[发明专利]用于确定光学介质的折射率的方法和显微镜

说明书

介绍一种用于确定显微镜(10、78)中的光学介质的折射率的方法，该显微镜具有面向样本空间(14)的物镜(12)，其中，具有待确定的折射率的所述光学介质是两种光学介质(26、28)之一，这些光学介质在所述样本空间(14)中与盖玻片或载玻片(16)的两个相反的表面(64、68)邻接，由此形成两个部分反射的界面，这些界面相距所述物镜(12)以不同的间距布置。在该方法中，使得测量光束(34)透过所述物镜(12)在倾斜地入射情况下转向至所述盖玻片或载玻片(16)，产生两个在空间上彼此分开的反射光束(54a、54b)，其方式为，使得所述测量光束(34)分别部分地在两个所述界面上反射，使得两个所述反射光束(54a、54b)被所述物镜(12)接收，并且转向至对位置灵敏的探测器(60)，借助所述对位置灵敏的探测器(36)来检测两个所述反射光束(54a、54b)的强度，基于两个所述反射光束(54a、54b)的所检测的强度来计算所述光学介质的折射率。

技术领域

本发明涉及一种用于确定显微镜中的光学介质的折射率的方法，该显微镜具有面向样本空间的物镜，其中，具有待确定的折射率的光学介质是两种光学介质之一，这些光学介质在样本空间中与盖玻片或载玻片的两个相反的表面邻接，由此形成两个部分反射的界面，这些界面相距物镜以不同的间距布置。本发明还涉及一种显微镜，其带有用于确定光学介质的折射率的机构。

背景技术

样本的光纤维成像受不同的光学介质影响，这些介质在显微镜的样本空间中彼此邻接。这些光学介质由于它们的折射率不同而形成了界面，在这些界面处折射率跳跃式地变化。这些界面中的每一个都根据那里的折射率突变有多大而不同地影响到光学成像。尤其是球面像差受折射率的跳跃式变化的显著影响。参与成像的光学介质通常包括盖玻片或载玻片以及从相反侧与盖玻片或载玻片邻接的两种介质。后者例如由位于盖玻片或载玻片与物镜之间的浸没介质和在样本周围的包埋介质构成。

为了能够实现有效地矫正受折射率的跳跃式变化影响的成像误差，重要的是，知道所用光学介质的折射率。在此，往往事先以较高的精度知道盖玻片或载玻片的和浸没介质的折射率。但这并不适用于在样本周围的包埋介质的折射率。该折射率因此要在专门为此规定的测量中在显微镜之外或之内求取。

在显微镜之外测量折射率牵涉到在测量之后进行的样本制备的不可衡量性。在显微镜之外得到的测量值与在光显微成像中实际上起作用的折射率的关系无法得到保证。因而在有些情况下，例如在活细胞显微术中，包埋介质的折射率显著地受样本影响，因而在显微制备之外根本就无法以足够的精度测量。

DE 10 2006 021 996 A1公开了一种用于内部全反射显微术(简写为TIRF)的显微镜，其能实现确定显微镜内部的折射率。该TIRF显微镜包括物镜，利用该物镜对样本施加以瞬逝的照明。在样本上全反射的照明光借助探测器予以检测。在样本上反射的照明光的强度在跃迁处从最大值下降到零，借助该跃迁来确定全反射的入射角。然后基于入射角来求取折射率。但对折射率的这种确定需要具有高数值孔径的浸没物镜，以便能够在全反射情况下照明样本。这种物镜制造繁琐，因而昂贵。

关于现有技术，还参见DE 10 2010 030 430 A1，其中公开了一种用于显微镜的三角自动聚焦机构。该自动聚焦机构在样本上产生狭缝图像，该狭缝图像成像到对位置灵敏的探测器上。通过由探测器检测到的入射位置来控制自动聚焦。

发明内容

本发明的目的是，提出能实现简单地且精确地确定光学介质的折射率的方法和显微镜。

该目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求9的显微镜得以实现。有利的改进分别在从属权利要求中给出。