Beugungsbegrenztes Auflösungsvermögen optischer Instrumente

Blenden sind in optischen Instrumenten gängig, um den Strahlengang zu begrenzen. Allerdings bedeuten Blenden unter Umständen auch, dass Beugungsordnungen ausgeblendet werden. Dies kann beispielweise bei einem Mikroskop passieren, bei dem das Licht an der sehr kleinen Struktur der Probe gebeugt wird. Hat das Objektiv keine ausreichende numerische Apertur, also keine ausreichend große „Öffnung“, so kann es nicht genügend hohe Beugungsordnungen einfangen. Der Grund: Höhere Beugungsordnungen treten bei größeren Beugungswinkeln auf und werden so am Objektiv vorbei gebeugt. Dadurch leidet das Auflösungsvermögen des Mikroskops. Dieser Effekt wird in folgendem Video demonstriert. Der Einfachheit halber wird nicht an einer komplizierten Probe, sondern an einem Kreuzgitter gebeugt. Mit Hilfe eines variablen Spalts werden gezielt Beugungsordnungen ausgeblendet. Dabei lässt sich beobachten, dass bei einem Ausblenden der Beugungsordnungen in horizontaler Richtung die Information über das Kreuzgitter in vertikaler Richtung verschwindet. Das Kreuzgitter erscheint in der optischen Abbildung nicht mehr als Kreuzgitter, sondern als horizontales Strichgitter. Die Information, dass das Gitter auch Striche in vertikaler Richtung besitzt, ist verschwunden.