Laserexperiment mit Kieselalgen

[Carsten Wieczorrek]

Hallo,

ich habe mir einen grünen etwas stärken Laser zugelegt und damit ein paar Experimente gemacht. Die Idee war, zu irgend einer Art Dunkelfeld zu kommen und dabei idealer Weise eine höhere Auflösung zu erreichen. Mein Experiment:

- unter dem Mikroskop liegt eine Kieselalgenpräparat (meine alte Testplatte)
- 100er Objektiv mit Öl
- Kondensor ganz weit nach unten gedreht
- Mikroskop-Beleuchtung aus
- Laser aus ca. 50 cm im 90° Winkel zur optischen Achse auf den Ölfilm justieren

Trotz vieler Versuche war das Ergbnis, sagen wir, sehr bescheiden. Die Bilder 1 und 2 zeigen, was man so beim einfachen Durchblick sehen kann: Interferenzmuster und viel Rauschen. Die beiden Bilder sind schon aufgehellt, die Originale sind auch noch extrem dunkel.

Bild 1


Bild 2


Um die Helligkeit zu erhöhen, habe ich den Kondensor ganz abgebaut und versucht, über ein unter den Tisch geschobenes weißes Blatt Papier die Helligkeit zu erhöhen. Und dabei habe ich folgende Beobachtung gemacht:

- Papier unbeweglich: Rauschen und Interferenz wie in den Bildern 1 und 2
- während das Papier im mm-Bereich bewegt wird, verschwinden alle Interferenzen und das Rauschen

Also habe ich Fotos angefertigt und während der Aufnahme "geeignet am Papier gewackelt". Wichtig ist, dass das Papier gleichmäßig und kontinuierlich bewegt wird (kreisend oder hin-her).Die folgenden Bilder kamen dabei heraus. Die Technik ist noch suboptimal und alle Bilder sind NICHT gestackt.

Viel Spaß beim Betrachten

Carsten

Bild 3



Bild 4



Bild 5



Bild 6



Bild 7



Bild 8

[Bob]

Hallo Carsten,

ein interessantes Experiment!
Ich bin gespannt, was als Grund für die Wirkung des bewegten Papiers zu finden ist.
Hast Du zum Vergleich auch mal ein Bild im Hellfeld mit Kondensor und mit Dunkelfeldkondensor gemacht?
Es wäre interessant zu sehen, ob ein Unterscheid in der Auslösung sichtbar ist.
Eine schöne Ergänzung wäre evtl. die Aufnahme eines Trockenpräparats, also die Schalen an der Unterseite des Deckglases, und etwas Luft zum Objektträger. Die Seite des Deckglases dabei lichtdicht abgedeckt, z.B. mit schwarzer Farbe. Ein von der Seite dazwischen geleiteter Lichstrahl dürfte durch die Totalreflektion eigentlich nicht nach unten oder oben austreten können. Nur das vom Objekt gestreute unnd gebeugte Licht würde sichtbar werden.

Viele Grüße,

Bob

[bernd552]

Hallo Carsten,

Du bist ja der "Experimentator vor dem Herrn".

Leider bist Du dem Speckle des monochromatischen Lichtes zum Opfer gefallen, hast aber auch gleich die einzige Lösung dafür gefunden (ich war mal früher in der Holografie unterwegs, da war die Interferenz des Lasers eher erwünscht).

Wenn Du einen sehr hellen einfarbigen Spot brauchst, dann ist wohl der bessere Weg eine LED zu fokussieren (z.B. mit der Linse eines CD-Brenners) oder in eine Lichtleitfaser einzukoppeln.

LG
Bernd

[Lupus]

Hallo Bob,

Ich bin gespannt, was als Grund für die Wirkung des bewegten Papiers zu finden ist.

das Laserlicht ist ja nicht nur monochromatisch sondern weist auch eine feste Phasenbeziehung der Wellenfront über den gesamten Strahlquerschnitt auf. Wenn diese Wellenfront auf das Papier fällt, verschiebt sich zwar je nach Höhe der Papieroberfläche diese Phasenbeziehung relativ zueinander, bleibt aber trotzdem während des Durchganges durch das Mikroskop bis zum Kamerasensor während der gesamten Belichtungszeit in einer festen Beziehung und erzeugt das ausgeprägte Interferenzmuster.

Wenn nun das Papier während der Belichtung minimal bewegt wird verschiebt sich durch die statistisch unebene Papieroberfläche die Phasenbeziehung der benachbarten, vom Papier ausgehenden "Lichtstrahlen" dauernd. Die momentane Interferenzstruktur (die man mit einer Videoaufnahme noch beobachten könnte) verändert sich am Sensor ebenfalls und wird während der Belichtung ausgemittelt. Im Endeffekt verhält sich das Laserlicht dann so wie eine thermische Lichtquelle, bei der diese Mittelung durch die vielen Atome, die das Licht zeitlich statistisch auf der Leuchtfläche aussenden, erzeugt wird.

Hubert

[Carsten Wieczorrek]

Hallo,
danke für die Antworten.  Speckle kannte ich nicht, habe es gerade gelesen.  Natürlich hat Hubert recht.
Aber dennoch lässt sich mit Laserlicht eine scharfe Abbildung erreichen. Ich habe jetzt Experimente mit einem Spiegel gemacht. Ziel ist,  einen 2 cm Spiegel direkt unter dem Objektträger motorisch schnell rotieren zu lassen. Mal sehen, erste Teile sind bestellt ,
Carsten