[发明专利]显微镜以及用于显微镜的声光合束器有效
申请号: | 201480058835.0 | 申请日: | 2014-09-03 |
公开(公告)号: | CN105723194B | 公开(公告)日: | 2019-11-08 |
发明(设计)人: | V·塞弗里德;V·V·里那玛查理 | 申请(专利权)人: | 徕卡显微系统复合显微镜有限公司 |
主分类号: | G01J3/12 | 分类号: | G01J3/12;G02B21/00;G02B27/28 |
代理公司: | 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 11280 | 代理人: | 王勇;王博 |
地址: | 德国韦*** | 国省代码: | 德国;DE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 显微镜 以及 用于 声光 合束器 | ||
本发明涉及一种用于显微镜、尤其是扫描显微镜的合束器,该合束器接收至少第一照明光束和第二照明光束,并且将所述照明光束组合成输出光束,其中该第一照明光束和第二照明光束具有相同的照明光波长,但具有不同的偏振、尤其是线偏振。该合束器被设计为声光合束器并且被构造和操作,以使得通过与至少一个机械波的相互作用,第一照明光束和第二照明光束被偏转,并由此被引导到共同的光轴上。
技术领域
本发明涉及一种用于显微镜、尤其是扫描显微镜的合束器,其接收至少第一照明光束和第二照明光束并且将它们组合成共线输出光束,其中该第一照明光束和第二照明光束具有相同的照明光波长,但具有不同的偏振、尤其是线偏振。
本发明还涉及一种具有这种声光合束器的显微镜,并且涉及这种声光合束器在照射样品时的应用。
背景技术
在显微镜中,尤其在扫描显微镜或者共焦扫描显微镜中,通常借助照明光束来照射样品,该照明光束是通过组合多个照明光束而产生的,以便观察从被照射的样品发出的反射光或荧光。
例如在扫描显微术中,这种照明光束的焦点可以借助可控制的光束偏转装置(一般通过倾斜两个反射镜)在样本平面中移动;偏转轴通常相互垂直,以使得一个反射镜在X方向上偏转,另一个反射镜在Y方向上偏转。反射镜的倾斜例如借助检流计定位元件来实现。源自样本的光的功率水平根据扫描光束的位置来测量。这些定位元件通常配备有用来获知当前反射镜位置的传感器。
特别在共焦扫描显微术中,利用照明光束的焦点三维地扫描样本。共焦扫描显微镜通常包含光源、聚焦光学系统(光源的光通过聚焦光学系统聚焦在孔上,该孔被称为“激发针孔”)、分束器、用于光束控制的光束偏转装置、显微镜光学系统、探测针孔以及用于探测所探测的光或荧光的探测器。该照明光例如通过分束器耦合。
源自样本的荧光通过光束偏转装置返回至分束器,通过分束器,然后被聚焦到探测针孔上,探测器位于该探测针孔的后面。不直接源于焦点区域的探测光采取不同的光路并且不通过探测针孔,因此获得点信息项,从而通过样本的顺序扫描得到三维图像。
为了组合具有不同波长的光束,在光学系统中通常使用二色性的分束器。DE 19633 185 A1例如公开了一种用于激光扫描显微镜的点光源以及一种用于将具有不同波长的至少两个激光器的光耦合至激光扫描显微镜中的方法。该点光源模块化地构成并且包含二色性的合束器,合束器将至少两个激光光源的光组合起来并且将其耦合至通向显微镜的光导纤维中。
以二色性的分束器为基础的布局的缺点是,其针对特定的波长被限定并且因此改变非常麻烦,即通过更换二色性的分束器。
EP 165 65 78 A1公开了一种用于共线地组合具有不同波长的光束的光学设备。该设备包含色散元件和成像光学系统,它们定义了分割平面,在该分割平面中,位置与每个光波长相关联。在分割平面中设置有微结构元件,它使来自不同方向的、在对应于其波长的位置上聚焦的光束经由成像光学系统引导至该色散元件,该色散元件共线地组合光束。然而,该设备在技术方面、特别地在校准方面非常复杂,并且不允许非常快的转换时间。
EP 215 85 13 A1公开了一种合束器,用于将至少两个光束组合成一个组合光束,尤其在优选显微镜的光学装置的光路中。该合束器的特征在于声光元件,在该声光元件中能够产生用来偏转或衍射光束的机械波,因此进入声光元件的第一光束和至少一个进入声光元件的第二光束作为组合的光束相互共线地离开该声光元件。该文献没有公开波长相同、但偏振不同的光束的组合。
从EP 0 473 071 B1也已知借助偏振分束器组合光束。然而,后果是,这种配置与具有二色性的分束器的设备一样使用不灵活,特别地涉及主要组件的更换。
发明内容
因此,本发明的目标是描述一种合束器,其允许波长相同、但偏振不同的照明光束的组合,并且能够简单且快速地适应变化的照明需求。
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