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Kirchhoff-Institut für Physik Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 1 Biophotonics I W. Petrich Slides of lecture #03 October 30 th , 2017 http://www.kip.uni-heidelberg.de/biophotonik/teaching • Lecture „Biophotonics I“ will be credited with 2 CP subject to successfully passing the exam • There will be a written exam („Klausur“) on February 5th, 2018 registration: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/v/831

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Kirchhoff-Institut für Physik

Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 1

Biophotonics IW. Petrich

Slides of lecture #03 October 30th, 2017

http://www.kip.uni-heidelberg.de/biophotonik/teaching

• Lecture „Biophotonics I“ will be credited with 2 CP subject to successfully passing the exam

• There will be a written exam („Klausur“) on February 5th, 2018

• registration: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/v/831

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Kirchhoff-Institut für Physik

Biophotonics ISUMMARY of lecture#2 (23.10.2017)

spherical aberration

Petzval field curvature

comachromatic aberration

astigmatism

Pictures taken from: W.W. Charman, „Vision and visual dysfunction“ (1991); wikipedia.de; itiv.uni-karlsruhe.de;childrenshospital.org; scien.stanford.edu

C) point spread function (PSF)I.1.3.B) diffraction at the iris (cont‘)

'')'()'()','(

'')'()'()','(

),(),(

dydxyyxxLyxf

dydxyyxxyxfL

yxfLYXg

(for incoherent illumination) the PSF is the image of a -function

D) aberration

1

)~,~()~,~(')~,~(i

ii yxcyxQQnyxW

e.g. Zernike polynoms

1 2 3 4 5 6 7 8

1

2

3

visu

s

diameter of pupil [mm]

100%

detecting aberration

• cornea• videokerato-

graphy• Scheimpflug method

• eye• Tscherning aberrometer• ray tracing sensor• Shack-Hartmann sensor

Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 2

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Kirchhoff-Institut für Physik

Biophotonics I“refractive errors” of the human eye

myopia hyperopia

Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 3

temporal

nasal

presbyopia

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Kirchhoff-Institut für Physik

Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 4

Biophotonics II.1.4.sensors for human vision

From: • H. Kolb, R. Nelson, E. Fernandez, E. Jones, „Webvision“• H. Gross (Ed.), „Handbook of Optical Systems, Vol 4: Survey of

Optical Instruments“, VCH-Wiley 2008

Biophotonics Isensors for human vision

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Kirchhoff-Institut für Physik

Prof. Dr. Petrich 5

From: H. Kolb, R. Nelson, E. Fernandez, E. Jones, „Webvision“

Biophotonics Isensors for human vision

Biophotonics I (WS 2017/18) Prof. Dr. Petrich 5

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Kirchhoff-Institut für Physik

Prof. Dr. Petrich 6

From: Stevens, Alan ; Lowe, James: Histologie. 1. Weinheim : VCH Verlagsgesellschaft, 1992. – ISBN 3–527–15511–2

Biophotonics Isensors for human vision

Biophotonics I (WS 2017/18)

From: chm.bris.ac.uk

Prof. Dr. Petrich 6

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Kirchhoff-Institut für Physik

Prof. Dr. Petrich Biophotonics I (WS 2017/18) 7

Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemie“, Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg

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Kirchhoff-Institut für Physik

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, „Biochemie“, Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: chm.bris.ac.uk

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Kirchhoff-Institut für Physik

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: chm.bris.ac.uk

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: papoian.chem.umd.edu

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Biophotonics II.1.4. sensors for human vision

From: H. Kolb, R. Nelson, E. Fernandez, E. Jones, „Webvision“

Fig. 10. Activation of Rhodopsin by light and the phototransduction cascade. Light transduces the visual pigment via the following enzyme cascade: photons – rhodopsin – activated rhodopsin (R*) (metarhodopsin II) – �a GTP binding protein ( Tα*)(transducin) – an enzyme hydrolyzing cGMP (cGMP-phosphodiesterase, PDE*) – closes a membrane bound cGMP-gated cation channel (lower right). Courtesy of Wolfgang Baehr.