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Dokument Type: Doctoral Thesis
Title: Mikroskopie mit Parabolspiegeloptik : Theorie, Aufbau und Charakterisierung eines kombinierten konfokalen und nahfeld-optischen Mikroskops für die Einzelmolekül-Spektroskopie bei tiefen Temperaturen
Authors: Lieb, Michael Andreas 
Institute: Fachbereich 8, Chemie - Biologie 
Free keywords: Parabolspiegeloptik, konfokale Mikroskopie, Einzelmolekül-Spektroskopie
Dewey Decimal Classification: 530 Physik
GHBS-Clases: UZS
Issue Date: 2002
Publish Date: 2006
Abstract: 
In dieser Arbeit wird sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht, wie ein
Parabolspiegel mit einem großen Öffnungswinkel von etwa neunzig Grad anstelle eines
Objektivs in der Mikroskopie eingesetzt werden kann. Parabolspiegel mit kleinem
Öffnungswinkel sind zwar sehr gebräuchlich im Teleskopbau und in der Telekommunikation.
Spiegel mit großem Öffnungswinkel hingegen wurden kaum je benutzt, weil sie außerhalb der
optischen Achse sehr schlechte Abbildungs-Eigenschaften besitzen und ihre Herstellung
schwierig ist. Trotzdem sind sie ein optisches Bauelement, das bei geeigneter Anwendung
keine Abbildungsfehler erzeugt. Die Eigenschaften eines Parabolspiegel-Mikroskops mit
großem Öffnungswinkel sind wenig bekannt und werden in dieser Arbeit ausführlich
untersucht. In einem geeigneten konfokalen Aufbau zeigt es hervorragende Eigenschaften,
insbesondere auch für Tieftemperatur-Anwendungen, da Mikroskop-Objektive bei tiefer
Temperatur nur bedingt eingesetzt werden können. Für Nahfeld-Anwendungen besitzt es
vielversprechende Eigenschaften in Kombination mit speziellem radial polarisiertem
Laserlicht.
Des weiteren wird der Aufbau eines Mikroskops mit Parabolspiegeloptik für die
Einzelmolekül-Spektroskopie bei tiefen Temperaturen beschrieben und die guten Abbildungs-
Eigenschaften werden experimentell untersucht.

In this thesis the applicability of a parabolic mirror with a large opening angle of almost
ninety degree instead of the commonly used objective lenses for microscopic imaging is
investigated. Parabolic mirrors with small opening angle are very common in telescope
manufacturing and in telecommunications, whereas mirrors with large opening angle have
been avoided, due to their poor imaging properties outside the optical axis and because the
manufacturing is difficult. However, they are optical elements, which are free of aberrations,
if appropriately applied. The properties of a parabolic mirror microscope with large opening
angle are insufficiently known and are extensively investigated in this work. In an appropriate
confocal setup it shows excellent imaging properties, also particularly for low temperature
applications, where objective lenses show only restricted performance. For near-field optical
applications it offers promising characteristics in combination with radially polarized laser
beams.
Furthermore the setup of a parabolic mirror microscope for single-molecule spectroscopy at
low temperatures is described and the good imaging performance is experimentally
investigated.
URN: urn:nbn:de:hbz:467-1520
urn:nbn:de:hbz:467-1520
URI: https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/152
License: https://dspace.ub.uni-siegen.de/static/license.txt
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