用于对样品进行光学探测的设备制造技术

本发明专利技术公开了用于对样品进行光学探测的设备。在一个具体实施中，设备包括准直器，所述准直器位于输入端处，所述准直器被定位成接收来自光纤光束源的输入光束并且产生准直的光束。所述设备还包括光束成形组，所述光束成形组具有一个或多个光学元件，并且被定位成从所述准直器接收所述准直的光束，并且将所述准直的光束格式化成成形传播光束，所述成形传播光束在远场中具有基本上矩形的横截面。所述设备还包括用于使用基本上矩形横截面的采样光束对样品进行光学探测的物镜台诸如流通池，其中来自所述样品的荧光被线传感器捕获，以用于检测所述样品的特性，诸如其中的化学反应。诸如其中的化学反应。诸如其中的化学反应。

【技术实现步骤摘要】
用于对样品进行光学探测的设备
[0001]本申请要求2021年3月25日提交的美国临时专利申请第63/200,754号和2021年10月29日提交的美国临时专利申请第63/273,778号的权益和优先权，所述临时专利申请的每个临时专利申请的内容全文以引用方式并入本文并用于所有目的。


[0002]本申请涉及用于对样品进行光学探测的设备。

技术介绍

[0003]光格式化结构通常需要被定位在远离与其配对的显微镜物镜许多焦距的地方。当这些光格式化结构对光束施加导致发散的扰动时，光束可扩散到成对显微镜物镜的元件被过度填充的程度。显微镜物镜将接收到的光束剪接。这种剪接可降低格式化光束的均匀性，并且产生杂散光，杂散光可能成为整个成像系统中的噪声源或对整个成像系统造成损坏。

