用于监测显微镜的聚焦状态的方法和装置制造方法及图纸

为了监测显微镜(1)的聚焦状态，将辅助光束(13)耦合输入到显微镜(1)中，以使得所述辅助光束在下述平面(20)上相对于面法线以倾斜角度延伸，所述平面在显微镜(1)的主成像区域(17)外部由在显微镜(1)的物平面(5)中延伸的直线(19)和物平面(5)的面法线展开，并且检测耦合输入的辅助光束(13)的由参考分界面(24)反射的部分(15)的入射区域(25)在检测装置(16)上的位置改变。

【技术实现步骤摘要】
用于监测显微镜的聚焦状态的方法和装置
本专利技术涉及用于监测显微镜的聚焦状态方法和装置。本专利技术特别是涉及-一种用于监测显微镜的聚焦状态的方法，其中，将辅助光束这样耦合输入到显微镜中，以使得所述辅助光束在相对于显微镜的物平面的面法线的倾斜角度下延伸，其中，检测耦合输入的辅助光束的由参考分界面反射的部分在检测装置上的入射区域的位置改变，以及-一种用于监测显微镜的聚焦状态的装置，所述装置具有：辅助光源，所述辅助光源设计并且布置用于将辅助光束这样耦合输入到显微镜中，以使得耦合输入的辅助光束在相对于显微镜的物平面的面法线的倾斜角度下延伸；和检测装置，所述检测装置设计并且布置用于检测耦合输入的辅助光束的由参考分界面反射的部分在检测装置上的入射区域的位置改变；以及-一种具有所述装置的显微镜。当通过成像系统在较长的时间段内接收一个或多个应清晰地成像到同一个物平面的图像时，则必须使成像系统的聚焦状态保持不变或者保持恒定。这特别适用于通过显微镜拍摄高分辨率并且最高分辨率的图像。在此迅速出现不可避免的空间偏移的情况，显微镜的物平面已经在拍摄仅仅一个唯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测显微镜的聚焦状态(1)的方法，/n-其中，将辅助光束(13)耦合输入到显微镜(1)中，以使得所述辅助光束相对于所述显微镜(1)的物平面(5)的面法线以倾斜角度延伸，/n-其中，检测耦合输入的辅助光束(13)的由参考分界面(24)反射的部分(15)在检测装置(16)上的入射区域(25)的位置改变，/n其特征在于，所述耦合输入的辅助光束(13)在下述平面(20)上延伸，所述平面在所述显微镜(1)的主成像区域(17)外部由在所述物平面(5)中延伸的直线(19)和所述面法线展开。/n

【技术特征摘要】
20190524 DE 102019113975.91.一种用于监测显微镜的聚焦状态(1)的方法，
-其中，将辅助光束(13)耦合输入到显微镜(1)中，以使得所述辅助光束相对于所述显微镜(1)的物平面(5)的面法线以倾斜角度延伸，
-其中，检测耦合输入的辅助光束(13)的由参考分界面(24)反射的部分(15)在检测装置(16)上的入射区域(25)的位置改变，
其特征在于，所述耦合输入的辅助光束(13)在下述平面(20)上延伸，所述平面在所述显微镜(1)的主成像区域(17)外部由在所述物平面(5)中延伸的直线(19)和所述面法线展开。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-所述直线(19)与显微镜(1)的光轴(10)的间距为至少5mm/V或者至少10mm/V，其中，V是所述显微镜(1)的放大倍数，和/或
-所述主成像区域(17)通过物平面(5)的下述区域来确定，所述区域被成像到显微镜(1)的摄像机(7)或另外的图像传感器上，和/或
-将所述辅助光束(13)在显微镜(1)的扫描仪(29)的物体侧耦合输入，其中，所述主成像区域(17)通过
-所述物平面(5)的被所述扫描仪(29)以测量射束(30)扫描的最大区域来确定，或者
-所述物平面(5)的被所述扫描仪(29)以测量射束(30)扫描的最大矩形区域来确定。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述面法线与所述辅助光束(13)之间的倾斜角度为arcsin(0.1NA/n)和arcsin(1NA/n)之间或者arcsin(0.5NA/n)和arcsin(1NA/n)之间，其中，NA是显微镜(1)的成像系统(2)的数值孔径，其中，n是最后的光学介质的折射率，所述辅助光束(13)穿过所述最后的光学介质射到所述参考分界面(24)上。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述辅助光束(13)与所述显微镜(1)的一个光轴或所述光轴(10)到位于所述物平面(5)中或者以与所述物平面(5)的最大间距100μm或50μm或10μm的平面(20)上的垂直的投影相交。


