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Größen- und Distanzmessungen unter Verwendung von Ein- und Zweiphotonen-Anregung mittels räumlich modulierter Beleuchtung

Schweitzer, Andreas

English Title: Size and Distance Measurements using One- and Two-Photon Excitation by Spatially Modulated Illumination

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PDF, German
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Abstract

Die Fernfeld-Lichtmikroskopie ist eine Methode, um Strukturuntersuchungen an biologisch komplexen Objekten durchzuführen. Dabei können auch Strukturen analysiert werden, deren Abmessungen deutlich kleiner als die optische Auflösung sind, indem Distanzmessungen zwischen Fluoreszenzmarkern vorgenommen werden. Hier wird eine Methode der Fernfeld-Lichtmikroskopie vorgestellt, mit der sowohl Größen- als auch Distanzmessungen an im Vergleich zur optischen Auflösung kleinen, fluoreszierenden Objekten in Richtung der optischen Achse durchgeführt werden können. Dazu werden zwei kollimierte Laserstrahlen zwischen zwei Objektiven kohärent überlagert, so dass sich eine räumlich modulierte Anregungsintensität ergibt. In der Arbeit werden zunächst die theoretischen Grundlagen von Mikroskopie, Fluoreseszenz-Anregung und Interferenz erläutert und wie sich daraus mittels räumlich modulierter Anregung Distanzen und Objektgrößen bestimmen lassen. Darüberhinaus wird der Mikroskopaufbau beschrieben, mit dem Größen- und Distanzmessungen in axialer Richtung durchgeführt werden. Abschließend wird die Einkopplung eines gepulsten NIR-Laserstrahls in das Mikroskop erläutert, mit dem die Fluoreszenz über Zweiphotonen-Effekte angeregt werden kann. Dabei werden Messungen bei aufgeweitetem Anregungsstrahl und Messungen der Fluoreszenzlebensdauer beschrieben.

Translation of abstract (English)

Far-field light microscopy is a method to study structures of complex biological objects. This method allows to determine distances between fluorescent markers and thereby analysing structures even considerably smaller than the optical resolution limit. Here, a method of far-field light microscopy is presented, which allows size measurements of as well as distance measurements between fluorescent subwavelength-sized objects along the optical axis. For this purpose, two collimated laser beams interfere in the interspace between two objectives, to achieve a spatially modulated illumination. This thesis firstly describes theoretical principles of microscopy, fluorescence excitation and interference and how distances and object sizes can be determined using spatially modulated illumination. In addition, the microscope setup is being described, which is used to perform size and distance measurements in axial direction. Finally, the launch of a pulsed NIR laser beam into the microscope to excite fluorescence emission by two-photon-effects is described. In this case measurements using a widened excitation beam and fluorescence lifetime measurements have been successfully carried out.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Cremer, Prof. Dr. Christoph
Date of thesis defense: 9. July 2003
Date Deposited: 15. Jul 2003 12:02
Date: 2003
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Mikroskopie, Interferenz <Physik> / Lichtwelle, Fluoreszenz
Uncontrolled Keywords: Microscopy , Interference , Fluorescence
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