[发明专利]在激光扫描显微镜中扫描激发辐射和/或操纵辐射的光学组件以及激光扫描显微镜

说明书

本发明涉及一种在激光扫描显微镜中扫描激发辐射和/或操纵辐射的光学组件，所述组件具有以下部件：光学扫描单元，作为第一聚焦装置以提供第一光瞳平面；第一光束偏转装置，该第一光束偏转装置由在第一光瞳平面中布置的第一扫描仪构成，用于在第一坐标方向上扫描激发辐射和/或操纵辐射；以及第二聚焦装置，该第二聚焦装置用于生成与第一光瞳平面光学共轭的第二光瞳平面；包括第二光束偏转装置，用于偏转激发辐射和/或操纵辐射，所述第二偏转装置布置在第二光瞳平面中。根据本发明的光学组件的特征在于，提供第三聚焦装置以便生成第三光瞳平面，该第三光瞳平面与第一光瞳平面光学共轭，在第三光瞳平面中布置第三光束偏转装置，以便使激发辐射和/或操纵辐射偏转，并且提供可变光束偏转构件以便在第一光束路径和第二光束路径之间切换光束路径。本发明的另一方面涉及激光扫描显微镜。

在第一方面，本发明涉及在激光扫描显微镜中扫描激发辐射和/或操纵辐射的光学布置。在其他方面，本发明涉及激光扫描显微镜。

例如在DE 10 2014 017 001A1中描述了在激光扫描显微镜、特别是激光扫描荧光显微镜中扫描激发辐射和/或操纵辐射的通用的光学布置，并且该光学布置包括以下部件：扫描光学单元，作为第一聚焦装置以提供第一光瞳平面；第一束偏转装置，其由在第一光瞳平面中布置的第一扫描仪形成，用于在第一坐标方向上扫描激发辐射和/或操纵辐射；第二聚焦装置，用于生成与第一光瞳平面光学共轭的第二光瞳平面；以及第二束偏转装置，用于偏转激发辐射和/或操纵辐射，该第二束偏转装置布置在第二光瞳平面中。

DE 10 2014 017 001A1同样公开了通用的激光扫描显微镜，特别是共聚焦激光扫描荧光显微镜，并且该激光扫描显微镜包括以下部件：至少一个激光光源，用于发射激光辐射以激发和/或操纵样品；至少一个主分色器，用于将一方面激发辐射和/或操纵辐射与另一方面从样品发出的波长偏移的检测光分开；以及至少一个显微镜物镜，用于将激发辐射和/或操纵辐射引导和聚焦到样品上，且用于引导和准直从样品发出的检测光以返回到主分色器的方向上；以及检测模块，用于检测该检测光。

激光扫描显微镜已成为生物医学研究中必不可少的工具。除了纯粹成像以外，样品的光学操纵也变得越来越重要。

在此，通常的技术问题在于，在尽可能紧凑的结构空间中以尽可能低的花费且以尽可能低的透射损耗来生成各自相互成像的多个光学光瞳。在此可用光瞳的数目旨在大于或等于三个。目的是能够在可用光瞳中的至少两个之间进行切换。

已知的解决方案首先基于支架上不同端口的使用。这是不利的，因为显微镜支架因此变得复杂且昂贵。此外，在某些情况下，则不可能在同一支架上实施其他方法，例如高分辨率显微术。此外，通常必须实行复杂的调整，以便使相应的像场彼此一致。

通过仅一个扫描物镜进行操纵的已知解决方案通常是机械式，并且因此通常相对较慢。通常，相对较大的质量(例如由反射镜构成)几乎不可能比10ms更快地切换。通过振镜式扫描仪可以实现相对较短的切换时间。但是，在这种情况下，必须努力将质量惯性矩保持在较低水平。

US-7,715,078公开了在多个扫描仪之间的切换。在此，除了实际扫描样品所需的扫描仪以外，还需要至少两个其他扫描仪，这些扫描仪用于切换光束路径。此外，在所述文档中解释的实施例还公开了表示为简单透镜的折射式光学单元。然而，在此不可能在第四光瞳中容纳z扫描的反射镜。然而，特别是对于三维光学操纵，需要所述反射镜。在此，光学元件的复杂程度在于，扫描物镜是复杂的且光效率不高。

EP 2 042 905B1公开了两个扫描仪对的组合。在此可以分别选择一个扫描仪对或另一个扫描仪对。然而，因为要移动的质量相对较大，因此无法非常快速地切换单独轴线。

DE 100 50 529B4公开了多个束偏转单元的组合，该多个束偏转单元各由两个束偏转模块构成。在示例性实施例中还描述了束偏转装置之间的成像光学单元。但是，不可以在不同的扫描模式之间进行切换。也没有描述用于影响波前的构件。