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ePaper created 2012-06-12, 14:10:34 | version 1.23.6
die von der Seite in das Objekt eingestrahlt wird. Alle Objektteile außerhalb dieser Ebene bleiben unbeleuchtet und somit dunkel. Um die Licht- scheibe zu erzeugen, kann man eine spezielle Zylinderlinsenanordnung verwenden. Oder in der Fokusebene einen Laserstrahl schnell hin und her bewegen, um eine noch dünnere Scheibe zu erhalten. Jedoch wird das seitlich eingestrahlte Licht an vielen Zellen und Grenzflächen, also Übergängen zwischen verschiedenen Materialien, gestreut und abgelenkt. An diesem Punkt setzt Rohrbach mit seiner Idee an: Er kann die Streuung durch den Einsatz neuer, sich selbst rekonstru ierender Strahlen reduzieren. Bessel-Strahlen dringen tiefer ein In mehreren Experimenten zeigten Rohrbach und sein Team, dass speziell geformte Laser- strahlen auch dann näherungsweise ihr ursprüng- liches Profil rekonstruieren können, wenn verschiedene Hindernisse, beispielsweise viele lichtstreuende biologische Zellen, das Profil des Strahls immer wieder zerstören. Diese Selbst rekonstruktion funktioniert, weil gestreute Photo- nen, also Lichtquanten, im Zentrum des Strahls kontinuierlich durch neue, von der Seite kommende ersetzt werden. „Es ist ein erstaunliches Phäno- men, dass die von der Seite kommenden Photonen trotz massiver Verzögerungen durch die streuen- den Zellen alle fast gleichzeitig im Zentrum ein- treffen, um dort ein neues Strahlprofil zu bilden.“ Um diese speziellen Laserstrahlen zu erzeu- gen, formten die Freiburger Forscherinnen und Forscher gewöhnliche Laserstrahlen zu so genannten Bessel-Strahlen um. Das ist am flexi- belsten möglich mit einem computergesteuerten Hologramm, das die Flugrichtung der Photonen ortsabhängig über den Strahlquerschnitt ver ändert. Es war bekannt, dass das Profil von Bessel-Strahlen im streuungsfreien Raum weit- gehend stabil bleibt. Aber bis vor Kurzem war völlig unklar, ob und inwieweit sie auch in inhomo- gener Materie, also dort, wo viel Streuung statt- findet, ihre ursprüngliche Strahlform von alleine zurückgewinnen können. Das konnte Rohrbach zunächst theoretisch mit Computersimulationen vorhersagen und wenig später mit Versuchen verifizieren. Damit konnte er zeigen, dass sich spezielle holografisch geformte, sich selbst rekonstruierende Laserstrahlen für die Mikro skopie besonders gut eignen, da sie robuster gegen die störende Streuung sind. Die Bessel- Strahlen können tiefer in zu untersuchende Objekte wie Hautstücke oder Krebszellhaufen eindringen. Doch auch Bessel-Strahlen funktionieren bei diesen Anwendungen nicht völlig problemlos. Denn nur circa 20 Prozent der Lichtteilchen befinden sich im zentralen Hauptstrahl, die übri- Besserer Kontrast, höhere Auflösung: Der zentrale Hauptstrahl des Lasers beleuchtet das Objekt Linie für Linie. Gleichzeitig nimmt eine Kamera das Objekt wie durch eine Schlitzblende auf. Damit wird das vom Ringsystem kommende Licht ausgeblendet. Schärferer Blick: Mit den neuen Mikroskopen lassen sich einzelne Bereiche von Krebszellhaufen detail- reicher darstellen.