Neue Linsen bieten Zoom im Weitwinkel

Ein Fotograf, der an ein Objekt heranzoomt, um es besser zu sehen, verliert dadurch automatisch seinen Weitwinkel. Forscher der Princeton University wollen nun den Gegensatz zwischen dem großen Weitwinkelbild und dem detailreichen Bildausschnitt obsolet machen.

Ihre Methode soll es ermöglichen, alle Teile eines Bildes auf einmal mit gleichhohem Detailreichtum abzubilden. „Das erlaubt es, ein Objekt näher zu betrachten, ohne sein Blickfeld einzuschränken“, erklärt Forschungsleiter Jason Fleischer, der es mit seinen Forschungen auf den Titel der April-Ausgabe von Nature Photonics geschafft hat. Mithilfe der Technik sollen in Zukunft bessere Mikroskope und andere optische Geräte möglich sein.

Wie das menschliche Auge sind auch sämtliche optische Geräte darauf angewiesen, dass Licht durch die Linse auf eine Art von Detektor fällt. Lichtwellen, die zu schwach sind oder abgelenkt werden, können nicht wahrgenommen werden. Die neue Technik bedient sich der Eigenschaften sogenannter non-linearer Materialien, um diese Wellen sichtbar zu machen. Während in konventionellen Linsenmaterialien wie Glas oder Plastik die Lichtwellen nicht miteinander reagieren, vermischen sich die Wellen in non-linearen Materialien. So können zu schwache Lichtwellen Informationen an stärkere Lichtwellen weitergeben.

Das Ergebnis wäre zwar sehr detailreich aber auch verzerrt und deshalb unbrauchbar. Das Bild muss somit digital wieder richtig zusammengesetzt werden. Gelingt das, zeigt das Ergebnis ein Bild, bei dem auf sämtliche Bildausschnitte gleichzeitig gezoomt wird.

Bislang ist den Wissenschaftlern das jedoch nur unter Laborbedingungen gelungen. Konventionelle Kameras nehmen zu wenige Informationen auf, um das Bild rekonstruieren zu können. Ohnehin gilt die Forschung als das wahrscheinlichste Einsatzgebiet der Technik. Vor allem bei der Untersuchung von Zellen könnte die Methode deutlich bessere Ergebnisse liefern als andere Mikroskope.