[發(fā)明專利]用于衰減顯微鏡光束路徑中聲波的裝置和具有其的顯微鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310181178.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN103426426B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍爾格·比爾克;沃爾克·謝弗雷德;德克-奧立夫·費(fèi)雷爾;維什努·瓦爾丹·克里斯納馬查里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊卡微系統(tǒng)CMS有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G10K11/175
• 分類號(hào): G10K11/175;G02B21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于衰減顯微鏡的光束路徑中的聲波的裝置。另外，本發(fā)明涉及一種具有該裝置的顯微鏡。

背景技術(shù)

在顯微鏡特別是掃描顯微鏡中存在各種聲源，這些聲源大多通過顯微鏡的光束中的可移動(dòng)元件產(chǎn)生。聲發(fā)射在顯微鏡的操作過程中是有害的，一方面是關(guān)于使用顯微鏡的人，另一方面是關(guān)于由聲發(fā)射導(dǎo)致的震動(dòng)。

在掃描顯微術(shù)中，光束偏轉(zhuǎn)器件用于光束控制，特別地用于對(duì)掃描樣品的照明光進(jìn)行入耦合，例如，通過偏轉(zhuǎn)照明光束以迂回的方式逐行入耦合。從樣品返回的檢測光穿過光束偏轉(zhuǎn)器件并被引導(dǎo)至檢測器。

特別是使用驅(qū)動(dòng)移動(dòng)或被誘導(dǎo)以數(shù)千赫茲的頻率繞其自身旋轉(zhuǎn)軸振蕩的鏡子的共振電流計(jì)，在高偏轉(zhuǎn)率時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害的噪聲，尤其是由于來自可移動(dòng)部件的聲音。

在實(shí)際中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這里的基本問題。在這點(diǎn)上，可參考例如DE102004049437A1。其中在具有入窗口和/或出窗口的隔音外殼中定位可移動(dòng)布置的偏轉(zhuǎn)儀器。聲源最終被封裝，入窗口和/或出窗口被看作影響光束路徑(照明光束路徑和/或檢測光束路徑)的光學(xué)元件。

但是，由于其中必須的窗口在光學(xué)上是不期望的，故從DE102004049437A1中已知的封裝在實(shí)際應(yīng)用中是有問題的。這些窗口導(dǎo)致透光度低于100％，且在界面處產(chǎn)生相當(dāng)大的干涉。即使使用在任何情況下都必須存在于光束路徑中的光學(xué)部件(例如透鏡)作為窗口，對(duì)于在外殼中設(shè)置可移動(dòng)部件的隔音裝置的需要造成相當(dāng)大的局限。特別是可變部件，例如分束器滑塊，只能被極端困難地布置在密封外殼的內(nèi)部，但是理論上必須從外部可操作或可致動(dòng)。如果確實(shí)如此實(shí)施，設(shè)計(jì)費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。

發(fā)明內(nèi)容

在此時(shí)，需要指出的是，重要的是，基本消除由快速移動(dòng)部件在顯微鏡內(nèi)部引起的聲波。在掃描顯微鏡中使用的具有快速移動(dòng)、通常共振操作的偏轉(zhuǎn)儀器的光束偏轉(zhuǎn)器件，在此僅以示例的方式列舉和用于說明所請(qǐng)求保護(hù)的權(quán)利要求。部件(例如這種偏轉(zhuǎn)儀器)的移動(dòng)，特別是快速移動(dòng)，在任何情況下均導(dǎo)致不期望的聲發(fā)射。當(dāng)聲發(fā)射是由被激發(fā)而在數(shù)千赫茲范圍內(nèi)共振或非共振振蕩的部件引起的，聲發(fā)射被視為是特別有害的，如在掃描顯微鏡的常規(guī)情況下當(dāng)將鏡子用作偏轉(zhuǎn)儀器時(shí)。

本發(fā)明的基本目的是構(gòu)造和改進(jìn)樣本的裝置，使得顯微鏡的光束路徑中的有害的聲源的聲發(fā)射可以被有效地衰減而不影響光束路徑。還描述一種具有合適的裝置的相應(yīng)的顯微鏡。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于衰減顯微鏡的光束路徑中的聲波的裝置，具有用于封裝聲波發(fā)射元件的隔聲外殼，所述聲波發(fā)射元件優(yōu)選地為快速移動(dòng)或振蕩光束偏轉(zhuǎn)儀器，特別地為共振振蕩鏡，所述外殼包括至少一個(gè)光入開口/出開口(開口)，其中，所述外殼，優(yōu)選地所述外殼的開口配備和/或構(gòu)造為使從所述外殼出來的聲波通過相消干涉被大大消除而不影響光束。

本發(fā)明還提供了一種顯微鏡，特別是一種掃描顯微鏡，具有根據(jù)本發(fā)明的裝置。

根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是，發(fā)生在具有在光束路徑中快速移動(dòng)的部件的顯微鏡中的有害的聲波可以以巧妙的及驚人的簡單的方式通過以下事實(shí)被消除(但仍至少存在)：外殼，優(yōu)選地外殼的開口構(gòu)造為使得從外殼出來的聲波通過相消干涉被大大消除而不影響光束路徑。這與根據(jù)先前列舉的現(xiàn)有技術(shù)(根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)提供完全被動(dòng)的措施用于聲發(fā)射部件的封裝)形成對(duì)比。

關(guān)于本發(fā)明至關(guān)重要的是，關(guān)于隔聲的行為對(duì)光束不產(chǎn)生作用。光束可以無障礙地穿過外殼的開口，即使聲波由于干涉條件而被消除，至少非常顯著地被減少。

根據(jù)本發(fā)明聲波的消除或減少是可能的，特別是當(dāng)聲源為聲學(xué)上單頻的聲源(使得產(chǎn)生的聲波具有單一的頻率，可能帶有諧波)時(shí)，如在具有共振振蕩鏡的顯微鏡中的情況。原因是在這種情況下，產(chǎn)生的聲波基本具有共振振蕩頻率的頻率分量。

如在現(xiàn)有技術(shù)中的，設(shè)置隔聲外殼，下文稱為“外殼”，外殼包括用于光束入和/或出的至少一個(gè)開口。光入開口和/或光出開口以普通方式設(shè)置在外殼上，兩個(gè)開口均可以根據(jù)相同的(發(fā)明)原理(即使用相消干涉)相對(duì)于聲發(fā)射衰減。

具體地，如果開口由從外殼延伸出的管構(gòu)成使得聲波衰減沿著管的長度方向發(fā)生，則是有利的。

在特別有利的方式中，管裝備有從管在橫向上突出的至少一個(gè)管分支，使得管分支可以以盲孔的方式配備。管的長度有利地被選擇使得在管分支中傳播的以及在管分支的末端被反射的聲波相對(duì)于向前直行傳播的波發(fā)生180°的相變，以及因此與在管中向前直行傳播的波一起導(dǎo)致相消干涉。管分支的有效長度可以因此為聲波波長的四分之一或四分之一的奇數(shù)倍。