[發明專利]具有聲光設備的顯微鏡

有效

• 申請號: 201480059344.8
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105765437B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: V·塞弗里德;V·V·里那瑪查理
• 申請（專利權）人: 徠卡顯微系統復合顯微鏡有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B27/10;G01J3/12
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

本發明涉及一種具有聲光裝置(13)的顯微鏡，聲光裝置(13)通過特征為優選地可調頻率的機械波從多色和共線的探測光束(18)移除輻照光的在探針處被散射和/或反射的、并具有與頻率相關的輻照光波長的部分。顯微鏡的特征在于，傳播機械波的聲光裝置的晶體(30)、和機械波的傳播方向相對于射入晶體的探測光束定向，以使得聲光裝置使用機械波偏轉具有輻照波長和第一線偏振方向的探測光束部分、以及具有輻照波長和垂直于第一線偏振方向的第二線偏振方向的探測光束部分，并因此將它們從探測光束移除。

技術領域

本發明涉及具有聲光裝置的顯微鏡，聲光裝置利用特征為優選地可調頻率的機械波從多色和共線的探測光束移除輻照光的在樣本處散射和/或反射的、具有與頻率相關的輻照光波長的部分。

這種顯微鏡可以例如被實現為掃描顯微鏡以及特別地共焦掃描顯微鏡。

背景技術

在掃描顯微術中，利用光束輻照樣本以觀察從樣本發出的反射光或熒光。在可控光束偏轉設備的幫助下(一般通過傾斜兩個反射鏡)，輻照光束的焦點在樣本平面內移動；偏轉軸通常彼此垂直，以使得一個反射鏡在X方向上偏轉，而另一個反射鏡在Y方向上偏轉。例如在檢流計定位元件的幫助下進行反射鏡的傾斜。根據掃描光束的位置測量來自樣本的光的功率水平。定位元件通常裝配有用于確定當前反射鏡位置的傳感器。

特別地，在共焦掃描顯微術中，用光束的焦點在三個維度掃描樣本。共焦掃描顯微鏡通常包括光源、聚焦光學系統(光源的光通過聚焦光學系統聚焦在孔上，該孔被稱為“激發針孔”)、分束器、用于光束控制的光束偏轉設備、顯微光學系統、探測針孔、以及用于探測所探測的光或熒光的探測器。輻照光例如通過分束器耦合。

來自樣本的熒光通過光束偏轉設備行進回到分束器，通過分束器，然后被聚焦到探測針孔上，探測器位于探測針孔之后。不直接源于焦點區域的探測光采取不同的光路并且不通過探測針孔，因此獲得點信息項，從而通過樣本的順序掃描得到三維圖像。

在熒光顯微術中，輻照光的在樣本處反射的和在樣本處散射的部分必須從探測光移除以使得可以專門地探測熒光。在傳統顯微鏡中，二向色濾光器(構成所謂的“主分束器”)用于該目的。

代替這種分束器，也可以提供被配置為聲光組件的光學裝置以將至少一個光源的激發光耦合至顯微鏡并且阻擋在樣本處散射和反射的激發光或激發波長經由探測光束路徑離開來自樣本的光；這從例如德國申請DE199 06 757A1獲知。對于具有非常簡單的設計的可變配置，從該文獻可知的光學裝置的特征在于具有不同波長的激發光可以被光譜選擇元件阻擋。可替代地，這種光學裝置的特征在于光譜選擇元件對于要被阻擋的激發波長是可調節的。

這種聲光組件的操作方式大致基于輻照光和機械波的相互作用；使用一些聲光組件，例如AOTF，機械波必須具有非常特定的頻率以使得具有期望的輻照光波長的光恰好滿足布拉格(Bragg)條件。使用這些聲光組件，不滿足布拉格條件的光不會被機械波偏轉。如果具有多個波長的光被用作輻照樣本的輻照光，那么也必須同時生成多個不同的機械波。

聲光組件通常由所謂的聲光晶體構成，聲光晶體上安裝有電轉換器(在文獻中通常被稱為“換能器”)。轉換器通常包括壓電材料以及位于壓電材料之上的一個電極和位于壓電材料之下的一個電極。使用射頻(通常在30MHz和800MHz之間的范圍內)進行的電極的電激活使得壓電材料振動，從而聲音波(即聲波)可以出現，并且一旦產生，聲波就通過晶體。在通過光學相互作用區域之后，聲波通常在晶體的相對的一側被吸收或反射走。