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Fourier-Optik Kit
Kapitel 5: Aufbau und Justierung
5.5.
Funktion der einzelnen optischen Elemente
Objektebene
Fourier-Ebene
Abbildung 57: Gesamtaufbau
Kollimationslinse: Die Kollimationslinse ist direkt an der LED angebracht und sorgt für
eine bestmögliche Parallelisierung des Lichts der LED. Dies führt zu größtmöglicher
Intensität auf kleinstmöglicher Fläche.
Lichtgebende Optik: Die Kombination aus Feld- und Kondensorlinse, deren
Brennebenen zusammenfallen, stellt prinzipiell ein Kepler-Fernrohr dar. Im idealen Fall
erhält man mit den Brennweiten der Kondensor- und Feldlinse eine dreifache
Vergrößerung. Da die Feldlinse zur Lichtquelle hin ausgerichtet ist und das Licht somit
zuerst die Feld- und danach die Kondensorlinse passiert, hat der ausgeleuchtete Bereich
hinter der Kondensorlinse nur noch ein Drittel der ursprünglichen Größe bei gleicher
Gesamtintensität.
Abbildende Optik: Die Kombination aus Objektiv- und Tubuslinse bildet die abbildende
Optik des Aufbaus. Sie bilden die Objektebene scharf in die Ebene des Kamera-Chips ab.
Da das Objekt in der einen Brennebene der Objektivlinse steht, kann das Fourier-Bild des
Objekts in der anderen Brennebene des Objektivs betrachtet werden.
Fallen
die Brennebenen der Linsen zusammen, kann eine fünffache Vergrößerung erreicht
werden. In diesem Aufbau handelt es sich um ein sogenanntes unendlich-korrigiertes
Mikroskop. Das bedeutet, dass das Target in der Brennebene der Objektivlinse steht und
somit davon ausgegangen werden kann, dass sich hinter der Objektivlinse ein paralleles
Lichtbündel ausbreitet. Daher kann die Tubuslinse in einem beliebigen Abstand von der
Objektivlinse aufgestellt werden, um das Bild auf die Kamera zu bringen.
Projektionslinse: In der hinteren Brennebene der Objektivlinse befindet sich das Fourier-
Bild. Diese Ebene (bzw. das Fourier-Bild) wird mittels der Projektionslinse über den
Strahlteiler auf einen Schirm abgebildet. Die Abbildung und die Vergrößerung des Bildes
folgen der Linsengleichung. Ist die Projektionslinse an einem Ort platziert, so ist das Bild
am Schirm nur in einem gewissen Schirmabstand scharf. Die Vergrößerung entspricht
dem Verhältnis von Bildweite zu Gegenstandsweite.
Grünfilter: Durch Beugung von weißem Licht an kleinen Strukturen kommt es zu einer
Spektralaufspaltung des Lichts im Beugungsbild. Der Grünfilter wird benötigt, um
Spektralaufspaltungen und somit die Ausdehnung der Beugungsmaxima im Fourier-Bild
zu verhindern. Durch die Verkleinerung der Ausdehnung der Beugungsmaxima fällt die
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Rev A, 19.September 2018
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