DD145331B1

DD145331B1 - Anordnung zur kontrastreichen darstellung von mikroskopischen objekten

Info

Publication number: DD145331B1
Application number: DD21531479A
Authority: DD
Inventors: Guenter Schoeppe
Original assignee: Guenter Schoeppe
Priority date: 1979-09-03
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1982-04-28
Also published as: GB2059101A; JPS5636621A; GB2059101B; DE3026555A1; DD145331A1; PL129503B1; SU1164641A1; FR2464493A1; PL225994A1

Description

TiteI äer ^rf^di^IlZJ

Anordnung zur iiontraotroicben Darstellung von ciikroükopi schen Objekten

Anwendungsgebiet dor tfr^indup,^:

5' -Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontrastreichen

Darstellung von in Durch- und Aul"licht beleuchteten mikroskopischen Objekten, insbesondere Pha&enobjekten mittels Interferenz,

Charakteristik der_ bekannten technischen Losungen :

Es ist eine Interferenskontrastanordnung bekannt, bei der im polarisierten Licht mittels modifizierter ',Vollastonprismen zwei _ura etvva die Aullösungsgrense de"r mikrockopischan Anordnung seitlich verschobene Bilder des Objektes erzeugt werden. Beide Teilbilder können zur Interfere·]?; und es ergeben sich reliefartige kontrastreiche Darstellungen ausgezeichneter Bildqualität von Phasenobjekten. Durch geeignete Mittel kann der Kontrast variiert v/erden, Nachteilig ist bei dieser Anordnung der Einsatz hochwertigen doppölbrechcnden IJateri&ls für die T/ollastonpriemen

und der hohe technologische Aufwand vielen der teilweise ge- - ringen Toleranzen.

Außerdem kann nach dieser Anordnung ohne zusätzliche komplizierte LIa ßnr. ha en nur ein Feld beschränkter Gro3e gleichmäßig kontrastiert v/erden. Bei höheren Objektiv- und Be-

2^!5 leuchtiangsaperturen wirken sich trots der. Kompensation dos

Beleuchtungsstrahlenganges Depolarisationseffekte kontrastmindernd aus. Diese Kontractminderung muß wiederum mit zusätzlichen Mitteln bekämpft werden.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird in der hinteren Brennebene des Objektivs eine in drei Bereiche unterteilte Blende angeordnet, deren mittlere, schmale, streif enförraige Zone etwa 15 % Durchlässigkeit besitzt, einer der beiden seg~ raentfb'rmigen Bereiche ist nahezu undurchlässig, der andere Bereich vollkommen transparent.

Zur Beleuchtung ist ein Spalt erforderlich·

• Von lachteil ist die geringe Bildqualität, die mit dieser Anordnung erzielt wird. Durch die spaltförmige Einengung der Beleuchtungsapertur und die einseitige Beschränkung der Beobachtungsapertur treten Auflösungsverluste senkrecht zur Spalt· richtung auf.

Da die Modulationsblende als Beugungselement wirkt, ruft sie mit ihrem unstetigen Intensitätsverlauf neben dem gewünschten Beugungsbildern vom mikroskopischen Objekt durch die Oberwellen der Raumfrequenz des Modulators noch weitere Bilder hervor, die sich dem Bild überlagern.

Außerdem IaSt sich nach dieser Anordnung ,die Kontrastwirkung nicht variieren.

Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen Transmissionen

ρ bestimmter Elemente cos"-fÖrmig abhängig sind,

2 V/eiterhin treten cos -formig« örtliche Intensitätsverteilungen im Zusammenhang mit der Holographie auf. Diese holographischen Küster dienen jedoch zur Unterdrückung oder zum Hervorheben bestimmter Strahlenelemente (Ortsfrequenzfilter), Spektral breitbandig wirkende Diffraktionsplättchen sind nicht bekannt. Bei den holographischen Techniken ist immer eine verschwindend kleine Beleuchtungsapertur vorausgesetzt.

Die.Erfindung soll eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten schaffen, die es gestattet, bei einen geringen apparativen Aufwand eine hohe Bildquaiitüt zu erzielen und die Möglichkeit der Variation der Kontrastwirkung zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ißt es, durch eine geeignete Anordnung von optischen Bauelemente:] eine kontrastreiche Abbildung eines möglichst großen Feldes von mikroskopischen Objekten zu erreichen.

• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, deren optisches System sich in ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem gliedert, wobei in odor in der liähe der Austrittspupille des Objektivs des Abbildungssystem^ oder eines Bildes derselben ein Diffraktion'splättchen angeordnet ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Diffraktionpplättchen eine über mehr als eine Periode gehende nahezu

2 cos -förmige Durchlässig:·;.« it svert eilung auf v/eist, deren Perl-

. odenlänge dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder des Bildes derselben angepaßt ist und in der Eintrittspupilie des Kondensors des Beleucbtungssytens oder eines Bildes ein gleichartiges Diffraktionsplättchea angeordnet ist, dessen Per-ioaenlänge nach Abbildung in die Diffraktionsplättche^ebeче der dos dort angeordneten Diffraktionsplättchens entspricht«,

Ausfuhrungsbeispiel:

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert

Es zeigt : ?ig. Das optische System

Ein in der vorderen Brennebene des Kondensors 2 angeordnetes

Diffraktionsplättchen 1 mit cos -förniiger Durchlässigkeitsverteilung v/irel durch den Kondensor 2 und das Objektiv 4 in dessen Austrittspupille abgebildet, die wiederum durch ein Zwlöchernbbildungssystem 5 in die Ebene des- Difiraktions™ plättchens б abgebildet wird.

