eprintid: 7785
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datestamp: 2007-11-08 12:08:54
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status_changed: 2012-08-14 15:23:14
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Schürmann, Martina
title: Digital In-Line Holographic Microscopy with Various Wavelengths and Point Sources Applied to Static and Fluidic Specimens
title_de: Digitale In-line-Holographische Mikroskopie mit verschiedenen Wellenlängen und Punktquellen angewandt auf stationäre und bewegte Proben
ispublished: pub
subjects: 530
divisions: 120300
adv_faculty: af-13
keywords: Lochblenden , LichtleiterDigital In-Line Holography , Microscopy , DIHM , high resolution
cterms_swd: Holographie
cterms_swd: Gabor, Dennis
cterms_swd: Mikroskopie
cterms_swd: Auflösung
abstract: Holography is a lensless imaging technique with intrinsic three-dimensional properties. Employing spherical waves enables the acquisition of magnified images. As the method in contrast to conventional microscopy does not require lenses, the achievable resolution only depends on the illumination wavelength and the solid detection angle. Approaching short wavelengths is thus advisable. In this thesis, 5.9, 2.9, 0.752, 0.500 and 0.356 µm polystyrene beads could be resolved. Furthermore, fibroblast cells with a diameter of about 100 µm and lithographic structures with random forms and shapes were imaged. By introducing an oil chamber with a higher refractive index into the setup, a significant increase of the numerical aperture and thus the achievable resolution was obtained. Nanosecond UV and synchrotron picosecond VUV radiation were proven to provide coherent illumination for in-line holographic microscopy measurements, enabling submicron resolution. First experiments in extending the method towards the fourth dimension included the tracking of tracer particles such as microspheres and oil droplets in flow channels. In addition to the commonly used pinholes, optical fibers were tested with respect to their suitability as alternative point sources. Due to their flexibility these sources could be used in complicated measurement geometries. Furthermore, their ability to be applied in situ makes them interesting for biological studies.
abstract_translated_text: Holographie ist eine linsenfreie dreidimensionale Darstellungstechnik, die bei Verwendung von sphärischen Wellen die Erstellung vergrößerter Abbildungen ermöglicht. Da die Methode im Gegensatz zur herkömmlichen Mikroskopie linsenfrei arbeitet, hängt die erreichbare Auflösung allein von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes und dem räumlichen Detektionswinkel ab. Somit ist die Verwendung kurzer Wellenlängen von Vorteil. In dieser Arbeit konnten Polystyrolkugeln der Größen 5.9, 2.9, 0.752, 0.500 und 0.356 µm hochaufgelöst abgebildet werden. Des Weiteren wurden Fibroblasten von etwa 100 µm Ausdehnung und Lithographiestrukturen in verschiedene Formen und Größen aufgenommen. Durch den Einsatz einer Ölkammer mit einem höheren Brechungsindex wurde eine signifikante Steigerung der numerischen Apertur und damit der erreichbaren Auflösung erzielt. Es konnte gezeigt werden, dass mittels gepulster UV- und Synchrotron-VUV-Strahlung digitale In-line Holographie in Submikrometerauflösung möglich ist. Erste Experimente zur Erweiterung der Methode in die vierte Dimension beinhalteten die Verfolgung von Tracerpartikeln wie Mikrokugeln und Öltropfen in Flusskanälen. Neben der Verwendung von Lochblenden wurde auch die Eignung von Lichtleiterspitzen als Punktquellen untersucht. Derartige Punktquellen können aufgrund ihrer hohen Flexibilität auch in komplizierten Aufbauten eingesetzt werden und sind für biologische Fragestellungen durch ihre in situ-Tauglichkeit besonders interessant.
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
class_labels: 42.40.-i, 00
date: 2007
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00007785
ppn_swb: 555714802
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-77854
date_accepted: 2007-10-31
advisor: HASH(0x556120b2a5d8)
language: eng
bibsort: SCHURMANNMDIGITALINL2007
full_text_status: public
citation:   Schürmann, Martina  (2007) Digital In-Line Holographic Microscopy with Various Wavelengths and Point Sources Applied to Static and Fluidic Specimens.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7785/1/Dissertation.pdf