[发明专利]扫描显微镜以及用于扫描显微镜的声光主分束器

说明书

本发明涉及一种用于扫描显微镜的声光主分束器，它被实现和确定为将具有预选的或可预选的照明光波长的照明光引导到用于照射样品的照明光束路径上，并且将来自样品的探测光引导到探测光束路径上。该声光主分束器的特征在于，一个具有指定给该照明光波长的声频的机械波在该声光主分束器中传播，或者具有相同的、指定给该照明光波长的声频的多个机械波在该声光主分束器中传播，其中来自样品的探测光束通过与这个机械波的相互作用或通过与这些机械波的相互作用，既使探测光束的具有照明光波长和第一线偏振方向的部分偏转，也使探测光的具有照明光波长和与第一线偏振方向垂直的第二线偏振方向的部分偏转，并因此从探测光束中移除，和/或其中该声光主分束器被实现为，通过与这个机械波的相互作用或通过与这些机械波的相互作用，将照明光的具有预选照明光波长和第一线偏振方向的部分，以及照明光的具有预选照明光波长和与第一线偏振方向不同、尤其是垂直的第二线偏振方向的部分偏转到用于照射样品的照明光束路径上。

技术领域

本发明涉及一种用于扫描显微镜的声光主分束器，它被实现和设定为将具有预选的或可预选的照明光波长的照明光引导到照明光束路径以用于照射样品，并且将来自样品的探测光引导到探测光束路径。

背景技术

在扫描显微术中，借助光束照射样品，以观察从样品发出的反射光或荧光。照明光束的焦点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电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。

在荧光显微术中，在样品处反射的和在样品处散射的照明光的部分必须从探测光中移除，以使得可以专门地探测荧光。在传统的显微镜中，构成所谓的“主分束器”的二色性的滤波器用于该目的。

代替这种分束器，还可以提供构成为声光组件的光学结构，以将至少一个光源的激励光耦合到显微镜中，并且使在样本处散射和反射的激励光或激励波长从经由探测光束路径从源自该样本的光中移出；这例如从德国申请DE 199 06 757 A1得知。从该文献已知的光学结构的特征在于，对于具有非常简单的设计的可变构造，具有不同波长的激励光可以通过光谱选择元件被移除。可选地，这种光学结构的特征在于，光谱选择元件可以对要移除的激励波长进行调整。

这种声光组件的操作的方式基本上基于照明光与机械波的相互作用；利用一些声光组件，例如AOTF，机械波必须具有特定的频率，以使得针对具有期望照明光波长的光恰好满足布拉格条件。利用这些声光组件，未满足布拉格条件的光不会通过机械波偏转。如果具有多个波长的光被用作照射样品的照明光，则也必须同时生成多个具有不同频率的机械波。

声光组件通常由所谓的声光晶体构成，电子转换器(在文献中通常称为“换能器”)安装在该晶体上。该转换器通常包含压电材料以及位于其上方的一个电极和位于其下方的一个电极。利用无线电频率(其典型地位于30MHz和800MHz之间)对电极的电激活，使压电材料振动，因此能够产生声音波(即声波)，该声波在产生之后穿过该晶体。声波通常在经过光学相互作用区之后在晶体的相对侧处被吸收或者在与入射方向不同的方向上被反射，以使得光不再被影响。