Optische Mikroskopie

Jörg Haus ist Produktmanager für optische Mikroskope bei der Helmut Hund GmbH, Wetzlar. Nach seinem Studium der Physik und anschließender Promotion an der Justus-Liebig-Universität Gießen konnte er mehr als 10 Jahre Erfahrungen in der Fertigungsmeßtechnik und der optischen Sensorik sammeln. Dr. Haus ist Autor mehrerer Original- und Übersichtsarbeiten über gitteroptische Sensorik und verfaßte Beiträge zur "Encyclopedia of Applied Physics" und zur "Optics Encyclopedia" von Wiley-VCH. 2010 erschien bei Wiley-VCH seine erste Monographie "Optical Sensors".

• Einleitung ixEine kurze Geschichte der Mikroskopie xiiiReferenzen xviiiTeil I Das Lichtmikroskop als optisches Instrument 11 Optische Vergrößerungen: Von der Lupe zum Mikroskop 31.1 Die Lupe 31.2 Höhere Vergrößerungen: Das zusammengesetzte Mikroskop 51.2.1 Strahlengang im zusammengesetzten Mikroskop 61.2.2 Numerische Apertur und laterales Auflösungsvermögen 81.2.3 Axiales Auflösungsvermögen: Schärfentiefe 131.2.4 Vergrößerung und numerische Apertur – was ist möglich? 141.2.5 Die Beleuchtung des Mikroskops: Von kritisch zu Köhler 171.2.6 Die Aperturblende und ihre Funktion 211.2.7 Die Pupillen 231.3 Wichtige mechanische Abmessungen des Mikroskops 251.3.1 Optik nach DIN: Endliche Tubuslänge 251.3.2 Unendlichoptik 27Referenzen 302 Das aufrechte Durchlichtmikroskop: Aufbau und Funktionsweise 312.1 Das Mikroskopstativ 312.2 Die Beleuchtung 332.2.1 Halogenlampen 342.2.2 Linienstrahler: Quecksilber-Hochdrucklampen 362.2.3 Leuchtdioden 382.3 Kondensoren 402.3.1 Prinzipieller Aufbau 412.3.2 Besondere Bauformen 422.4 Fokussierung und Mikroskoptisch 432.4.1 Fokussierung 442.4.2 Mikroskoptisch 452.4.3 Ergonomie 472.5 Objektive 482.5.1 Kennzeichnungen von Objektiven 482.5.2 Farbkorrektion: Achromate und Apochromate 512.5.3 Ebene Bilder: Planobjektive 542.5.4 Ergänzung: Bestimmung der numerischen Apertur 582.6 Okulare 602.6.1 Kennzeichnungen von Okularen, Vergrößerung und Sehfeldzahl 602.6.2 Bauformen von Okularen 622.6.3 Exkurs: Messen mit dem Mikroskop 642.7 Beobachtungstuben 662.7.1 Beobachtungstuben: Von monokular bis trinokular 662.7.2 Optische Mitbeobachtung: Diskussionsbrücken 702.8 Bilddokumentation 712.8.1 Bildsensoren für Kameras – ein kurzer Überblick 722.8.2 Kompaktkameras 752.8.3 Systemkameras 762.8.4 C-Mount-Kameras 782.8.5 Softwarepakete, Tipps zum Kauf 81Referenzen 813 Das aufrechte Auflichtmikroskop 833.1 Aufbau und Funktionsweise 833.2 Die Beleuchtung 843.3 Objektive für die Auflichtmikroskopie 863.4 Fokussierung und Mikroskoptisch 87Referenzen 894 Das inverse Mikroskop: Aufbau und Funktionsweise 914.1 Das Mikroskopstativ 914.2 Beleuchtung und Optik 924.3 Mikroskoptisch und Fokussierung 94Referenzen 965 Das Stereomikroskop: Aufbau und Funktionsweise 975.1 Stereomikroskop – optischer Aufbau 975.2 Stative und Beleuchtung 101Referenzen 105Teil II Unsichtbares sichtbar machen 1076 Kontrastierverfahren in der Mikroskopie 1096.1 Hellfeldmikroskopie 1096.1.1 Durchlicht-Hellfeldmikroskopie 1106.1.2 Auflicht-Hellfeldmikroskopie 1146.2 Schiefe Beleuchtung 1176.2.1 Funktionsprinzip und Komponenten 1176.2.2 Weiterentwicklung: Der Hoffman-Modulationskontrast 1186.2.3 Schiefe Beleuchtung im Durchlicht 1206.2.4 Schiefe Beleuchtung im Auflicht 1216.3 Dunkelfeldmikroskopie 1226.3.1 Funktionsprinzip und Komponenten 1226.3.2 Durchlicht-Dunkelfeldmikroskopie 1226.3.3 Auflicht-Dunkelfeldmikroskopie 1276.4 Phasenkontrastmikroskopie 1286.4.1 Funktionsprinzip und Komponenten 1286.4.2 Anwendungsbeispiel: Zählung von Asbestfasern 1366.4.3 Anwendungsbeispiel: Untersuchung von Belebtschlamm 1376.5 Polarisationsmikroskopie 1396.5.1 Orthoskopie: Funktionsprinzip und Komponenten 1406.5.2 Orthoskopie: Anwendungsbeispiele 1466.5.3 Konoskopie: Funktionsprinzip und Komponenten 1486.6 Differenzieller Interferenzkontrast 1536.6.1 Funktionsprinzip und Komponenten 1536.6.2 Differenzieller Interferenzkontrast im Durchlicht 1596.6.3 Differenzieller Interferenzkontrast im Auflicht 1616.7 Fluoreszenzmikroskopie 1636.7.1 Funktionsprinzip und Komponenten 1636.7.2 Auflicht-Fluoreszenzmikroskopie: Beispiele 1696.8 Kontrastierverfahren in der Stereomikroskopie 174Referenzen 177Teil III Weiterentwicklungen – Über Die Weitfeldmikroskopie Hinaus 1817 Moderne mikroskopische Verfahren 1837.1 Modellierung der Punktbildverwaschungsfunktion 1837.1.1 Dekonvolution: Bildverbesserung durch Software 1837.1.2 Konfokalmikroskopie 1847.1.3 Das 4Pi-Mikroskop 1877.1.4 Das STED-Mikroskop 1897.2 Höchstauflösung durch Eingriffe in die Beleuchtungsgeometrie 1917.2.1 Strukturierte Beleuchtung 1927.2.2 Lichtblattmikroskopie 1947.2.3 Lokalisationsmikroskopie durch Photoaktivierung 1957.3 Nahfeldverfahren 1967.3.1 Nahfeldmikroskopie 1977.3.2 Interne Totalreflexionsmikroskopie 1987.4 Quantitative mikroskopische Verfahren 2007.4.1 Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP) 2007.4.2 Zeitaufgelöste Messungen 2017.5 Nichtlineare Effekte: Raman- und Zwei-Photonen-Mikroskopie 2047.5.1 Raman-Mikroskopie 2047.5.2 Zwei-Photonen-Mikroskopie 206Referenzen 207Danksagung 211Nachweis der mikroskopischen Aufnahmen 213Stichwortverzeichnis 215