已知的扫描共焦显微镜系统使用光学纤维将光传送到共焦扫描头。从光纤发出的照明可能不均匀并且在光纤中可能产生显著的光损耗。根据本发明专利技术，提供了一种组件，用于将来自光源的光束输入到扫描共焦显微镜系统的共焦扫描头中，其中该组件包括光束宽度调整器（６ａ，６ｂ）；用于控制光束路径的光束导向器（８，１０）；以及用于将光束导向在所述共焦扫描头的光输入中的预定点处的焦点的光束聚焦装置（１２）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及扫描共焦显微术，更具体地说，涉及将光入射到扫描共焦显微镜系统的共焦头中。
技术介绍
共焦显微镜通常用于观察半透明显微物体的内部细节，特别是在生物应用中，通 常采用荧光照明。这种显微镜的基本特征是利用穿过小孔聚焦的光来照射样本，并且结合 对穿过相同小孔返回的光的观察，结果是，检测到的光基本上与样本内该小孔的特定成像 平面相关，而不是与上方或下方的平面相关。这样能够在该样本内获得准确的深度分辨率。 通常，激光用于在小孔处提供非常紧密聚焦的强光束。如上所述，这样的系统给出了关于该样本中仅一个点的信息。然而，利用两个可选 的和全然不同的方法能够扩展这种原理，从而提供扩展的(extended)样本成像。在第一种 方法中，称作‘扫描光斑’，在感兴趣的区域上方对小孔进行光学扫描，并对返回的强度进行 记录，以便重建样本的成像。在第二种方法中，对许多小孔进行平行照明，以同时给出横过 感兴趣区域的信息。一种这样的构形是‘尼普科盘(Nipkow disk)’，其中将小孔设置在盘 中，然后使该盘旋转，以给出该区域的多次扫描覆盖。这种方法本身特别适合用于对活细胞 的高速成像，这是目前生物学中相当受关注的课题。然而，本专利技术与所有形式的共焦扫描有 关。已知的扫描共焦显微镜系统使用光学纤维来将来自于光源的照明光传输至共焦 扫描头。通常，来自许多不同光源的光同时或相继地被光学耦合到行进至共焦头的单根光 学纤维中。很多方法被用于将来自多光源的光耦合进入单根、单模的光纤内，但是，这些方 法往往效率低，并且存在困难，并涉及在各种光学部件之间的精细的对准。从单模光纤发出的光本质上是高斯光束。因此，照明围绕光纤的轴线集中，其强度 与离开中心轴线的角度成比例地下降。这样就导致了来自于扫描光斑系统或横过多点扫描 系统的视场的光斑的不均勻照明。一些共焦扫描头(例如Yokogawa CSU XI)试图通过包括光学系统来化解这种缺 点，该光学系统设计为横过视场均勻地重新分配照明。然而，这种光学系统的最佳使用需要 进入系统的照明位置方面的高精度。调整输入光纤端部的位置来实现这一点是困难的。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于将从光源发出的光束输入到扫描共焦显微镜系统的共焦扫 描头中的组件，其中该组件包括光束宽度调整器；用于控制光束路径的光束导向器；以及 用于将光束导向到在所述共焦扫描头的光输入中的预定点处的焦点的光束聚焦装置。因此，消除了对从照明系统到共焦头的光纤连接的需求。利用本专利技术的组件，容易 地实现了对进入共焦头的照明的准确控制，与光学纤维输入相比，促进了更为有效的照明 和更为均勻的照明。此外，还避免了与使用光学纤维相关的光损失。优选地，光束宽度调整器被布置成用于对发散光束进行准直。调整器可包括变焦 镜头装置，光束宽度能够通过改变变焦镜头装置的光学元件的间距而被调整。在一个优选实施例中，光束导向器包括两个可枢转地安装的反射镜，它们的枢转 轴线基本上彼此垂直，以允许沿两个正交的方向对光束的方向进行控制。在这里所描述的光输入组件可被提供用于与共焦扫描头结合或作为扫描共焦显 微镜系统的一部分。扫描共焦显微镜系统可布置成将从多个光源发出的光耦合到导入该组件的共同 光路径中。例如，与来自每个光源的光相关的波长范围可能不同。附图说明体现本专利技术的光输入组件将通过例子并结合附图来进行描述。在点2处，光束4从照明系统(未示出)发出。光束可由单个光源发射。