[發(fā)明專利]用于激光掃描器系統(tǒng)的光學布置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680006422.7
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN107209358B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 托馬斯·諾比斯;拉爾斯-克里斯汀·維蒂希
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司股份公司;卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/02
• 代理公司: 11332 北京品源專利代理有限公司
• 代理人: 王小衡;任慶威

本發(fā)明涉及用于激光掃描器系統(tǒng)的光學布置，其具有較短的總體長度。為此，例如，可以在第一透鏡組(62)和第二透鏡組(66)之間提供具有負焦距的第三透鏡組(64)。

激光掃描顯微鏡基本上都是光顯微鏡，其中聚焦激光光束掃描樣品。作為示例，能夠借助于激光光束進行這種掃描，激光光束在其通過光學布置被聚焦在樣品上或樣品中的激發(fā)點上之前被掃描器鏡水平地和/或垂直地偏轉。作為示例，然后被檢測的樣品中的熒光然后能夠通過具有激光光束的這種照射來激發(fā)。這種激光掃描顯微鏡(LSM)在顯微鏡檢查中是常見的，并且已經被建立為用于產生高分辨的光學截面的儀器。

激光掃描顯微鏡通常被實現為現有顯微鏡系統(tǒng)(其可以包括支架)的附件或配件。作為示例，這種系統(tǒng)使用寬視野顯微鏡的校正的中間圖像作為光學界面。在這種布置中，上述掃描器鏡布置在與采用的顯微鏡物鏡的出射光瞳共軛的平面中。

在具有高孔徑的顯微鏡物鏡的情況下，在這種情況下的這種出射光瞳位于物鏡的內部。因此，所謂的鏡筒透鏡或鏡筒透鏡布置和額外的掃描物鏡被用在用于對掃描器鏡或任何其他掃描器設備上的顯微鏡物鏡的出射光瞳進行成像的這樣的應用中。

圖1示意性地示出了這種光學布置的結構。

這里，10表示激光光束被聚焦到樣品上的位置。11表示顯微鏡物鏡，例如高孔徑顯微鏡物鏡，并且12表示顯微鏡物鏡11的出射光瞳。13表示所謂的鏡筒透鏡，14表示中間圖像，并且15表示掃描物鏡。特別地，鏡筒透鏡13能夠被布置在顯微鏡的鏡筒中。16表示位于到出射光瞳12的共軛平面中的掃描器鏡的位置。

作為示例，顯微鏡物鏡11能夠是具有十倍放大率的物鏡，并且出射光瞳12的直徑能夠為大約10mm。中間圖像14的場直徑可以是例如約20。作為示例，鏡筒透鏡13的焦距可以為大約165mm并且掃描物鏡15的焦距可以為大約50mm。

盡管圖1中的顯微鏡物鏡11、鏡筒透鏡13和掃描物鏡15在每種情況下被呈現為專用線，但是這些元件的每個可以包括一個或多個透鏡或者包括其他光學元件(例如衍射元件和/或鏡)。

在許多布置中，以下邊界條件適用于這種結構，其可用作具有顯微鏡物鏡11的現有顯微鏡的附件：

i)通常，出射光瞳12和鏡筒透鏡13之間的距離略小于鏡筒透鏡的焦距使得光束的上光束邊界至少大致平行于軸延伸并且使顯微鏡的鏡筒的內部直徑最小化。

ii)中間圖像14根據鏡筒透鏡13的焦距與鏡筒透鏡13間隔開，因為諸如顯微鏡物鏡11的顯微鏡物鏡通常被校正用于在無限遠處進行成像。

iii)中間圖像14和掃描物鏡15之間的距離大約等于掃描物鏡的焦距，因為被用于成像的激光光束通常從上游光學單元以準直的方式出現。然而，這種邊界條件不是強制性。

iv)掃描物鏡15與掃描器鏡16的位置之間的距離同樣大約等于掃描物鏡的焦距，因為中間圖像14中的光瞳方向基本上是遠心的。

v)掃描物鏡15的焦距由所采用的掃描器鏡的尺寸預定。特別地，鏡筒透鏡13與掃描物鏡15之間的焦距比形成用于對顯微鏡物鏡11的出射光瞳12上的掃描器鏡進行成像的成像尺度。對于緊湊的結構，優(yōu)選具有大傾斜角范圍的小掃描器鏡或其他掃描器設備，以縮短掃描物鏡15的焦距。

在其中激光掃描器系統(tǒng)被實現為現有顯微鏡支架的附件或配件的應用中，鏡筒透鏡13的焦距由支架預定，并且通常位于140mm與200mm之間。掃描器鏡的最小鏡尺寸通常位于2mm和4mm之間。作為其結果，在出射光瞳12和掃描器鏡之間的系統(tǒng)的總體長度相對較大，通常在300mm和500mm之間。