Im Luminanzkontrast wird das Objekt von einem sehr schmalen axialen Strahlenbündel beleuchtet, welches bei üblicher Einstellung kongruent zur optischen Achse verläuft. Ein hinreichend kleinflächiger axialer
Zentralstrahl kann erzeugt werden, wenn die Aperturblende eines herkömmlichen Hellfeldkondensors und die Leuchtfeldblende für Köhler’sche Beleuchtung endgradig geschlossen werden. Auf diese Weise wird das Objekt von
dem so entstehenden gebündelten Zentralstrahl punktuell beleuchtet.
Innerhalb des Objektivs ist in geeigneter Position ein kleinflächiges lichtabsorbierendes Element einzubauen, welches die eintreffenden axialen Beleuchtungsstrahlen vollständig blockiert. Auf diese Weise kann
erreicht werden, dass die beleuchtenden zentralen Strahlen nicht zur Bildentstehung beitragen.
Wenn die Intensität des beleuchtenden Zentralstrahls hinreichend hoch ist, leuchtet das Objekt in völlig homogener Ausleuchtung bei maximalem Kontrast auf dunklem Untergrund hell auf (Luminanz-Dunkelfeld). Das Bild
entsteht durch Streustrahlung, d. h. am Objekt gebeugte und reflektierte Komponenten. Die bildgebenden Streustrahlen können alle Linsen des Objektivs passieren, da sie außerhalb der optischen Achse verlaufen und
nicht von dem zentrisch angeordneten Lichtabsorber blockiert werden. Eine vereinfachte Strahlengangsskizze für Luminanz-Dunkelfeld findet sich in Abb. 3.
Abb. 3: Strahlengang im Luminanzkontrast (Luminanz-Dunkelfeld)
1 = Lichtquelle 2 = Kollektorlinse 3 = Leuchtfeldblende (Köhler´sche Beleuchtung) 4 = Aperturblende 5 = fakultative Doppelblende (vgl. Abb. 7b)
6 = Kondensor 7 = Objekt (Objektträger und Deckglas) 8 =
Objektiv 9 = zentrische Absorberplatte (in hinterer Objektiv-Brennebene)) 10 = Okular (Feldlinse)
11 = Okular (Lupenlinse) 12 = Auge
Wenn nun die Aperturblende des Kondensors geringfügig weiter geöffnet wird, wird ein schmaler Randbereich der
beleuchtenden Strahlen frei gegeben, so dass dieser an dem objektivseitigen Lichtabsorber vorbeigeleitet wird und
das Objektiv zusammen mit den bildgebenden Streustrahlen durchlaufen kann. Hierdurch entsteht eine moderate
Aufhellung des Bilduntergrundes. Beide Strahlenkomponenten, d. h. die Streustrahlung des Objektes und die durch
das Objektiv geleitete Hintergrundstrahlung interferieren miteinander. Auf diese Art werden Phasenunterschiede zwischen Objekt und umgebendem Medium in ähnlicher
Weise wie bei negativer Phasenkontrastbeleuchtung sichtbar (Luminanz-Phasenkontrast). Die Helligkeit des Untergrundes und die Kontrastintensität können durch moderates Öffnen und Schließen der Aperturblende verändert
werden. Vorhandene Phasendifferenzen bleiben sichtbar, so lange die Hintergrundhelligkeit geringer bleibt als die
Helligkeit des Objektes. Wird die Aperturblende noch weiter geöffnet, geht die Beleuchtung in Hellfeld über. In diesem Fall können anstelle von Phasendifferenzen nur noch Absorptionsdifferenzen erkannt werden.
Im Luminanz-Phasenkonstrast kann ein Teil der beleuchtenden Strahlen innerhalb des Kondensors durch einen nicht transparenten Schieber von einer Seite her abgedeckt werden; der jeweilige Schieber sollte in Höhe der
Aperturblenden-Ebene in den Kondensor eingeführt werden. Auf diese Weise lässt sich eine schräge Beleuchtung des
Objektes erreichen, so dass das Relief der jeweiligen Probe in einer erhöhten Dreidimensionalität zur Darstellung
kommt, vergleichbar herkömmlicher Interferenzkontrastbeleuchtung. Auch bei diesem Luminanz-Interferenzkontrast können die Hintergrundhelligkeit und Kontrastintensität mittels der Aperturblende reguliert werden.
Eine gesteigerte Dreidimensionalität kann im Luminanz-Interferenzkontrast auch erreicht werden, wenn der
objektivseitige Lichtabsorber leicht dezentriert in der hinteren Brennebene des Objektivs angeordnet wird. In diesem
Fall entsteht ein gesteigerter 3 D-Effekt unabhängig von einer partiellen Abdeckung der beleuchtenden Strahlen im
Kondensor; auch bei dieser Variante können die resultierenden Beleuchtungseffekte durch leichtes Öffnen oder Schließen der Aperturblende verändert werden.
Wenn anstelle eines Hellfeld-Kondensors ein herkömmlicher Phasenkontrast-Kondensor zur Verfügung steht, kann
Luminanz-Dunkelfeld auch erreicht werden, wenn der Durchmesser des kondensorseitigen Lichtringes so gering ist,
dass die durchgeleiteten Strahlen in der vorbeschriebenen Weise komplett vom objektivseitigen Lichtabsorber
abgedeckt werden. Bei dieser Ausführungsvariante kann die Aperturblende des Kondensors voll geöffnet bleiben.
Bei sehr kleinen Objekten, z.B.
Bakterienzellwänden, deren Größe im Grenzbereich
der lichtmikroskopischen Auflösung oder darunter
liegt, können im Luminanzkontrast
Beugungsphänomene sichtbar werden. Verlauf und Lage
solch kleiner Strukturen können in diesem Fall
durch Beugungslinien im mikroskopischen Bild auch
dann erkennbar werden, wenn die betreffende Struktur
selbst wegen ihrer geringen Dimension ansonsten
nicht mehr direkt erkannt werden kann. Im
Randbereich solcher Strukturen können mitunter auch
mehrere aufeinanderfolgende Beugungslinien sichtbar
werden (Beugungsmaxima und -minima im Wechsel),
deren Intensität nach peripher rasch abnimmt.
Breite und Abstand solcher Beugungslinien sind umso
größer, je langwelliger das eingesetzte Licht ist,
je kleiner der Durchmesser des beleuchtenden
Strahlenbündels bzw. je kohärenter das einfallende
Licht ist und je kleiner, d.h. je schmaler und
dünner das zur Beugung führende Objektdetail ist.
In der praktischen Anwendung kann daher das Ausmaß
erkennbarer Beugungslinien durch den Öffnungsgrad
der Aperturblende und - im Falle monochromatischen
Lichtes - durch die Wahl der Wellenlänge
beeinflusst werden.
Copyright: Jörg Piper, Bad Bertrich, Germany, 2007
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