Wussten Sie, dass Flüssigkeit für schärfere Bilder sorgt?

Wussten Sie, dass Flüssigkeit für schärfere Bilder sorgt?

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...Flüssigkeit für schärfere Bilder sorgt?

Ein Flüssigkeitsfilm zwischen Objektiv und Probe verbessert die Auflösung. Dieses Verfahren nennt man Immersion. Dabei wird der Spalt zwischen Objektiv und Präparat mit Immersionsöl, Wasser oder Glycerin gefüllt. Die Flüssigkeit sorgt dafür, dass mehr Licht vom Objekt eingefangen werden kann.

Das physikalische Prinzip dahinter lässt sich folgendermaßen erklären: Luft besitzt einen Brechungsindex von 1. Die Flüssigkeit zwischen Probe und Immersionsobjektiv hat einen höheren Brechungsindex. Je größer dieser Brechungsindex ist, desto kleiner ist der Winkel des an der Probe gebeugten Lichts. Somit kann mit Hilfe der Immersionsmikroskopie mehr gebeugtes Licht aufgenommen werden. In dem gebeugten Licht steckt die Information über die Probe, mehr gebeugtes Licht bedeutet also mehr Information und die Auflösung verbessert sich.

Dieses Prinzip wurde bereits vor über 200 Jahren von dem italienischen Physiker Giovanni Amici entwickelt, der 1804 die erste Immersionslinse fertigte. Ernst Abbe erkannte 1873, dass die Auflösung bei der optischen Abbildung von der numerischen Apertur einer Abbildungsoptik abhängt – und diese hängt wiederum direkt vom Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit ab. ZEISS bietet seither Immersionsmikroskope an. Einer der ersten Anwender war der deutsche Mediziner und Mikrobiologe Robert Koch.

Genutzt wird die Immersion neben der Mikroskopie auch in der Lithografie zur Herstellung von Mikroprozessoren. Bei herkömmlichen Projektionssystemen ist zwischen der letzten Linse und der Waferoberfläche ein Luftspalt vorhanden. In neueren Systemen wird dieser durch eine Immersionsflüssigkeit ersetzt, die einen höheren Brechungsindex als Luft hat. Somit können feinere Strukturen für die Produktion von mikroelektronischen Schaltkreisen erzeugt werden.

30. November 2011

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