Aus der Kenntnis der Wellenlängenhängigkeit von Amplitude und Phasenfaktor einer an einem Objekt gestreuten Welle relativ zur Amplitude und zum Phasenfaktor der auf das Objekt einfallenden Welle kann durch Fouriertransformation die räuumliche Verteilung des Streuvermögens bestimmt werden. Das Spektrum des Realteils der relativen komplexen Amplitude der gestreuten Welle kann durch Messung der Spektren der einfallenden Welle, der gestreuten Welle und der Interferenz aus beiden bestimmt werden.
In der vorliegenden Arbeit wird auf der Grundlage des Zusammenhanges zwischen der Amplitude des an einem Objekt gestreuten Lichts und der räuumlichen Verteilung des Streuvermögens eine Methode zur optischen Tomographie vorgestellt. Die Abhängigkeit der erzielbaren räumlichen Auflösung von der Spektralbreite bzw. der Kohärenzlänge des Messlichtes und die Abhängigkeit der maximalen Messtiefe von der Auflösung des Spektrums der Interferenz bzw. der einem Kanal des Spektrometers entsprechenden Kohärenzlänge wird untersucht. Dispersion der Streuung, der Absorption und des Brechungsindex beeinflusst das Spektrum der Interferenz. Die Auswirkung der Dispersion auf die Auswertung des Spektrums wird diskutiert und Methoden zur Kompensation erörtert.
Die Sensitivität definiert als der Kehrwert des kleinsten detektierbaren Streuvermögens eines einzelnen Streuers in einem Objekt bestehend aus vielen Streuern wird mit Hilfe des Signal zu Rauschverhältnisses bestimmt und in Relation zu der der Optischen Kohärenztomographie (OCT) gesetzt.
Es wird ein Messaufbau bestehend aus einem Weißlichtinterferometer und einem Spektrometer erörtert. Mit dieser Apparatur können die Spektren des Messlichtes, der an einem Objekt gestreuten Welle und der Interferenz aus diesen beiden Wellen gemessen und damit der Realteil der komplexen Amplitude der gestreuten Welle relativ zu der Referenzwelle und daraus durch Fouriertransformation die räumliche Verteilung des Streuvermögens bestimmt werden.
Mit dieser Apparatur wird die Messmethode für einige Messsituationen und an einigen Beispielobjekten experimentell verifiziert. Eine rigorose experimentelle Überprüfung der Ergebnisse der Analyse des Messverfahrens sowie ein experimenteller Vergleich seiner Ergebnisse mit denen der Kohärenztomographie ist nicht Thema dieser Arbeit, sondern bleibt nachfolgenden Arbeiten vorbehalten.
Amplitude and phase factor of a wave scattered from an object relative to the amplitude and phase factor of the incident wave reveals by means of Fouriertransformation the spatial distribution of the object's scattering power. The real part of the relative complex amplitude of the scattered wave can be determined by measuring the spectra of the incident wave, the scattered wave, and the interference of both.
On the basis of the relationship between the amplitude of light scattered from an object and the spatial distribution of the scattering power this paper presents a method for optical tomography. The spatial resolution as a function of the spectral width or the coherence length of the incident light and the maximal range of depth as a function of the spectral resolution or the coherence length related to the spectral width of one channel of the spectrometer are investigated. Dispersion of scattering, of absorption and of the index of refraction distorts the spectral distribution. Its impact on the evaluation of the spatial distribution of the scattering power is discussed and means compensating for dispersion are suggested.
Sensitivity defined as the reciprocal of the minimal detectable scattering power of a single scattering unit in an object of many scattering units is determined by means of the signal to noise ratio. It is put into relation to the sensitivity of the Optical Coherence Tomography (OCT).
A measuring setup consisting of a white light interferometer and a spectrometer is presented. It allows to measure the spectra of the incident light, the scattered light, and the interference of both from which the real part of the scattered amplitude relative to the amplitude of the reference light can be determined. The spatial distribution of the scattering power follows by means of Fouriertransformation.
The method is experimentally verified for some experimental setups and with some sample objects. A rigorous experimental verification of the measuring method and an experimental evaluation of the results relative to those of the OCT is not the objective of this paper but this is left to further investigations.