Experimentelle Vorlesungsvorbereitung
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Fourieroptik - das Abbe-Mikroskop

Mit dem Abbe-Mikroskop lassen sich Manipulationen in der Fouerierebene des Linsensystems durchführen.
Ein Objekt (2D-Gitter) wird mit zwei Linsen an die Wand abgebildet. Zwischen den beiden Linsen befindet sich die sogenannte Fourierebene. Dort findet man die Fouriertransformierte des abgebildeten Objekts. Die zweite Linse führt die Rücktransformation durch, so dass das Bild an der Wand erscheint. Im Abbe-Mikroskop kann man Blenden in der Fourierebene einsetzen. Mit Strahlteiler, Linse und Umlenkspiegel wird diese Ebene  neben dem Bild an die Wand abgebildet. Die durchgeführten Manipulationen mit einer Blende werden so auch direkt sichtbar. Beobachtet werden die Auswirkung der Veränderung in der Fourierebene auf das rücktransformierte Bild.

Zuerst ist 2D-Gitter und das Punktmuster der Fouriertransformation zu sehen.

Mit einer Blende wird nur die 0. Ordnung durchgelassen im im rücktransformierten Bild ist keine Struktur mehr zu erkennen.Nur die Grundhelligkeit des Bilds ist zu sehen.

Dreht man die Sache um und lässt alles außer der 0. Ordnung durch, verschwindet viel Helligkeit im Bild, aber die Bereiche der Kanten werden besonders sichtbar.

Lässt man in der Fourierebene neben der 0. Ordnung auch die 1. Ordung durch, so kann man im Bild die periodische Struktur des Gitter sehen, nicht jedoch, dass es sich um quadratische Felder mit scharfen Kanten handelt.

Beschränkt man das Fourierspektrum in ein Raumrichtung, so ist auch im rücktransformierten Bild die Struktur des Gitters nur in eine Richtung zu sehen.

Entfernt man die 0. Ordnung für eine Raumrichtung, so geht viel Helligkeit verloren und die Kanten in die zugehörige Bildrichtung werden betont.