技术实现思路

[0004]通过提供用于传输光的设备和方法，可以克服现有技术的缺点，并且可以实现本公开中稍后描述的益处。下文描述了设备和方法的各种具体实施，并且这些设备和方法(包括和排除下文列举的附加具体实施)以任何组合(前提条件是这些组合不是不一致的)可克服这些缺点并实现本文所述的有益效果。
[0005]根据第一具体实施，设备包括或包含：准直器，该准直器位于输入端处，该准直器被定位成接收来自光纤光束源的输入光束并且产生基本上准直的光束；光束成形组，该光束成形组包括或包含一个或多个光学元件，并且被定位成从准直器接收基本上准直的光束，并且将基本上准直的光束格式化成成形传播光束，该成形传播光束在远场中包括或具有基本上矩形的横截面；以及聚焦物镜台，该聚焦物镜台包括或包含元件孔口和物镜光瞳，该元件孔口和物镜光瞳用于接收成形传播光束并且被定位成在聚焦物镜台的焦平面处或附近将成形传播光束转换为基本上矩形横截面的采样光束以用于对样品进行光学探测。
[0006]根据第二具体实施，对样品进行光学探测的方法包括或包含：从输入光束生成准直光束；使用光束成形组将准直光束格式化成成形传播光束，该成形传播光束在远场中包括或具有基本上矩形的横截面；将成形传播光束提供给光学中继台，该光学中继台在聚焦物镜台的物镜光瞳处产生成形传播光束；使用聚焦物镜台在聚焦物镜台的焦平面处将成形传播光束转换为基本上矩形横截面的采样光束；在焦平面的第一位置处探测样品；以及影响光学中继台的光学补偿，使得聚焦物镜台在焦平面的第二位置处将成形传播光束转换为基本上矩形横截面的采样光束，并且在第二位置处探测样品。
[0007]根据第三具体实施，方法包括或包含：在准直器处接收来自光纤光束源的输入光束；由准直器从输入光束产生基本上准直的光束；在包括或包含一个或多个光学元件的光束成形组处接收来自准直器的基本上准直的光束；由光束成形组将基本上准直的光束格式化成在远场中包括或具有基本上矩形的横截面的成形传播光束；以及在包括或包含物镜光
瞳的聚焦物镜台处接收成形传播光束；在聚焦物镜台的焦平面处或附近将成形传播光束转换为基本上矩形横截面的采样光束；以及使用聚焦物镜台对样品进行光学探测。
[0008]进一步根据前述第一具体实施和/或第二具体实施，设备和/或方法还可包括以下的任一者或多者：
[0009]在一个具体实施中，设备还包括或包含：光学中继台，该光学中继台被定位在光束成形组与聚焦物镜台之间，以用于将来自光束成形组的成形传播光束成像到聚焦物镜台的物镜光瞳上或附近。
[0010]在另一具体实施中，光学中继台包括或包含输入透镜台和输出透镜台，输入透镜台被定位成接收来自光束成形组的成形传播光束，输出透镜台被定位成产生到达聚焦物镜台的物镜光瞳的成形传播光束。
[0011]在另一具体实施中，输入透镜台和输出透镜台形成聚焦元件对，该聚焦元件对在光学中继台内限定中间图像平面。
[0012]在另一具体实施中，光学中继台包括或具有在中间图像平面的光束影响元件。
[0013]在另一具体实施中，光束影响元件是光学掩模。
[0014]在另一具体实施中，光束影响元件是降斑(despeckling)元件。
[0015]在另一具体实施中，输入透镜台和输出透镜台中的至少一者的位置是可调节的。
[0016]在另一具体实施中，该设备还包括或包含被定位在光学中继台之前的Powell透镜。
[0017]在另一具体实施中，该设备还包括或包含被定位在光学中继台之前的Lineman透镜。
[0018]在另一具体实施中，光学中继台是无焦的。
[0019]在另一具体实施中，光学中继台是固定放大倍率中继器。
[0020]在另一具体实施中，光学中继台是可变放大倍率中继器。
[0021]在另一具体实施中，光束成形组是积分器。
[0022]在另一具体实施中，积分器是由串联定位的两个微透镜阵列形成的成像积分器。
[0023]在另一具体实施中，积分器是由串联定位的两个柱面微透镜阵列形成的成像积分器。
[0024]在另一具体实施中，积分器是由一个微透镜阵列形成的非成像积分器。
[0025]在另一具体实施中，积分器是由作为柱面透镜的微透镜形成的非成像积分器。
[0026]在另一具体实施中，微透镜各自包括或具有沿x方向和沿y方向的不同焦距。
[0027]在另一具体实施中，光束成形组包括或包含积分衍射特征。
[0028]在另一具体实施中，光束成形组包括或包含积分漫射器特征。
[0029]在另一具体实施中，积分器是由微透镜形成的成像积分器。微透镜是柱面透镜。
[0030]在另一具体实施中，柱面透镜被配置为在微透镜的一个轴向方向上施加发散而不是在微透镜的正交方向上施加发散。
[0031]在另一具体实施中，光束成形组包括或包含一个或多个衍射光学元件。
[0032]在另一具体实施中，光束成形组包括或包含折射光学元件、折射光学元件和衍射光学元件的组合或具有积分衍射或漫射特征的折射光学元件。
[0033]在另一具体实施中，光束成形组将准直光束转换为成形传播光束，该成形传播光
束在远场中的矩形区域上包括或具有均匀照明，该矩形包括或具有8比1的比率。
[0034]在另一具体实施中，光束成形组将准直光束转换为成形传播光束，该成形传播光束在远场中的矩形区域上包括或具有均匀照明，该矩形包括或具有在大约10比1和大约20比1之间的比率。
[0035]在另一具体实施中，光束成形组将准直光束转换为成形传播光束，该成形传播光束在远场中的矩形区域上包括或具有均匀照明，该矩形包括或具有24比1的比率。
[0036]在另一具体实施中，光束成形组将准直光束转换为成形传播光束，该成形传播光束在远场中的矩形区域上包括或具有均匀照明，该矩形包括或具有基本上匹配时间延迟和积分(TDI)线传感器的轮廓的比率。
[0037]在另一具体实施中，设备还包括或包含光纤光束源。
[0038]在另一具体实施中，光纤光束源是用于生成输入光束的双输入光束源，该输入光束包括或具有在第一波长范围上的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，包括：准直器，所述准直器位于输入端处，所述准直器被定位成接收来自光纤光束源的输入光束并且产生基本上准直的光束；光束成形组，所述光束成形组包括一个或多个光学元件，并且被定位成从所述准直器接收所述基本上准直的光束，并且将所述基本上准直的光束格式化成成形传播光束，所述成形传播光束在远场中具有基本上矩形的横截面；以及聚焦物镜台，所述聚焦物镜台包括物镜光瞳，所述物镜光瞳用于接收所述成形传播光束并且被定位成在所述聚焦物镜台的焦平面处或附近将所述成形传播光束转换为基本上矩形横截面的采样光束以用于对样品进行光学探测。2.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，还包括：光学中继台，所述光学中继台被定位在所述光束成形组与所述聚焦物镜台之间，以用于将来自所述光束成形组的所述成形传播光束成像到所述聚焦物镜台的所述物镜光瞳上或附近。