[发明专利]用于光显微镜的灵活多色照明的光学布置及其方法

说明书

一种用于光显微镜的灵活多色照明的光学布置包括AOTF(5)或者包括EOM，该AOTF配置为将入射的照明光(2)的两个光分量衍射成不同衍射级方向，其中，两个光分量在其波长和偏振方面不同；通过该EOM将不同波长的两个连续光分量(2A，2B)设置成不同的偏振方向。偏振分束器(10)将不同波长和偏振的两个光分量(2A，2B)分成反射光(12A)和透射光(12B)，该反射光(12A)在偏振分束器(10)处被反射并且该透射光(12B)在偏振分束器(10)处被透射。光图案化设备(30)将不同的图案压印在透射光和反射光上。随后，该图案化的透射光(12B)和图案化的反射光(12A)由偏振分束器(10)或其他偏振分束器重新组合在共同束路径(55)上。

在第一方面，本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于光显微镜的灵活多色照明的光学布置。

在第二方面，本发明涉及一种根据权利要求14的前序部分的用于光显微镜中提供柔性多色照明的方法。

对于许多显微术技术，必须同时或快速连续地用不同波长的光照明样本。例如，可以期望的是，同时或快速连续地用两个不同的光波长照明样本以进行激发。还可以期望的是，同时使用两个不同的光波长进行样本的光子激励，或者一个波长进行光子激励且另一个波长用于激发样本。

在本公开中，波长的光可以理解为意味着指定波长范围的光，其中范围宽度原则上不受限制。因此，两个不同的光波长相应地可以理解为意味着两个不同的、间隔开的波长范围。

原则上，已知许多不同的过程用于选择指定波长的光并且用于执行束整形。例如，可以以各种方式选择宽带光源的波长范围，或者可以同时或连续使用不同的窄带光源，例如激光。许多不同的技术同样可以用于束整形，例如光阑或DMD(数字微反射镜装置)，通过该技术可以在束横截面之上设置空间结构。

通用光学布置包括AOTF(声光可调滤光器)或EOM(电光调制器)。AOTF被设置为将来自入射的照明光的至少两个光分量衍射成不同的衍射级方向，其中两个衍射的光分量在其波长和偏振上不同。取决于电路和构造，两个光分量可以同时或快速连续地从相同照明光产生。如果替代地使用EOM，则将不同波长的光分量在时域上连续指引到EOM。这也可以称为时分复用。例如，可以使用不同波长的光闪烁/脉冲。这些可以具有相同偏振。然后，EOM可以将不同波长的两个时域连续的光分量设置为不同偏振方向。为此，可以快速切换EOM，即可以在连续的光分量(光脉冲)之间切换EOM。特别地，EOM可以为两个连续光分量设置不同的偏振方向，例如垂直线偏振方向。

在用于光显微镜的灵活多色照明的通用方法中，对应地规定入射的照明光的两个光分量通过AOTF被衍射成不同衍射级方向，其中两个光分量在其波长和偏振上不同，或者使用EOM将不同波长的两个时域连续的光分量设置为不同偏振方向。

AOTF包括各向异性的双折射介质，例如玻璃或晶体，通过该介质传输声波或对该介质施加电场。因此，折射率周期性地变化并且入射光被衍射。在此，入射光被偏转成不同方向，这对应于不同衍射级。这还可以取决于波长来完成。因此，两个不同波长可以偏转成不同衍射级。特别地，可以从宽带光源的光或从多个激光器的组合光束中选择例如用于样本照明的不同波长。偏转到第一衍射级中的光分量经受偏振旋转，并且因此与在不被衍射的情况下通行穿过介质的光分量，即零级衍射的光分量相比具有不同偏振。

原则上，期望的是，使得可设置两个照明波长的照明成为可能，并且同时很大程度上任意束成形是可能的。这应该非常快速地完成，并且如果可能的话，无需移动机械部件。

本发明的目的可以被认为是，指定一种用于光显微镜的光学布置和对应的方法，其使得以特别灵活、快速可变的方式能够多色照明，而同时该构造特别简单和稳定。

该目的通过具有权利要求1的特征的光学布置以及具有权利要求14的特征的方法来实现。

根据本发明的光学布置和根据本发明的方法的有利变型是从属权利要求的主题，并且将在以下描述中附加地进行解释。