Hallo -
so mancher hat sich beim Phasenkontrast schon mal gewünscht, den Effekt mit seinen kräftigen Halos und Beugungslinien abmildern zu können. Bei manchen Fabrikaten gibt es solche, nicht allzu billigen Einrichtungen - bei Zeiss (West) anscheinend nicht.
Gar nicht? Doch: In Zeiten der Durchlichtfluoreszenz hat sich Zeiss eine aufwendige Einrichtung einfallen lassen, mit der man einem Fluoreszenzbild das Phasenkontrastbild in wählbarer Helligkeit überlagern konnte. Das ist heute obsolet, aber der Kondensor F aus dieser Apparatur ist heute noch hie und da zu finden. Er hat Hellfeld H, Dunkelfeld D und dazu die Phasenkontrastblenden 2 und 3 (schwarze Lackfolien auf Glas):
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_47980820.jpg)
Er besitzt aber die Ph-Blenden 2 und 3 doppelt (markiert mit bläulichen Ziffern 2 und 3. Hier sind die Phasenblenden aus Polfolie, die in N-S-Richtung orientiert ist. Der Phasenring ist nichtpolarisierend. Hier ein Blick durch die Blende 3 in die Landschaft:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_11653293.jpg).
Wenn man nun ein Polfilter auf die Leuchtfeldblende legt, kann man durch Drehen den Kontrast zwischen Phasenring und Umfeld stufenlos regeln - obwohl diese Anwendung von Zeiss(W) ursprünglich nicht beabsichtigt war.
Ein Beispiel:
In der Folge handelt es sich um Ausschnitte von Fotos mit Ph2 Neofluar 40/0,70 2/3 rechts von der Bildmitte:
Im Hellfeld ist diese Diatomee nicht besonders erfreulich, zumal das Neofluar voll aufgeblendet ist und außerhalb des Bildzentrums die Farbfehler des Objektivs voll zum Tragen kommen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_54636159.jpg)
Ein Schließen der Aperturblende erhöht Kontrast, aber auch Farbfehler und Beugungsartefakte:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_42708074.jpg)
Ein Versuch mit vollem Phasenkontrast (Polfilter gekreuzt) gibt ein künstlerisch wertvolles Bild aber die Halos sind nicht sehr erfreulich:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_42815147.jpg)
Pollfilter nun 45° gekreuzt, Phasenkontrast gedämpft - weniger Doppellinien als beim abgeblendeten Hellfeld:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/241171_47633461.jpg)
Viele Grüße
Rolf
P.S.: Ein Beispiel aus der Tümpelei wäre besser gewesen, hatte ich aber momentan nicht zur Hand. Vielleicht hat jemand Ideen was man noch damit anfangen könnte.
Tolle Idee Rolf,
ich hab mich immer gefragt, was die transparenten PH-Blenden eigentlich sollen. Muss ich glatt mal probieren.
Hallo zusammen,
und wenn man 2-Farbn-Polfilter aus der Fotografie verwendet kann man sogar zweifarbigen Ph-Kontrast realisieren:
www.the-ultraphot-shop.org.uk/bicolor.htm (http://www.the-ultraphot-shop.org.uk/bicolor.htm)
Gruß !
JB
Hallo Jürgen -
Danke für den tollen Link - in der nächsten Zeit werde ich mich sicher nicht langweilen!
Gruß
Rolf
Hallo Rolf,
Bitte sei mir nicht böse aber etwas stimmt doch nicht an die Aufnamen. Jedes Objektiv, sogar den billigesten Achromat, sollte das Objekt besser abbilden. Ich vermute auch das etwas dezentriert ist weil da nur rechts eine starke blaue Farbsaum zu sehen ist. Beste Grüsse,
Rolf
Hallo Rolf -
Du hast richtig beobachtet, dass das Objekt dezentriert ist:
Die Ausschnitte (Breite etwa 20 % des gesamten Bildes) stammen vom rechten Bildrand. Der blaue Farbsaum kommt vom Neofluar und verschwindet, wenn man das Objekt in die Bildmitte schiebt.
Die grünen Säume sind auch in der Bildmitte vorhanden - sie stammen überwiegend von den optischen Eigenschaften des Diatomeen-Skeletts - das hat die Natur halt nicht richtig auskorrigiert ;D .
Viele Grüße
Rolf
Hallo Rolf,
könnte es sein, dass ein anderer Effekt für die scheinbare Halo-Reduktion verantwortlich ist?