3.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光学中继台包括输入透镜台和输出透镜台，所述输入透镜台被定位成接收来自所述光束成形组的所述成形传播光束，所述输出透镜台被定位成产生到达所述聚焦物镜台的所述物镜光瞳的所述成形传播光束。4.根据权利要求3所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述输入透镜台和所述输出透镜台形成聚焦元件对，所述聚焦元件对在所述光学中继台内限定中间图像平面。5.根据权利要求4所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光学中继台具有在所述中间图像平面处的光束影响元件。6.根据权利要求5所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束影响元件是光学掩模。7.根据权利要求5所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束影响元件是降斑元件。8.根据权利要求3所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述输入透镜台和所述输出透镜台中的至少一者的位置是可调节的。9.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，还包括被定位在所述光学中继台之前的Powell透镜。10.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，还包括被定位在所述光学中继台之前的Lineman透镜。11.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光学中继台是无焦的。12.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光学中继台是固定放大倍率中继器。13.根据权利要求2所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光学中继台是可变放大倍率中继器。14.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成
形组是积分器。15.根据权利要求14所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述积分器是由串联定位的两个微透镜阵列形成的成像积分器。16.根据权利要求15所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述微透镜是柱面透镜。17.根据权利要求15所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述微透镜各自沿x方向和沿y方向具有不同焦距。18.根据权利要求14所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述积分器是由一个微透镜阵列形成的非成像积分器。19.根据权利要求18所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述微透镜是柱面透镜。20.根据权利要求18所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述微透镜各自沿x方向和沿y方向具有不同焦距。21.根据权利要求14所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组包括积分衍射特征。22.根据权利要求14所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组包括积分漫射器特征。23.根据权利要求22所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述积分器是由微透镜形成的成像积分器，其中所述微透镜是柱面透镜。24.根据权利要求23所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述柱面透镜被配置为在所述微透镜的一个轴向方向上施加发散而不是在所述微透镜的正交方向上施加发散。25.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组包括衍射光学元件。26.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组包括折射光学元件、折射光学元件和衍射光学元件的组合或具有积分衍射或漫射特征的折射光学元件。27.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组将所述基本上准直的光束转换为所述成形传播光束，所述成形传播光束在所述远场中的矩形区域上具有均匀照明，所述矩形具有8比1的比率。28.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组将所述基本上准直的光束转换为所述成形传播光束，所述成形传播光束在所述远场中的矩形区域上具有均匀照明，所述矩形具有在大约10比1和大约20比1之间的比率。29.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组将所述基本上准直的光束转换为所述成形传播光束，所述成形传播光束在所述远场中的矩形区域上具有均匀照明，所述矩形具有24比1的比率。30.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光束成形组将所述基本上准直的光束转换为所述成形传播光束，所述成形传播光束在所述远场中的矩形区域上具有均匀照明，所述矩形具有匹配时间延迟和积分(TDI)线传感器的轮廓的
比率。31.根据权利要求1所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，还包括所述光纤光束源。32.根据权利要求31所述的用于对样品进行光学探测的设备，其特征在于，所述光纤光束源是用于生成所述输入光束的双输入光束源，所述输入光束具有在第一波长范围上的第一光束以及具有在不同于所述第一波长范围的第二波长范围上的第二光束。33.根据权利要求32所述的用于对样品进行光学探测的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：伊鲁米那有限公司，
类型：新型
国别省市：