Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein etabliertes nicht-invasives bildgebendes Verfahren welches in der Lage ist, hochauflösende Schnittbilder von Gewebestrukturen im Mikrometermaßstab darzustellen.
Die Kohärente Anti-Stokes Raman Streuung (CARS) ist eine nichtlineare optische Bildge- bungsmethode und liefert chemische Informationen auf Mikrometer Basis. Ein großer Nachteil der CARS Methode ist der nicht-resonante Hintergrund. Durch die Zeitaufgelöste Fourier transform CARS (FTCARS) Methode ist es jedoch möglich den nicht-resonanten Hintergrund komplett zu eliminieren und Raman Spektren zu erhalten.
Durch die Kombination von OCT mit FTCARS können strukturelle und chemische In- formationen mit hoher Auflösung gewonnen werden. Die OCT ist in der Lage strukturelle Informationen von großen Arealen schnell darzustellen die von der CARS Mikroskopie genutzt werden können um chemische Informationen nur von gezielten stellen zu erhal- ten. Dies könnte Helfen Krankheiten zu diagnostizieren bevor strukturelle Änderungen stattgefunden haben.
Das Ziel dieser Arbeit war die Konzeption und Entwicklung einer Hybriden-multimodalen optischen Platform für die strukturelle und chemische Bildgebung basierend auf einem Ultrakurzpulslaser. Das erste Kapitel dieser Arbeit befasst sich mit den Theoretischen Grundlagen des CARS Prozesses und der OCT. Das zweite Kapitel handelt über die Entwicklung einer hybriden optischen Bildgebungs- Platform die in der Lage ist schnelle strukturelle Informationen zu liefern welche als Übersicht genutzt werden um chemische Informationen (500−1500cm−1, Fingerprint Region) von gezielten stellen zu erhalten. Die FTCARS Methode bietet Molekularen Kontrast ohne Beteiligung des nicht-resonanten Hintergrundes. Um Molekularen Kontrast aus der Lipid Region (2700 − 3100cm−1) zu erhalten ist ein Ultrakurzpulslaser mit höherer Bandbreite erforderlich. Hierfür wurde ein Ultrakurzpulslaser mit einer Bandbreite von ∼ 290nm aufgesetzt.
Das dritte Kapitel demonstriert und evaluiert diesen Laser in einem Optischen Kohärenz Mikroskopie (OCM) / OCT System mit hoher numerischer Apertur (NA) um eine iso- trope Auflösung zu erzielen. Die Implementierung einer numerischen Methode für die Tiefenfokus Erweiterung wird besprochen welches dazu beitragen kann lineare (OCT) und nichtlineare Signale mit demselben Objektiv (hohe NA) zu erhalten.
Die FTCARS Bildgebung ist zeitlich an die Scanner Geschwindigkeit gebunden, daher wird eine einfacherer Methode vorgestellt um chemische Informationen zu erhalten. Das vierte Kapitel präsentiert die Kombination einer notch basierten CARS Methode mit OCT um zügig strukturelle und chemische Informationen zu erhalten. Eine Diskussion, Verbesserungsvorschläge und nächste Schritte für die hybride optische Bildgebungsplat- form schließen die Arbeit ab.