Zunächst nochmals zu meinem Verständnis: Sehe ich richtig, dass der von Dir beschriebene Zeiss-Kondensor, den ich so nicht aus eigener Anschauung kenne, zwei zusätzliche "besondere" Lichtringe für Phasenkontrast hat, die sich von den "normalen" nur dadurch unterscheiden, dass die gesamte lichtdurchlässige Ringfläche von einem Polfilter bedeckt ist? Fall dies so ist, kann die leicht verbesserte Darstellung der Diatomee eigentlich nicht auf einer tatsächlichen Reduktion des Haloing beruhen, weil die Halo-Säume üblicherweise nicht von dem Polarisationszustand des Beleuchtungslichts beeinflusst werden.
Das Haloing kommt ja dadurch zustande, dass neben dem überwiegend am Phasenring vorbeilaufenden bildgebenden Licht ein kleiner Teil des bildgebenden Lichts auch durch den Phasenring im Objektiv verläuft, anstatt an diesem vorbei zu gehen. Diese kleine Komponente interferiert mit dem überwiegenden Anteil des bildgebenden Lichts, der am Phasenring vorbeiläuft und folglich bei fehlendem Durchgang durch den Phasenring auch keine Phasenverschiebung erfährt. Vor allem maßgebend sind die schmalen inneren und äußeren Zonen des Phasenrings, die nicht von dem Projektionsbild des beleuchtenden Lichtrings bedeckt sind.
Daher kann ein Haloing dadurch verringert werden, dass diese schmalen inneren und äußeren Randbereiche des Phasenrings mit einer abweichenden optischen Dichte ausgestattet werden (siehe Apodized Phase Contrast), oder die Phasenringe mitsamt diesen Randbereichen möglichst schmal gehalten werden.
Wenn nun der Lichtring im Kondensor auf seiner gesamten Durchlassfläche mit einem Polfilter bedeckt bzw. ausgekleidet wird, hat das zunächst keinen anderen Effekt, also wenn man bei einem normalen Phasenkontrastkondensor einen Polfilter auf den Lichtdurchlass des Mikroskops legt. In beiden Fällen ist das Beleuchtungslicht polarisiert. An der Geometrie des Strahlengangs ändert sich aber nichts.
Wenn nun der Polfilter auf Kondensorebene eingelassen ist, kann man natürlich mit einem drehbaren zweiten Polfilter auf dem Lichtdurchlass des Mikroskopfußes die Lichtintensität des Phasenkontrastbildes stufenlos verändern. Das habe ich selbst schon mehrfach ausprobiert. Am Haloing ändert sich aber auch dadurch nichts. Interessant ist eine solche Anordnung, wenn man das Phasenkontrastbild dunkler einstellen will, als es bei der ansonsten einstellbaren niedrigsten Beleuchtungsstufe möglich ist. Dies kann vorteilhaft sein, wenn man andere, noch stärker lichtschluckende Verfahren gleichzeitig ausführen will.
Wenn die Kieselalgen nun im polarisierten Licht deutlicher herauskommen und dadurch das Halo weniger störend wirkt, kann ich mir dies nur so erklären, dass die Anisotropie der Kieselsäure in diesem speziellen Fall den Kontrast verbessert, folglich feine Details des Gehäuses deutlicher zum Vorschein kommen lässt, als im nicht polarisierten Licht. Dieses Phänomen, dass optisch aktive Strukturen auch schon bei einem Polfilter besser herauskommen könnenals im nicht polarisierten Licht, wurde schon für andere Objekte beschrieben, könnte daher auch hier eine Rolle spielen.
Zusätzlich könnte das Bild mit der Polfiltervariante vielleicht dadurch etwas besser wirken, dass die Farbtemperatur höher liegt als bei der anderen Aufnahme.
Wenn man Vergleichsbilder von nahezu isotropen Phasenobjekten machen würde, z.B. Epithel- und Plasmazellen im Speichel, sollte die Verwendung des Pol-Lichtrings außer einem etwas dunkleren Bild nichts durchgreifend verändern.
Was kann / könnte man mit einem Polfilter-bedecktem Phasenring sonst noch machen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit)?
Man könnte z.B. den Phasenkontrast neben der Fluoreszenz auch mit Standard-Auflicht kombinieren (wenn der Arbeitsabstand des Phasenkontarstonjektivs genügend ist) und auch dann die Intensität des Durchlichtbildes feinstufig herabsetzen, damit das Auflichtbild nicht überstrahlt wird. Dann könnte man eine solche Lichtmaske auch noch mit einem zweiten, größeren Ring für Dunkelfeld versehen (dieser ohne Polfilter) und Phasenkontrast mit Dunkelfeld gleichzeitig ausführen ("Variabler Phasen-Dunkelfeld-Kontrast"). Auch hier muss die Intensität des Phasenkontrastbildes selektiv gegenüber dem Dunkelfeldbild abgeschwächt werden. Hierfür wären dann die Polfilter nützlich. Eine solche Kombi kann bei bestimmten Objekten vorteilhaft sein.
