Kanadische Wissenschaftler haben eine wasserdichte Kamera entwickelt, die selbst in einer Tiefe von einhundert Metern unter der Wasseroberfläche dreidimensionale Abbildungen und Filme von Mikroorganismen aufnehmen kann. Die Kamera ist mit einem Gewicht von etwa 20 Kilogramm dabei so kompakt, dass sie auch von kleinen Booten aus ins Wasser gelassen werden kann. In einer ersten Feldstudie konnten die Forscher Aufnahmen von Zooplankton mit einer Auflösung von weniger als einem Mikrometer anfertigen.
Manfred Jericho und seinen Kollegen von der Dalhousie-Universität in Halifax zufolge bestand das größte Problem beim Zusammenbau der Kamera darin, geeignetes Glas zu finden, das die Breite der es durchdringenden Laserstrahlen nicht vergrößerte und dennoch dem enormen Wasserdruck in hundert Metern Tiefe standhalten konnte. Von dieser Schwierigkeit abgesehen besteht das Innenleben ihrer Kamera im Wesentlichen aus einem Laser, dessen Strahl – wie bei gewöhnlichen Lichtquellen für Hologrammen auch – in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird.
Einer der beiden Strahlen dringt durch das Glasfenster des Kameragehäuses in die Unterwasserwelt ein und wird von umherschwimmenden Organismen in die Kamera zurückreflektiert. Dort wird der Strahl dann wieder mit dem anderen Teilstrahl vereinigt. Da beide Strahlen von der Lichtquelle bis zu diesem Punkt unterschiedliche Wege durchquert haben, entsteht dabei ein Interferenzmuster, das mittels des CCD-Chips einer Digitalkamera aufgefangen werden kann.
Da Interferenzmuster sowohl Informationen über die Intensität als auch die Phase der sie aufbauenden Lichtstrahlen enthalten, kann aus einem derartigen Muster ein dreidimensionales Bild des Objekts erzeugt werden. Die Forscher haben bereits zweidimensionale Versionen der Hologramme einiger Mikroorganismen ihrer Testreihe veröffentlicht. Neben statischen Bildern können zusätzlich auch Filme mit einer Zeitauflösung von etwa 10 Bildern pro Sekunde aufgenommen werden. Jericho hofft nun, dass seine Kamera schon bald einen breiten Einsatz in der Meeresbiologie finden wird.
Review of Scientific Instruments (April 2006) Stefan Maier
