Differentieller Interferenzkontrast (DIK)
Der differentielle Interferenzkontrast wird zur Untersuchung von Phasenpräparaten angewendet. Es handelt sich hierbei um eine Methode, bei der die Differenzen in der optischen Weglänge, wie sie beispielsweise zwischen einem Bakterium und dem Einschlussmedium bestehen, in einen Reliefkontrast umgesetzt werden. Die theoretischen Grundlagen zum genauen Verständnis des differentiellen Interferenzkontrasts sind sehr komplex. Nachfolgend soll deshalb nur ein Basiswissen vermittelt werden, welches zur Interpretation des mikroskopischen Bildes im differentiellen Interferenzkontrast unbedingt notwendig ist. Zudem sei erwähnt, dass verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten zur Erzielung eines differentiellen Interferenzkontrasts bestehen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Aufbau eines Interferenzkontrast-Mikroskops nach Nomarski. Diese Anordnung dürfte die am weitesten verbreitete Möglichkeit zur Erzeugung eines differentiellen Interferenzkontrasts sein.
Prinzipielle Funktionsweise des differentiellen InterferenzkontrastsZunächst durchläuft das Mikroskopierlicht einen Polarisationsfilter, der als Polarisator bezeichnet wird. Diese polarisierte Wellenfront wird durch ein sogenanntes Nomarski-Prisma in zwei kohärente Wellenfronten gleicher Amplitude aufgespalten. Die Aufspaltung durch das erwähnte Nomarski-Prisma erfolgt auf der Basis polarisationsoptischer Effekte. Die entstehenden Wellenfronten bestehen aus polarisiertem Licht mit senkrecht zueinander orientierten Schwingungsebenen. Gleichzeitig erzeugt das Nomarski-Prisma noch einen Gangunterschied zwischen diesen beiden Wellenfronten. Durch den Kondensor werden diese Wellenzüge parallel zueinander ausgerichtet. Deshalb passieren sie die Objektebene in einem bestimmten Abstand zueinander. Dieser Abstand ist in der Realität sehr gering und liegt unterhalb der Auflösungsgrenze des Mikroskops. Die beiden Wellenzüge passieren dann noch ein zweites Nomarski-Prisma, wo sie wieder zusammengeführt werden. Dieses Nomarski-Prisma ist in der Regel senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops verschiebbar. Dadurch lässt sich der Gangunterschied zwischen den beiden Wellenzügen stufenlos verändern. Oberhalb des zweiten Nomarski-Prismas befindet sich ein weiterer Polarisationsfilter, der Analysator, in sogenannter Kreuzstellung zu dem bereits erwähnten Polarisator. Nach dem Austritt aus diesem Polarisationsfilter kommt es zu Interferenzerscheinungen zwischen den zusammengeführten Wellenzügen. Diese Interferenzerscheinungen sind einerseits von dem eingestellten Gangunterschied abhängig; andererseits wird der zwischen beiden Wellenzügen eingestellte Gangunterschied durch das Präparat zusätzlich modifiziert. Dies rührt daher, dass der eine Wellenzug beispielsweise nur durch das Einschlussmedium, der andere, lateral versetzt laufende Wellenzug jedoch bereits durch eine Präparatstruktur mit von dem Einschlussmedium abweichender Brechzahl verläuft. Dadurch ergeben sich die folgenden Charakteristika des DIK:
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Vergleich differentieller Interferenzkontrast - PhasenkontrastSowohl der Phasenkontrast als auch der differentielle Interferenzkontrast werden zur Untersuchung von Phasenpräparaten eingesetzt. Dennoch bestehen zwischen beiden Verfahren signifikante Unterschiede nicht zuletzt auch in Bezug auf das entstehende mikroskopische Bild. Da ich mich persönlich überwiegend mit Präparaten aus dem Bereich der Hydrobiologie und Bakteriologie befasse, nehme ich nachfolgend besonders auf diese Untersuchungsgebiete Bezug.
Beispiel eines optischen Schnittes im DIK durch eine fadenförmige Alge der Gattung Spirogyra (ca. 31.5 KB).
Da sowohl der DIK als auch der Phasenkontrast im Vergleich zueinander Stärken und
Schwächen aufweisen, besitzen viele Mikroskope eine apparative Ausstattung, die sowohl
die Untersuchung im Phasenkontrast als auch DIK ermöglichen. Hierzu muss der
Kondensor sowohl mit Ringblenden für den Phasenkontrast als auch mit Nomarski Prismen
für den DIK ausgestattet sein. |
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© 2000 Christian Linkenheld