"Computational Imaging" zur Optimierung optischer Abbildungssysteme

Im Sinne des sog. "Computational Imaging" gewinnt ein ganzheitliches Design optischer Systeme unter Einbeziehung der Lichtquelle, der Optik und einer elektronischen Nachverarbeitung immer mehr an Bedeutung. So kann durch spezifische Formung der abbildenden Wellenfront ("wave-front coding") die optische Übertragungsfunktion eines Abbildungssystems so verändert werden, dass die laterale Auflösung über einen großen Tiefenschärfebereich nahezu konstant bleibt. Dies ist z.B. für die Mikroskopabbildung von 3D-Objekten für Analysezwecke von besonderem Interesse. Die Wellenfrontcodierung (WFC) erfolgt z.B. mit kubischen Phasenelementen, ohne dabei die Apertur einzuschränken. Diese Phasencodierung führt zunächst zu einer definierten Verbreiterung des Punktbildes, dieses bleibt jedoch über einen großen Schärfentiefebereich konstant. Durch eine elektronische Bildverarbeitung nach dem eigentlichen Abbildungsprozess kann der Einfluss der WFC wieder weitgehend korrigiert werden und die Leistungsfähigkeit des Abbildungssystems insgesamt wesentlich gesteigert werden. Wir präsentieren Überlegungen zum Optikdesign, der Wahl geeigneter Phasenprofile sowie Ergebnisse der experimentellen Umsetzung.