RFB / COL welche Erfahrungen habt ihr?

[purkinje]

Hallo Hubert,
diese Veröffentlichung von Sheppard und Hegedus taucht auch in meiner Sammlung von vor Jahren auf. Wie von Dir schon geschildert Verlaufsfilter, entweder von zentral oder peripher zunehmender Durchlässigkeit.
Um es auch anderen Lesern hier zu verdeutlichen, es gibt die verschiedensten Bauformen:
• variable Anzahl von Zonen und somit Ringen,
• unterschiedliche Transmissionen von Lichtdicht bis stark durchlässig
• unterschiedliche Phasenverschiebungen zwischen den Zonen/Ringen.
Davon nun auch noch die diversen möglichen Kombinationen (was mir oben zum Verhängnis geriet  )
Das wissenschaftliche Interesse galt und gilt, wie erwähnt, hauptsächlich einer Verbesserung bei konfokalen Mikroskopen, da hier die die Beugungsringe wohl nicht so ins Gewicht fallen.
Ich hätte nun mehrere Fragen an Dich:

• Bzw. welchen Radius(bereich) einer Zentralblende (bleiben wir bei 2 Zonen) hältst Du für sinnvoll?
• Hältst Du so einen Verlaufsfilter (wie oben) für deutlich vorteilhafter zum binären?
• Und könnte so etwas auch durch einen, der "scharfen Kante" des Ringes, nachgeschalteten Mattfilter erreicht werden, oder würde das zuviel der Kohärenz zerstören? (Direkte, gute Verlaufsfilter zu bauen hielte ich für deutlich anspruchsvoller)

Beste Grüße Stefan

[Lupus]

Hallo Stefan,

welcher Radiusbereich bei einer zentralen Abblendung sinnvoll ist kann ich nicht sagen, das hängt ja von der Anwendung ab. Umso schmaler der Ring ist, desto schmaler (aber auch intensitätsärmer) wird das zentrale Beugungsmaximum mit entsprechend intensiveren Beugungsringen. Wenn letztere für die konfokale Mikroskopie von untergeordneter Bedeutung sind muss man aber noch berücksichtigen dass dafür das Beugungsbild in Achsrichtung ausgedehnter wird. Das ist ja wohl auch der Grund warum man mit mehreren Ringen arbeitet um auch hier eine Optimierung zu erreichen.

Ein Verlaufsfilter ist theoretisch besser weil die PSF detaillierter steuerbar ist - man hat sozusagen "unendlich" viele Parameter, während die binäre Form nur eine stark vereinfachte Variante des Verlaufsfilters ist. Aber die muss man erst einmal für ein beliebiges Verlaufsfilter errechnen. Man sieht ja schon in Deinen beiden früheren Links, wie variationsreich selbst eine binäre Varianten mit drei Ringen sein kann.

Noch ein Vergleich mit Fresnellinsen bzw. -Zonenplatten: Eine Fresnellinse ist nichts anderes als eine sehr grobe Phasenzonenplatte mit stetigem Phasenverlauf innerhalb der Zone (man "schneidet" einfach von der planen Rückseite der Linse Ringe heraus mit jeweils ganzzahliger optischer Weglänge einer Wellenlänge). Ein Beispiel sind die großen Beleuchtungslinsen eines Leuchtturms oder heute als einfache dickere Kunststofffolien für diverse einfachere Beleuchtungs- und Abbildungszwecke erhältlich. Wenn man daraus eine binäre Fresnelzonenplatte macht (die muss natürlich feinere Ringabstufung besitzen), dann bekommt man ebenfalls einen Brennpunkt wie bei einer Linse, aber auch zusätzlich zahlreiche weitere Brennpunkte entlang der Achse weil die Weglängen als Vielfache der Wellenlänge nicht eindeutig durch die binären Zonen bestimmt sind. Diese vollständigere "Steuerbarkeit" des Bildes, speziell in der Tiefe, ist bei binären Zonen reduziert. Aber man muss natürlich die Praxis (Machbarkeit) sehen, daher ist der Vorteil wie gesagt eher theoretisch.

Eine Mattscheibe zerstört das ganze Beugungssystem, dadurch wird keine graduelle Phasen- oder Absorptionsverteilung erreicht.

Hubert

[Lupus]

Hallo Stefan,

eine Ergänzung zur 1. Frage:
Hier der (theoretische) Intensitätsverlauf der PSF eines Punktobjektes bei nicht abgeblendeter Pupille (blau) im Vergleich zu sehr enger ringförmiger Blende (rot, Grenzfall δR << R), also minimal möglicher Durchmesser des zentralen Beugungsscheibchen durch Blende. Die max. Intensität ist in der Grafik auf 1 normiert, tatsächlich wäre sie bei dieser engen ringförmigen Blende sehr gering im Vergleich zur freien Öffnung. Eine reale ringförmige Blende mit praxisnaher Breite liegt beim Durchmesser der zentralen PSF und der Intensität der Beugungsringe irgendwo dazwischen.



Hubert