Das Difiraktionspläl'tch-зп б v/eist eine cos'-förmige Durchlässigkeitsvertsilung auf, deren Teriodenlänge etv/a dem Durchmesser des BilJes der Austrittspupille des Objektivs 4 entspricht. Die Perioaenlängc dss Diffraktionsplättchens 1 ist

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so abgestimmt, daß ihr Bild in der Ebene des Diffraktionsplät tchens 6 der Periodenlänge des Diffraktionsplättchens б entspricht.

Das Diffraktionsplättchen б kann senkrecht zur optischen Achse mittels eines geeigneten Triebes um etwa eine Periodenlänge verschoben v/erden, und ist gegen andere auswechselbar

• Das Objekt 3 wird durch das Objektiv 4 und das Diffraktionsplättchen б hindurch in die Bildebene des Okulars 7 abgebildet und kann mittels des Okulars beobachtet werden.

Für die Abbildung des Objektes 3 wirkt das Diffraktionsplättchen б als Beugungselement,

2 jedem Objektpunkt wegen der cos -förmigen Transmissionsverteilung des Diffraktionsplättchens б drei nebeneinanderliegende Bilder, Bilder der -1.; 0. und +1. Beugungsordnung im Abstand der Auflösungsgrenze der mikroskopischen Anordnung. Da das Licht in diesen Bereichen durch das Diffraktionsplättchen 1 kohärent gemacht wurde, treten Interferenzerecheinungen auf. Bei Phasenobjekten erscheinen die beiden Kebenmaxima etwas dunkler, das Hauptmaxima heller als die Umgebung. Man erhält ein Bild mit dunkelfeidähnlichen Charakter.

' Wird die Stelle minimaler Transmission neben der optischen Achse angeordnet, so verschwindet mit zunehmender Dezentration je nach Dezentrationsrichtung eines der beiden Hebenmaxima, so daß von jedem Objektpunkt zwei Bilder vorhanden sind. Dabei erscheint bei Phasenobjekten das vom Hauptmaxima vermittelte Objektbild heller, das vom T-Iebenmaximum vermittelte dunkler als die Umgebung. Bei Verwendung von Licht begrenzter spektraler Bandbreite genügt zur Erzielung" eines hochwertigen Effektes bereits die Verwendung einer auf feinkörnigem Material hergeatellten und geignet entwickelten photographischen Aufnahme

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von Int or f ere η :i st reif on im monochromatischen Licht als Plättchen 1 und 6, es eignen sich ebenfalls aus Ruß oder Motallbelügen hergestellte Schichten. Aroextet man im weißen Licht, so kann den Diffraktionsplätteheη 6 eine Aufnahme eines farbigen Interfercnzstroifensystems ₍(Streifen -1.; 0, und +1. Ordnung) auf einem Parbfilramaterial sein, das ein möglichct großen Gebiet des Parbdreiecks überdeckt, aber auch mit geeigneten .Farbstoffen drucktechnisch hergestellte Schichten lassen sich ver~ wenden. Die beschriebene Einrichtung erlaubt die gleichmäßige Kontrastierung großer Felder und die Anwendung relativ hoher Bsleuchtungsaperturen ohne zusätzliche Kittel,

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Claims

Erf indungsans prueh :

1. Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten, die aus einem optiochen System besteht, das sich in ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem gliedert, wobei in oder in der Nähe einer Austrittspupille eines Objektivs des Abbildungseystems oder eines Bildes derselben ein Diffraktionsplättchen angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Diffraktionsplättchen eine über mehr als eine Periode gehende nahe-

zn cos~-förmige Durchlässigkeitsverteilung auf v/eist, deren Periodenlänge, dem Durchmesser der Objektiviustrittspupille des Abbil.lungssystems oder des Bildes derselben angepaßt ist und in einer Eintrittspupille eines Kondensors des Beleuchtungssystems oder eines Bildes derselben ein gleichartiges Diffraktionsplättchen angeordnet ist, dessen Periodenlänge nach Abbildung in die Diffraktionsplättchenebene der eines dort angeordneten Diffraktionsplättchens entspricht.
2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stelle maximaler Durchlässigkeit des Diffraktionsplättchens im Beleuchtungssystem in der optischen Achse, das Diffraktionsplättchen im Abbildungssystem um mindestens eine Periodenlänge verschoben angeordnet ist,
3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,

daß mindestens beim Diffraktionsplättchen des Abbildungssystems für mindestens drei Grundfarben sich die Transmission mit zur Wellenlänge des Lichtes proportionalen

Periodenlängen cos -förmig verändert, wobei die Periodenlänge für gelb-grünes Licht dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille dos Abbildungssystem oder eines Bildes derselben angepaßt ist und die Transmissionsminima oder Transmissionsmaxima aller Y/ellenlängen an einer Stelle des Dif fraktiorjsplättchens ко in midieren.

In Betracht gezogene Druckschriften: DD-PS 45855 (G 02 B, 21/14)

Hugo Freund ,,Handbuch der Mikroskopie in der Technik'*, Band 1/ Teil* 1 Umschau Vc-rlaq Fran.vfurt am Main S. 319-353