【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于执行样品的腔增强显微术的方法，以及用于执行样品的腔增强显微术的光学传感器系统。
技术介绍
1、由两个相对的镜子形成的光学腔被认为是通过形成光学谐振腔来增强光和物质之间的相互作用的工具。一般来说，只有特定波长的光可以通过、进入或透射谐振器，在这种情况下，光被称为与光学腔谐振，而其他波长被阻挡。可以通过谐振腔的波长之间的光谱分离被表示为自由光谱范围fsr，并且主要由形成谐振腔的两个相对的镜子之间的距离决定。
2、对于宏观腔，镜子间距与光的波长相比较大，相应的fsr相对较小。然而，对于微观腔，腔长度接近光波长的数量级，并且相应地fsr达到更大的值。在这种情况下，可以通过光学过滤技术挑选出单独的腔谐振。当研究引入微观腔的样品时，这种单个谐振的性质是令人感兴趣的。d.hunger等人的出版物:“a fiber fabry–perot cavity with highfinesse.”new journal of physics 12,065038(2010)描述了一种基于光纤的法布里-珀罗微腔，其具有co2激光加工的镜子。
3、m.mader等人的出版物:“a scanning cavity microscope.”,naturecommunications 6,7249(2015)包含对扫描腔显微术的一般描述。
4、文献ep2844977b1描述了使用光学微腔的主动化学感测。所使用的传感器包括一对沿光轴相对的镜子，该对镜子成形为提供在至少一种模式下具有稳定谐振的光学腔，参见例如第[0
5、开放式光学微腔可以配备有致动器，该致动器允许改变两个相对的镜子之间的距离。当特定波长的光耦合到谐振器中时，致动器可用于将镜子间距调节到使腔与入射光谐振的腔长度，例如参见ep2844977b1中的方程(1)。特别地，利用这种方法，可以获得最大的透射光强度。然而，对于这种操作模式，为了将传输信号保持在其期望值，镜子间距相对于致动器中的机械波动和电子噪声的精确稳定是必要的。对于高反射镜子，所需的稳定性可以低至皮米级。
6、为了实现所需的稳定性，可以应用辅助技术，如另外使用另一种波长的光，用于产生有助于稳定过程的信号。这种技术的使用在处理微腔和执行信号检测时引入了额外的复杂性，这使得该方法对于许多应用来说是不理想的。
7、不同的方法在扩展的范围上扫描腔长度，使得对于入射光的波长的一个或多个腔谐振位于扫描的起点和终点之间，如在d.hunger等人的上述出版物中所述。然而，这增加了对沿着扫描记录的大量数据点的需求，以便正确地解决可能窄的腔谐振，这导致测量时间的显著增加。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种腔增强显微术的可能性，特别是使用显微光学腔，这增加了数据采集的可实现速率。
2、这个目的通过独立权利要求的相应主题来实现。进一步的实施方式和优选实施例是从属权利要求的主题。
3、本专利技术基于这样的思想，即在预定时间间隔期间，存储与光学腔的腔长度变化同步的样品横向运动的预计算描述。然后，根据存储的描述，触发致动器系统以实现整个横向运动和腔长度的整个变化。在横向运动和腔长度变化期间，光被引入腔，并且检测反射和/或透射和/或散射部分和/或响应于引入光从腔发射的光，以生成传感器数据集。这样，样品相对于光学腔的横向运动可以相对于腔长度的变化以同步方式进行，并且数据读出可以与样品相对于光学腔的运动和腔长度的变化在时间上同步。
4、根据本专利技术的一方面，提供了一种用于执行样品的腔增强显微术的方法。其中，样品布置在光学腔中，特别是显微光学腔，该光学腔由一对相对的镜子形成并具有可变的腔长度。其中，腔长度由该对镜子之间的距离给出，特别是沿着光学腔的纵向方向，例如在光学腔的横向中心测量。为了将样品布置在光学腔中，样品放置在样品载体上，样品载体由该对镜子中的一个镜子形成，特别是由该对镜子中的第一镜子或该对镜子中的第二镜子形成，或者布置在该对镜子之间，特别是由布置在该对镜子之间的单独样品载体形成。
5、存储描述，特别是以计算机可读方式存储到存储设备中，该描述定义样品在预定时间间隔期间相对于光学腔特别是相对于光学腔的横向中心的横向运动特别是预计算的横向运动以及腔长度在该时间间隔期间以时间同步方式的变化特别是腔长度的预计算的时间变化。
6、根据所存储的描述，实现样品在时间间隔期间相对于光学腔的横向运动特别是整个横向运动以及腔长度在时间间隔期间的变化特别是腔长度的整个变化。为此，致动器系统被触发，特别是由控制电路触发，以移动样品载体和/或该对镜子中的至少一个镜子，特别是通过产生单个触发信号。
7、在横向运动期间和在腔长度变化期间，特别是在时间间隔期间，光被引入到光学腔中，或者换句话说，被发射到光学腔中，特别是通过例如由控制电路控制的光源。检测(特别是通过至少一个光学检测器)引入光的透射部分(特别是透射通过光学腔的部分)和/或引入光的反射部分(特别是从光学腔反射的部分)和/或引入光的散射部分(特别是从光学腔散射的部分)和/或响应于引入光从光学腔发射的光部分。根据检测到的透射部分和/或检测到的反射部分和/或散射部分和/或从光学腔发射的光部分来生成传感器数据集(特别是通过评估电路)，并且例如将其存储到例如存储设备或另一存储设备。
8、其中，特别地，根据横向运动和腔长度变化之间的时间同步来生成数据集。
9、在此和下文中，“光”可被理解为其包括可见范围、红外范围和/或紫外范围内的电磁波。因此，根据这一含义，表述“光学”可以理解为与光相关。
10、特别地，光源可被实现为激光光源，其包括例如一个或多个激光器，特别是红外激光器。激光光源可以例如配置成发射具有基本单频波长的光，该单频波长可以是例如但不一定是600nm和900nm之间的波长，例如780nm。
11、在替代实施方式中，光源可被实现为超连续光源或发光二极管led或超发光二极管sled。
12、特别地，当改变腔长度时，长度可被调节，使得引入光在时间间隔期间与光学腔谐振至少一次。
13、特别地，光学腔设计成形成至少一个稳定腔模式，其中腔长度可以变化，使得腔模式的中心波长等于在时间间隔期间的引入光的波长。换句话说，光学腔也可以表示为光学谐振器，其在时间间隔期间与光谐振至少一次。
14、腔长度的变化对应于相对镜子之间距离的变化。注意，改变腔长度并不一定意味着腔长度的绝对值是已知的。然而，绝对腔长度和/或腔模式波长的近似估计可能有利于定义用于改变相对镜子之间距离的相应开始和/或最终位置。
15、关于该对相对镜子中的第一和第二镜子的相应镜子表面的设计，不同的选择是可能的。例如，该对镜子中的至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于执行样品(8)的腔增强显微术的方法，其中，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述腔长度(L)的变化通过沿着所述光学腔(2)的纵向方向(z)改变所述一对镜子(2a、2b)之间的距离来实现。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述样品(8)相对于所述光学腔(2)的横向运动由所述样品载体(2b、9)沿着垂直于光学腔(2)的纵向方向(z)的第一横向方向(x)的预定序列横向位移(Δx)来定义，并且其中，所述描述包括该序列横向位移(Δx)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述序列横向位移(Δx)中的第一横向位移相关的第一腔长度变化曲线不同于与所述序列横向位移(Δx)中的第二横向位移相关的第二腔长度变化曲线。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
10.一种用于执行样品(8)的腔
11.根据权利要求10所述的光学传感器系统(1)，其中，所述一对镜子(2a、2b)中的第一镜子(2a)包括第一镜子表面，并且所述一对镜子中的第二镜子(2b)包括与第一镜子表面相对的第二镜子表面，并且
12.根据权利要求11所述的光学传感器系统(1)，其中，所述第一镜子表面由第一光纤(15b)的端面形成。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的光学传感器系统(1)，其中，所述第一镜子表面的曲率半径为至多100μm，优选为至多50μm。
14.根据权利要求10所述的光学传感器系统(1)，其中，所述第一镜子表面由第一光纤(15b)的端面形成，所述第二镜子表面由第二光纤的端面形成，其中，所述样品载体(9)布置在第一镜子表面和第二镜子表面之间。
15.根据权利要求12或14中任一项所述的光学传感器系统(1)，其中，所述光源(6)布置成将光(11)耦合到所述第一光纤(15b)中，以将光(11)引入到所述光学腔(2)中。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的光学传感器系统(1)，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种用于执行样品(8)的腔增强显微术的方法，其中，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述腔长度(l)的变化通过沿着所述光学腔(2)的纵向方向(z)改变所述一对镜子(2a、2b)之间的距离来实现。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述样品(8)相对于所述光学腔(2)的横向运动由所述样品载体(2b、9)沿着垂直于光学腔(2)的纵向方向(z)的第一横向方向(x)的预定序列横向位移(δx)来定义，并且其中，所述描述包括该序列横向位移(δx)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述序列横向位移(δx)中的第一横向位移相关的第一腔长度变化曲线不同于与所述序列横向位移(δx)中的第二横向位移相关的第二腔长度变化曲线。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
10.一种用于执行样品(8)的腔增强显微...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·休默，
申请(专利权)人：慕尼黑路德韦格马克西米利安斯大学，
类型：发明
国别省市：
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