可选择 的是，从多个光源发出的光可在照明系统中光束4的中心线所遵循的单一路径上耦合。然后光束4经变焦镜头装置6通过。该装置对光束4进行准直。从变焦镜头装置 发出的经准直的光束的宽度可以通过改变两个光学元件6a、6b (它们一起形成变焦镜头装 置)之间的间距而被调整。可以理解，各种光学装置都可用于提供合适的变焦镜头装置。在 图示实施例中，部件6a呈75mm直径正胶合消色差双透镜的形式，而部件6b为IOOm直径负 胶合单透镜。从变焦透镜装置发出的经准直的光束随后依次入射到两个反射镜8和10上。各 反射镜可枢转地安装，它们的枢转轴线基本上相互垂直以允许沿两个正交的方向对光束的 方向进行控制。这允许光束方向在空间上和在角度上(4个自由度)都被控制。光束随后被聚焦双透镜12导向到点14处的焦点。通过对各反射镜的定向以及变焦透镜构形进行适当调整，发射到共焦头中的光束 可以被优化到很好的程度。这里所提及的光入射方法比使用光学纤维从光学上更加有效。通常，光纤的传输 效率可在60% -80%的范围内，而本专利技术的组件可实现的效率可为90%或更高。可以理解，在这里所提及的透镜或光学元件包括多透镜组合使 用或基于相同目的 的多部件透镜的使用。权利要求一种组件，用于将来自光源的光束输入到扫描共焦显微镜系统的共焦扫描头中，其中所述组件包括-光束宽度调整器；-用于控制光束路径的光束导向器；以及-用于将光束导向到在所述共焦扫描头的光输入中的预定点处的焦点的光束聚焦装置。2.如权利要求1所述的组件，其中所述光束宽度调整器被布置成用于对发散光束进行准直。3.如权利要求1或权利要求2所述的组件，其中所述光束宽度调整器包括变焦镜头装 置，光束宽度能够通过改变变焦镜头装置的各光学元件的间距而被调整。4.如前述任一项权利要求所述的组件，其中所述光束导向器包括两个可枢转地安装的 反射镜，它们的枢转轴线基本上相互垂直，以允许沿两个正交的方向对光束的方向进行控 制。5.一种共焦扫描头，其与上述任一权利要求所述的组件进行结合。6.一种扫描共焦显微镜系统，其包括权利要求1-4中任一项所述的组件。7.如权利要求6所述的系统，包括多个光源，其中该系统被布置成将从每一光源发出 的光束耦合到通向该组件的公共光路径中。8.如权利要求5所述的扫描头，或者如权利要求6或7所述的系统，其是单点扫描类型。9.如权利要求5所述的扫描头，或者如权利要求6或7所述的系统，其是多点扫描类型。10.如权利要求9所述的扫描头或系统，其是旋转盘类型。全文摘要已知的扫描共焦显微镜系统使用光学纤维将光传送到共焦扫描头。从光纤发出的照明可能不均匀并且在光纤中可能产生显著的光损耗。根据本专利技术，提供了一种组件，用于将来自光源的光束输入到扫描共焦显微镜系统的共焦扫描头中，其中该组件包括光束宽度调整器(6a，6b)；用于控制光束路径的光束导向器(8，10)；以及用于将光束导向在所述共焦扫描头的光输入中的预定点处的焦点的光束聚焦装置(12)。文档编号G02B21/00GK101842732SQ200880114120 公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月27日 优先权日2007年10月30日专利技术者D·伍兹 申请人:珀金埃尔默新加坡私人有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组件，用于将来自光源的光束输入到扫描共焦显微镜系统的共焦扫描头中，其中所述组件包括：－光束宽度调整器；－用于控制光束路径的光束导向器；以及－用于将光束导向到在所述共焦扫描头的光输入中的预定点处的焦点的光束聚焦装置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D伍兹，
申请(专利权)人：珀金埃尔默新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]
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