Quantitative Phasenrekonstruktion in Echtzeit unter Verwendung der Intensitäts-Transport-Gleichung

Mitte der 80er Jahre wurde von M.R. Teague das erste quantitative nicht-interferometrische, nicht-iterative Verfahren zur Phasenbestimmung auf Basis der Intensitäts-Transport-Gleichung (ITG) publiziert. Die ITG beschreibt den deterministischen Zusammenhang zwischen der Phasenverteilung eines Wellenfeldes und zugehörigen Intensitätsverteilungen in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Zur Rekonstruktion der Phasenverteilung eines zu untersuchenden Objektes benötigt dieses Verfahren als Eingangsdaten lediglich Aufnahmen des Objektes aus unterschiedlichen Schärfeebenen. Diese lassen sich mit einfachen zweidimensionalen (CCD-)Sensoren detektieren. Unter Verwendung eines auf der ITG basierenden Algorithmus wurde erstmals ein optisches System aufgebaut, mit dem es möglich ist, quantitative Messungen der Phasenverteilung in Echtzeit durchzuführen. Das Verfahren eignet sich für die Untersuchung von transparenten und reflektierenden Objekten unter Berücksichtigung ihrer spezifischen Randbedingungen. Das optische System wurde hierbei mit einem gewöhnlichen Hellfeld-Mikroskop realisiert.