5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述辅助光束(13)和另外的辅助光束(13)同时或者依次耦合输入到所述显微镜(1)中，以便检测这两个辅助光束(13)的在所述参考分界面(24)上反射的部分(15)在所述检测装置(16)上的入射区域(25)的位置改变，所述辅助光束和该另外的辅助光束的区别在于其相对于所述面法线的倾斜角度。


6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-将所述辅助光束(13)和另外的辅助光束(13)同时或者依次耦合输入到所述显微镜(1)中，以便检测这两个辅助光束(13)的在所述参考分界面(24)上反射的部分(15)在所述检测装置(16)上的入射区域(25)的位置改变，所述辅助光束和该另外的辅助光束在所述直线(19)的方向上不同，所述直线与下述平面(20)一起展开，这两个辅助光束(13)在该平面中延伸，
-其中，所述直线(19)可选地彼此垂直地延伸。


7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-调节所述辅助光束(13)的发散度，以使得所述辅助光束(13)在所述物平面(5)中被准直或者聚焦在邻近物平面(5)的点上，该点与所述物平面(5)相距不超过100μm或50μm或10μm，
-其中，所述辅助光束(13)的发散度可选地通过可控制到不同焦距上的液体透镜(37)来调节。


8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-耦合输入的辅助光束(13)的由所述参考分界面(24)反射的部分(15)在射到所述检测装置(16)上时被准直或者被聚焦到所述检测装置(16)上，
-其中，所述辅助光束(13)的发散度可选地通过可控制到不同焦距上的液体透镜(37)来调节。


9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-将所述辅助光束(13)和另外的辅助光束(13)依次耦合输入到所述显微镜(1)中，以便检测这两个辅助光束(13)的在所述参考分界面(24)上反射的部分(15)在所述检测装置(16)上的入射区域(25)的位置改变，所述辅助光束和该另外的辅助光束(13)的区别在于相对于所述物平面(5)的、所述辅助光束和该另外的辅助光束所聚焦的点的位置，
-其中，所述辅助光束(13)和该另外的辅助光束(13)通过可控制到不同焦距上的所述液体透镜或一液体透镜(37)聚焦。


10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-通过布置在所述显微镜(1)的对应于所述主成像区域(17)的主光路(8)外部的反射元件(11)将所述辅助光束(13)耦合输入到所述显微镜(1)中并且将所述辅助光束(13)的由所述参考分界面(24)反射的部分(15)耦合输出到所述检测装置(16)，
-其中，所述反射元件(11)可选地布置为使得其反射面与所述显微镜(1)的像平面(6，38)相交。


11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-至少一个光学元件(21)布置在所述显微镜(1)的对应于主成像区域(17)的所述主光路或一主光路(8)外部，耦合输入到所述显微镜(1)的光路中的辅助光束(13)和所述辅助光束(13)的由所述参考分界面(24)反射且还未从所述显微镜(1)的光路耦合输出的部分(15)穿过所述光学元件，
-其中，所述至少一个光学元件(21)可选地是λ/2-板(28)。


12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-通过分光器(22将所述辅助光束(13)的由所述参考分界面(24)反射的部分(15)与所述辅助光束(13)分离，
-其中，所述分光器(22)可选地是偏振分光器(27)，一λ/2-板或所述λ/2-板(28)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·菲舍尔，M·亨里希，W·维勒默，
申请(专利权)人：阿贝里奥仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE