用于扫描显微镜的射束操纵的设备和显微镜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于扫描显微镜的射束操纵的设备和显微镜，该设备具有用于将激发光耦入到照明光路中并用于使激发光与探测光路的探测光分开的主分色器。该设备的特征在于，存在有附加的光学路段，其具有影响光路的光学元件，通过影响光路的光学元件在附加的光学路段中形成至少一个光瞳平面和/或至少一个中间图像平面，存在有能调节的选出装置，用于激活照明和/或探测光路的第一射束区段或者用于激活附加的光学路段，其中，照明和/或探测光路的第一射束区段不包含照明和/或探测光路的光瞳平面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
用于扫描显微镜的射束操纵的设备和显微镜
[0001]本申请是申请日为2017年10月16日，申请号为201780064240.X(PCT申请号为PCT/EP2017/076337)，专利技术名称为“用于扫描显微镜的射束操纵的设备和显微镜”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术在第一观点中涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于扫描显微镜的射束操纵的设备。在第二方面中，本专利技术涉及一种显微镜。

技术介绍

[0003]按类属的设备在DE 10 2014 017 003 A1中描述，并且具有下列部件：用于将激发光耦入到照明光路中的并用于将激发光与探测光路的探测光分开的主分色器和尤其被定位在光瞳平面中的用于激发光采样的扫描仪。
[0004]在激光扫描显微镜中存在息止的射束中操纵光瞳的需求。因此可以实现三维的扫描路径，可以矫正样品的依赖于方位的误差，并且对照明光和探测光的进一步操纵既可以共同地也可以分开地实行。尤其地，在此在射束整形的方面也是非常重要。因此，将高斯激光射束例如变形为线或多个点可以是有利的。此外，射束影响是重要的，它有针对性地改变了点扩散函数(Point
‑
Spread
‑
Function，PSF)。在此，例如以所谓的“圆环式点扩散函数(doughnut
‑
PSF)”、贝塞尔点扩散函数(Bessel
‑
PSF)或例如螺旋式点扩散函数(helikale PSF)的变形是可行的。
[0005]DE 10 2014 017 003 A1描述了在需要时利用自适应的反射镜操纵单独光学路径中的光瞳的可能性。然而，可接通的光学器件在那里需要可自由接近的光瞳平面，其必须永久存在。
[0006]DE 10 2006 045 839 A1同样描述了用于在光瞳平面中操纵的可能性。然而，在那里，所需的光学器件不能接通或不能切断。其在光路中始终是需要的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的任务可以在于：提供一种光高效且紧凑的用于射束操纵的设备，其可以特别多样使用。
[0008]该任务通过具有权利要求1的特征的设备来解决。上述类型的设备根据本专利技术通过如下方式改进，即，存在有附加的光学路段，其具有影响光路的光学元件，通过影响光路的光学元件在附加的光学路段中形成至少一个光瞳平面和/或至少一个中间图像平面，存在有能调节的选出装置，其用于要么激活照明和/或探测光路的第一射束区段，要么激活附加的光学路段，其中，照明和/或探测光路的第一射束区段不包含照明和/或探测光路的光瞳平面。
[0009]根据本专利技术的设备尤其适用于共聚焦扫描显微镜和/或激光扫描显微镜。
[0010]此外还要求保护的是具有根据本专利技术的用于射束操纵的设备的显微镜，该显微镜
还至少具有以下部件：至少一个显微镜物镜、和用于探测由样品射出的探测光的探测装置，其中，附加的光学路段的光瞳平面处于与显微镜物镜的光瞳平面光学共轭的平面中。
[0011]作为本专利技术的中心思想可以是，如下这样地设计附加的光学路段，即，使其原则上可以被接入在显微镜的照明光路或探测光路中的任意的方位处。
[0012]本专利技术的涉及选出装置的定位的主要思路还可以通过如下方式来描述，即，选出装置定位在息止或解扫(descannt)的照明光路或探测光路的光瞳平面之外。通过选出装置要么激活附加的光学路段要么激活照明和/或探测光路的第一射束区段。激活是指在激活状态下照明光和/或探测光穿流过光路的各个部分，而在未被激活的状态下相应地不被照明光和/或探测光穿流。
[0013]通过可变地提供至少一个另外的光瞳平面或至少一个另外的中间图像平面可以很容易地、根据应用情况而定地使用用于操纵光的波前的元件，例如自适应元件和尤其是反射用的自适应元件。
[0014]具体而言，当附加的光学路段被激活时，照明和/或探测光路恰好延伸经过该附加的光学路段和一个附加的光瞳或多个附加的光瞳或中间图像平面。于是，没有照明光和/或探测光流经第一射束区段。在另一种情况下，当第一射束区段被激活时，照明光和/或探测光穿过或流经第一射束区段，并且于是没有光到达经过附加的光学路段。对于本专利技术重要的是，在附加的光学路段被激活时通过该附加的光学路段所代替的光学路段，即照明和/或探测光路的第一射束区段，不具有光瞳。
[0015]与DE 10 2014 017 003 A1相比较，根据本专利技术的解决方案因此不管在各自的显微镜光路中是否存在可自由访问的光瞳平面都能够独立地被使用。根据本专利技术的设备因此是特别多样的，尤其是即使在已经存在的显微镜中也能使用，而不需存在可自由访问的光瞳平面。
[0016]本专利技术的另外的优点是光学器件花费，特别是在探测光路中，可以保持得相对较低。这尤其是对荧光显微镜是特别重要，这是因为在那里必须尽可能高效地探测可用的光子。因此，在光路中总是仅存在有对于当前使用的功能性来说是必需的那么多的光学元件。这就是本专利技术所做的。
[0017]因此，本专利技术提供了一种相对简单的光学器件，利用该光学器件可以接通显微镜的、尤其是激光扫描显微镜的息止的射束中的光瞳进入和/或中间图像进入。在此，当光瞳进入和/或中间图像进入切断时，在光路中没保留不必要的光学元件。此外，在根据本专利技术的设备中原则上可行的是，有选择地仅影响激发光或探测光。
[0018]根据本专利技术的设备可以是尤其是共焦的激光扫描显微镜的一部分，其中，其可以布置在一方面是扫描装置与另一方面是主分色器、激光源和必要时的针孔之间。
[0019]在本说明书的范围内，如下平面被称为光瞳平面，该平面在根据本专利技术的设备的运行状态下相对于使用中的显微镜物镜的后部的焦平面光学共轭的平面。相应地，在本说明书的范围内，如下这样的平面被称为中间图像平面，该平面相对于在使用中的显微镜物镜的焦平面，通常也就是当对象物被定位在焦平面中时，相对于对象物平面光学共轭的平面。
[0020]选出装置也可以被称为能切换的元件。扫描装置可以具有能双轴枢转的反射镜。这些装置是公知的。代替唯一的扫描反射镜，也可以在共轭平面中存在有多个扫描反射镜，
并且确定了之后利用透镜光学器件映射到光瞳平面中的定位。
[0021]附加的光学路段也被称为波前操纵路径，并且当使用用于影响波前的自适应元件时，也被称为自适应路径。
[0022]术语“光”，尤其是照明光或探测光，应被理解为典型地在显微镜中使用的或出现的电磁辐射。尤其是在红外的、可见的或紫外光谱范围内的照明光典型地由激光器提供。优选地，根据本专利技术的显微镜优选是激光扫描显微镜。术语“扫描”和“采样”在本说明书中同义使用。
[0023]被定位在中间图像平面和/或附加的光学路段的光瞳平面中的并被用于对光尤其是在其强度和/或相位的空间分布方面进行操纵的设备在本说明书的范围内也被称为操纵元件。
[0024]根据本专利技术的是代替激发光光路而对探测光路的耦出和偏转及其受到附加的光瞳平面中的至少一个自适应的光学元件的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于扫描显微镜的射束操纵的设备，所述设备具有：主分色器(12)，所述主分色器用于将激发光(10)耦入到照明光路(13)中并且用于使激发光(10)与探测光路的探测光(50)分开，其特征在于，存在有附加的光学路段(40)，所述附加的光学路段具有影响光路的光学元件(18、22、25、26)，通过所述影响光路(13)的光学元件(18、22、25、26)在所述附加的光学路段(40)中形成至少一个光瞳平面(20，24)和/或至少一个中间图像平面，存在有能调节的选出装置(16)，所述选出装置用于激活照明和/或探测光路(13)的第一射束区段或者用于激活所述附加的光学路段(40)，其中，所述照明和/或探测光路(13)的第一射束区段不包含所述照明和/或探测光路(13)的光瞳平面。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)定位在所述照明和/或探测光路(13)的经准直的区域中。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)定位在所述照明和/或探测光路(13)的发散或会聚的区域中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，存在有机械器件，所述机械器件用于将所述选出装置(16)摆动进入到所述照明和/或探测光路(13)中或从其中摆动出来，或者用于将所述选出装置(16)移动进入到所述照明和/或探测光路(13)中或从其中移动出来。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)具有至少一个反射镜、尤其是双反射镜。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)的角度位置、尤其是双反射镜的角度位置是能调节的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)具有至少一个、尤其是二向色的分色器(60)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，在照明光路(13)中，尤其是在所述主分色器(12)之前存在有用于接通和切断照明光的切换装置、尤其是声光的或电光的开关，例如泡克耳斯盒，并且所述能调节的选出装置(16)形成为依赖于波长起作用的偏振滤光器。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，
所述照明光路被分成多个子射束，在所述子射束的射束路径中存在有用于提供不同偏振的偏振旋转元件，并且存在有用于在所述子射束中的一个或多个子射束之间进行转换的切换装置、尤其是多路AOTF。10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)具有至少一个依赖于波长的二向色的偏振滤光器(60)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)具有多个不同的分色器和/或反射镜。12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述分色器和/或反射镜布置在分离器轮上，并且能有选择地定位在照明和/或探测光路(13)中。13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述影响光路(13)的光学元件(18、22、25、26)具有至少一个透镜组件(18)、尤其是至少一个透镜。14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述选出装置(16)的射束进入的、尤其是反射进入的定位处于至少一个透镜组件(18、22)的光轴之外。15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述影响光路(13)的光学元件(18、22、25、26)具有至少一个反射镜(25、26)。16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，在所述附加的光学路段(40)中，借助第一透镜组件(18)和第二透镜组件(22)尤其形成第一光瞳平面(20)和第二光瞳平面(24)。17.根据权利要求16所述的设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：