[发明专利]具有声光设备的显微镜

说明书

本发明涉及一种具有声光装置(13)的显微镜，声光装置(13)通过特征为优选地可调频率的机械波从多色和共线的探测光束(18)移除辐照光的在探针处被散射和/或反射的、并具有与频率相关的辐照光波长的部分。显微镜的特征在于，传播机械波的声光装置的晶体(30)、和机械波的传播方向相对于射入晶体的探测光束定向，以使得声光装置使用机械波偏转具有辐照波长和第一线偏振方向的探测光束部分、以及具有辐照波长和垂直于第一线偏振方向的第二线偏振方向的探测光束部分，并因此将它们从探测光束移除。

本申请是申请号为201480059344.8，发明名称为“具有声光设备的显微镜”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有声光装置的显微镜，声光装置利用特征为优选地可调频率的机械波从多色和共线的探测光束移除辐照光的在样本处散射和/或反射的、具有与频率相关的辐照光波长的部分。

这种显微镜可以例如被实现为扫描显微镜以及特别地共焦扫描显微镜。

背景技术

在扫描显微术中，利用光束辐照样本以观察从样本发出的反射光或荧光。在可控光束偏转设备的帮助下(一般通过倾斜两个反射镜)，辐照光束的焦点在样本平面内移动；偏转轴通常彼此垂直，以使得一个反射镜在X方向上偏转，而另一个反射镜在Y方向上偏转。例如在检流计定位元件的帮助下进行反射镜的倾斜。根据扫描光束的位置测量来自样本的光的功率水平。定位元件通常装配有用于确定当前反射镜位置的传感器。

特别地，在共焦扫描显微术中，用光束的焦点在三个维度扫描样本。共焦扫描显微镜通常包括光源、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设备、显微光学系统、探测针孔、以及用于探测所探测的光或荧光的探测器。辐照光例如通过分束器耦合。

来自样本的荧光通过光束偏转设备行进回到分束器，通过分束器，然后被聚焦到探测针孔上，探测器位于探测针孔之后。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，辐照光的在样本处反射的和在样本处散射的部分必须从探测光移除以使得可以专门地探测荧光。在传统显微镜中，二向色滤光器(构成所谓的“主分束器”)用于该目的。

代替这种分束器，也可以提供被配置为声光组件的光学装置以将至少一个光源的激发光耦合至显微镜并且阻挡在样本处散射和反射的激发光或激发波长经由探测光束路径离开来自样本的光；这从例如德国申请DE 199 06 757 A1获知。对于具有非常简单的设计的可变配置，从该文献可知的光学装置的特征在于具有不同波长的激发光可以被光谱选择元件阻挡。可替代地，这种光学装置的特征在于光谱选择元件对于要被阻挡的激发波长是可调节的。

这种声光组件的操作方式大致基于辐照光和机械波的相互作用；使用一些声光组件，例如AOTF，机械波必须具有非常特定的频率以使得具有期望的辐照光波长的光恰好满足布拉格(Bragg)条件。使用这些声光组件，不满足布拉格条件的光不会被机械波偏转。如果具有多个波长的光被用作辐照样本的辐照光，那么也必须同时生成多个不同的机械波。

声光组件通常由所谓的声光晶体构成，声光晶体上安装有电转换器(在文献中通常被称为“换能器”)。转换器通常包括压电材料以及位于压电材料之上的一个电极和位于压电材料之下的一个电极。使用射频(通常在30MHz和800MHz之间的范围内)进行的电极的电激活使得压电材料振动，从而声音波(即声波)可以出现，并且一旦产生，声波就通过晶体。在通过光学相互作用区域之后，声波通常在晶体的相对的一侧被吸收或反射走。