Entwurf und Realisierung eines Phase Retrieval Aufbaus mit verstimmbarer Linse

Phase retrieval ist ein Verfahren, mit dessen Hilfe die komplexwertige Wellenfront eines kohärent beleuchteten Objektes ermittelt wird. Die Kamerasensoren erfassen immer nur die Intensität. Jedoch besteht die Möglichkeit, die fehlende Phaseninformation, die für die lokalen Laufzeitunterschiede und somit für die Form der vom Objekt beeinflussten Wellenfrontveränderung steht, zu ermitteln: Dazu verschiebt man die Sensorebene axial und nimmt unterschiedlich defokussierte Intensitätsverteilungen auf. Mittels eines speziellen numerischen Algorithmus, der die Informationen des aufgenommenen Bildstapels verarbeitet, lässt sich durch mehrere Iterationen über den gesamten Bildstapel eine konvergente Lösung für das komplexwertige Wellenfeld in der Bildebene finden. In diesem Beitrag zeigen wir, wie wir mit Hilfe eines modifizierten 4f-Aufbaus die axiale Verschiebung des Sensors durch eine zielgerichtete Änderung der Fokusebene mit Hilfe des Einsatzes einer verstimmbaren Linse ersetzen. Dabei spielen die Position und die notwendige Brennweitenänderung dieser Linse zum Erreichen der notwendigen axialen Fokusverschiebung, also die kollineare Dimensionierung des Gesamtaufbaus eine große Rolle.