Dann kann man auch Konfokal-Fluoreszenz für bestimmte Fragestellunen mit Phasenkontrast kombinieren, so z.B., um die Ablagerung von fluoreszierenden Nanosilber-Partikeln in Euglena topographisch nachzuweisen, ohen dass dies "obsolet" wäre. :-)
Viele Grüße
Jörg
Hallo Jörg,
nur zur Klarstellung des Aufbaues dieses Kondensors: Nicht der lichtdurchlässige Ring ist mit Polfolie ausgeführt, sondern der bei den "normalen" Ph-Kondensoren lichtundurchlässige Anteil. Dadurch kann man bei den doch recht dunklen Auflichtfluoreszenzbildern ein Phasenkontrast-Durchlichtbild mit variabler Ph-Kontrastierung überlagert werden kann. Mit den bicolor-Polfiltern aus der Fotografie (z.B. von Cokin) kann man dann farbigen PH-Kontrast erzielen.
Gruß !
JB
Hallo -
danke für die Klarstellung von Jürgen!
Zu meinem Foto 2 hatte ich geschrieben: "Der Phasenring ist nichtpolarisierend". War falsch und deshalb missverständlich, weil sich der Phasenring ja im Objektiv befindet - im Kondensor sitzt die (Phasen-)Ringblende und deren Leuchtring ist hier nicht polarisierend. Auf diesem Foto kann man auch erkennen, dass dieser entsprechend heller ist,als die Polfilterflächen innerhalb und außerhalb vom Ring, in denen man als Hintergrund etwas Grünzeug in meinem Garten erblicken kann.
Hier wollte ich nochmals betonen: Zeiss wollte mit diesem Kondensor gar nicht den Phasenkontrast des Ph-Durchlichbildes regulierbar machen, sondern nur eine Möglichkeit bieten dieses Bild stufenlos abzuschwächen (siehe Anmerkung von Jürgen). Zumindest ist die erste Möglichkeit in meiner Broschüre "Fluoreszenzmikroskope STANDARD" (G41-355/I-d) gar nicht erwähnt, obwohl die dort beschriebene Apparatur das erlauben würde:
Bei dieser alten Einrichtung wird das Durchlicht-Fluoreszenz-Anregungslicht unter dem Kondensor über einen halbdurchlässigen Spiegel eingespiegelt, wobei schon mal ein Teil verloren geht, danach passiert es die POL-Ringblende im Kondensor, wo erneut mindestens 70 % geschluckt werden. Wichtig ist aber, dass diese Ringblende das Anregungslicht, wenn auch geschwächt über die gesamte Fläche durchlässt.
Das Durchlicht für den Phasenkontrast kommt hingegen aus der Einbauleuchte im Mikroskop und wird von einem Polfilter über Leuchtfeldblende in 90° Richtung zu der POL-Ringblende polarisiert, sodass das inner- und außerhalb des Rings alles dunkel ist und nur der Ring leuchtet (wie vom PhK gewohnt).
Unterhalb dieses Polfilters sitzt ein zweiter, der gedreht werden kann, sodass die Leuchtintensität des Ringes sehr feinfühlig reguliert und an die relativ schwache Fluoreszenz angepasst werden kann.
Diese teure Einrichtung ist mit Aufkommen der effizienteren Auflichtfluoreszenz zwar obsolet geworden, weil man hier für einen überlagerten Phasenkontrast normale Ringblenden verwenden und mit leicht regulierbarem LED-Licht arbeiten kann, aber die POL-Ringblenden scheinen immer noch ein interessantes Spielfeld zu bieten!
Danke für die interessanten Beiträge und Ideen!
Viele Grüße
Rolf
Hallo,
auch von mir vielen Dank für die Klarstellungen.
Ich war in der Tat über den Hinweis gestolpert, dass der Phasenring (im Objektiv) nicht polarisierend sei, so dass ich schlussfolgerte, dass es dann wohl der Lichtring im Kondensor sein müsste. Jetzt ist mir die Sache klar geworden.
Letztlich ergibt sich ja aus dieser Konstruktion, dass man dem Phasenkontrastbild ein fein regulierbares Hellfeldbild beimischen kann. Und es leuchtet ein, dass durch diese Hintergrundaufhellung die relative Intensität eines Halo-Saums abgeschwächt werden kann.
Auch leuchtet jetzt ein, wie man mit den erwähnten speziellen Polfiltern Farb-Doppelkontraste erreichen kann.
Viele Grüße
Jörg
Hallo zusammen,
wenn ich mich richtig erinnere, war der Sinn dieser Einrichtung, dass man Fluoreszenzerscheinungen durch eine Aufhellung des Hintergrundbildes auch cytohistologischen Strukturen zuordnen, sprich einen jeweils durch die Fluoreszenz markierten Stoffwechselvorgang anatomisch verorten konnte.
Gruß !
JB