[发明专利]扫描显微镜

说明书

本发明涉及一种扫描显微镜(20)，包括：设置在照射光路(26)中的物镜(48)，用于使照射光束(24)聚焦到样品(52)上；在照射光路(26)中设置在物镜(48)上游的扫描单元(38)，用于使照射光束(24)偏转，使得通过物镜(48)聚焦的照射光束(24)在样品(52)上实施扫描运动；和设置在检测光路(66)中的检测单元(58)，用于接收未通过扫描单元偏转的检测光束(54)。检测单元为了影响检测光束(54)的光谱而包含至少一个光谱选择构件(10)，该构件具有带有光谱边缘的作用面(12)，该作用面随着检测光束(54)在作用面(12)上的入射位置而变化。所述光谱选择构件(10)的作用面(12)在检测光路(66)中设置在物镜光瞳(50)的成像的位置处，或者倾斜于所述检测光路的光轴设置。

技术领域

本发明涉及一种扫描显微镜，其包括：设置在照射光路中的物镜，该物镜用于使照射光束聚焦到样品上；在照射光路中设置在物镜上游的扫描单元，用于使照射光束偏转，使得通过物镜聚焦的照射光束在样品上实施扫描运动；和设置在检测光路中的检测单元，该检测单元用于接收未通过扫描单元偏转的检测光束，其中，检测单元为了影响检测光束的光谱而包含至少一个光谱选择构件，该构件具有作用面，该作用面的光谱边缘随着检测光束在作用面上的入射位置而变化。这样的光学构件也称为分布滤光器或者可变分束器或者说可变滤光器。

背景技术

如果光学构件的光谱特性基本上线性地关于光学构件的长度改变，则可变的分束器或者说可变的滤光器也称为线性可变的分束器或者说线性可变的滤光器。

前述类型的扫描显微镜例如用在荧光显微镜中，在该荧光显微镜中借助照射光束激励荧光颜料用以发射荧光辐射。在该应用中，将照射光束形式的激励光以扫描运动引导到样品上。该扫描运动经由设置在物镜上游的扫描单元实现，该扫描单元通常包括一个或多个可动的扫描镜和一个扫描光学器件，该扫描光学器件使照射光束对准物镜的入射光瞳。通过照射光束在样品中激励出的荧光辐射通过物镜返回到扫描显微镜中并且以检测光束的形式输入给检测单元，该检测单元通常包含不同的用于使检测光束成形和转向的透镜以及包含检测器，该检测器最终探测检测光束。

尽管在共聚焦显微镜中通常以所谓的退扫描检测器工作，但在其他显微镜应用、例如多光子显微镜、光片显微镜或者说光板显微镜或多点或者说多焦点显微镜(Multifokimikroskopie)中使用所谓的非退扫描检测器。只有在检测光束被引导返回到扫描单元上并且从该扫描单元重新转变成位置固定的检测光束之后，退扫描检测器才接收检测光束。这样的位置固定的光束也构成照射光束，然后该照射光束入射到检测单元。与此相对地，非退扫描检测器接收检测光束，而该检测光束不事先重新输入给扫描单元。因此，检测光束在不受扫描单元影响的情况下到达检测器。

在多光子显微镜中，通过非线性效应仅仅在空间受限狭窄的激励焦点中激励荧光颜料用以发射荧光辐射，该激励焦点通过聚焦到样品上的照射光束产生。来自激励焦点的整个荧光辐射现在可以在考虑激励焦点的已知位置的情况下由非退检测器探测。通过照射光束被以扫描运动引导到样品上，结果可以产生三维样品图。

在扫描显微镜的检测光路中通常存在不同的分束器和滤光器，所述分束器和滤光器以所希望的方式在光谱方面影响检测光束。因此例如可以使用分束器，用于将检测光束根据波长分裂成不同的分束，这些分束然后被输入给分别包含一个自己的检测器的检测通道。经由光学滤光器可以为每个检测器确定要检测的波长范围。

作为检测器尤其是可以使用点式检测器(例如光电倍增管、雪崩光电倍增器或者混合光传感器)、行式检测器或者面式检测器或者说阵列检测器(例如CCD、EMCCD、CMOS、sCMOS或OJS(量子成像传感器))。

在共聚焦显微镜中当前也使用所谓的光谱检测器，所述光谱检测器能为用户实现在拍照之前自由选择要探测的波长范围。在这样的光谱探测器中，例如借助棱镜将检测光束分解成其光谱部分并且由此选择要探测的波长范围。