was mit einer Er- weiterung der Schärfentiefe einher geht. Experi- mentell konnte bereits eine um einen Faktor 123 vergrößerte Schärfentiefe nachgewiesen werden. Die Optimierung des Versuchsaufbaus und die Ergänzung der theoretischen Beschreibung für Mikroskopobjektive hoher numerischer Apertur sind aktuelle Forschungsanliegen. Forschungsprojekt 2: Weitfeldmikroskopie unter Verwendung eines bildinvertierenden Interferometers D. Weigel, H. Babovsky, A. Kiessling, und R. Kowarschik (2015): Wide- field microscopy with infinite depth of field and enhanced lateral resolution based on an image inverting interferometer. Optics Com- munications, DOI: 10.1016/j.optcom.2014.12.047 D. Weigel, A. Kiessling, und R. Kowarschik (2015): Aberration correc- tion in coherence imaging microscopy using an image inverting inter- ferometer. Optics Express, DOI: 10.1364/OE.23.020505 Forschungsprojekt 3: 3D-Formvermessung mit Multiapertur-Array-Projektoren Abb. 4. 3D-Rekonstruktion mit Multiapertur-Array- Projektion (links: Objekt mit Musterstrukturen; rechts: 3D-Rekonstruktion in Falschfarbendarstellung). Im Rahmen der Allianz 3dsensation wird im Pro- jekt “geMAAP3D” in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) Jena ein 3D-Messverfahren entwickelt, dessen Basis ein Hochgeschwindig- keits-Multiapertur-Arrayprojektor bildet. Dieser erlaubt die Projektion strukturierter Muster (aperiodische Streifen) mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3 kHz. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei vor allem auf der Rekonstruktion dreidimensiona- ler Objekte mit nur einer Aufnahmekamera, im Unterschied zum üblichen klassischen Stereover- fahren. Für dieses Projektionssystem wurde ein neues Kalibrierverfahren entwickelt und erprobt. Das neuartige 3D-Messsystem ermöglicht einen leichteren und kompakteren Aufbau bei gleich- zeitig reduzierten Kosten. Eine entsprechende Patentanmeldung ist erfolgt.