Westfälische Wilhelms-Universität
Münster
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Institut für Experimentelle Audiologie Kardinal-von-Galen-Ring 10 48143 Münster Kommissarischer Direktor: Prof. Dr. B. Lütkenhöner |
Tel. (0251) 83-56861
Fax: (0251) 83-56882 e-mail: Lutkenh@uni-muenster.de www: http://biomag.uni-muenster.de/ |
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Forschungsschwerpunkte 2001 - 2002 Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät |
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Elektrooptische Kristalle als hochauflösende,
Holographische
Verfahren stoßen im Bereich medizinischer Untersuchungen, wie beispielsweise der
Elastizitätsprüfung und Differenzierung von Gewebe in-vivo oder der
Qualitätsprüfung von Herzklappenprothesen, an die Grenzen derzeitig gebräuchlicher
Aufnahmematerialien. Bei der klassischen holographischen
Real-Time-Methode wird ein Referenzzustand des Objektes aufgenommen und mit dem sich ändernden
Untersuchungsgegenstand verglichen. Die aufwändigen und zeitintensiven Sensibilisierungs- oder
Entwicklungsprozesse der konventionellen
Aufnahmematerialien (wie z. B. Silberhalogenidmaterial, Photothermoplaste) sind gerade bei den
raschen, häufig nicht genau determinierbaren Veränderungen von biologischen Objekten ein
Problem. Dadurch wird der Einsatzbereich dieser zerstörungsfreien und berührungslosen
Messtechnik bisher erheblich eingeschränkt. Hier bieten elektrooptische Kristalle als holographische
Aufzeichnungsmaterialien einen Lösungsansatz. Sie ermöglichen einen reversiblen
Aufzeichnungsprozess, der keinen Sensibilisierungs- oder Entwicklungsprozeß erfordert. So kann man
mit stroboskopartigen Aufnahmen Hologramme von den Objektzuständen in diesen Kristallen
speichern. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines holographischen
Doppelbelichtungsinterferometers mit Video-Wiederholrate (25 Hz) auf der Basis photorefraktiver
Kristalle zur Aufnahme von schnellen Bewegungssequenzen. Durch gezielte Auswahl und Dotierung der
Kristalle, die insbesondere in Kooperation mit dem Fachbereich Physik der Universität
Osnabrück durchgeführt wird, lassen sich die Speichereigenschaften der Kristalle über
weite Bereiche variieren. Die Klärung grundlegender Fragen zum Ladungstransport und die
holographische Charakterisierung der hier verwendeten Sillenit-Kristalle ermöglichen eine gezielte
Auswahl für den Einsatz in dem beschriebenen
Doppelbelichtungsinterferometer. Unter Einsatz zweier
frequenzverdoppelter,
gütegeschalteter Nd:YAG Laser wurde ein Doppelbelichtungsinterferometer realisiert, das mit einer
Wiederholrate von 25 Interferogrammen pro Sekunde arbeitet. Mit diesem Interferometer konnten erste
Untersuchungen an biologischen Objekten vorgenommen werden, wobei die gemäß
Unfallverhütungsvorschrift für Laserstrahlung
(VBG 93) maximal zulässige Bestrahlungsstärke für Hautoberflächen nicht
überschritten wurde. Zur automatischen Auswertung der Interferogramme kommen verschiedene
Verfahren, wie zum Beispiel das zeitliche, oder räumliche Heterodyn-, oder Phasenschiebe-Verfahren
zum Einsatz. Zur Steigerung der Lichtausbeute und des lateralen Auflösungsvermögens werden
die Kristalle außer in Transmissionsanordnung auch in Reflexionsgeometrie verwendet. Das so erzielte
Bildauflösungsvermögen von 3.9 µm erlaubt holographisch interferometriesche
Untersuchungen auf mikroskopischer Ebene. So ist eine berührungslose und zerstörungsfreie
Analyse von Bewegungen, Elastizitäten und Phasenänderungen beispielweise an Zellarealen
möglich. Auch holographisch aufgenommene Proben können z. B. zur
Zellstrukturanalyse (Holographische Biopsie) dienen.
Beteiligte Wissenschaftler: Veröffentlichungen: |
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