JP2023527306A - レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法及びそのシステム - Google Patents
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- G01N2015/1438—Using two lasers in succession
Abstract
本開示の態様は、レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を含む。特定の実施形態による方法は、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成することと、出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを含む。レーザー、音響光学デバイス、撮像センサ、及び波形生成器、並びに主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を有するシステムもまた、記載される。
Description
光検出は、例えば、試料が疾患又は病態の診断に使用されるとき、試料（例えば、生体試料）の成分を特徴付けるためにしばしば使用される。試料が照射されると、光は、試料によって散乱され、試料を通して伝達されるだけでなく、試料によって（例えば、蛍光によって）放出され得る。形態、吸収率、及び蛍光標識の存在などの試料成分の変動は、試料によって散乱され、伝達され、又は放出される光の変動を引き起こし得る。これらの変動を定量化するために、光が集められ、検出器の表面に向けられる。
試料内の成分を特徴付けるために光検出を利用する１つの技術は、フローサイトメトリーである。検出された光から生成されたデータを使用して、成分の特性を記録することができ、所望の材料を選別することができる。フローサイトメータは、血液試料などの流体試料を受容するための試料リザーバ、及びシース流体を含有するシースリザーバを典型的には含む。
フローサイトメータは、シース流体をフローセルに方向付けながら、流体試料中の粒子（細胞を含む）をセルストリームとしてフローセルに移送する。フローセル内では、セルストリームの周りに液体シースが形成されて、セルストリームに実質的に均一な速度を付与する。フローセルは、ストリーム内の細胞を、フローセル内の光源の中心を通過するように流体力学的に絞り込む。光源からの光は、散乱として、若しくは透過分光法によって検出され得るか、又は試料内の１つ以上の成分によって吸収され、発光として再放出され得る。
本開示の態様は、レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を含む。特定の実施形態による方法は、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成することと、出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを含む。レーザー、音響光学デバイス、撮像センサ、及び波形生成器、並びに主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を有するシステムもまた、記載される。
主題の方法を実践する際に、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータは、出力レーザービームの強度を変調するように調節される。いくつかの実施形態では、方法は、音響光学デバイスに入力される１つ以上のトーンを調節することを含む。いくつかの事例では、トーンの振幅が調節される。他の事例では、トーンの周波数が調節される。特定の事例では、音響光学デバイスに入力されるトーンの各々は、正弦波の和から形成され、方法は、各入力されるトーンの正弦波の１つ以上のパラメータを調節することを含む。例えば、各入力されるトーンについて、正弦波の周波数又は振幅が調節され得る。
特定の実施形態では、方法は、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することとを含む。いくつかの事例では、方法は、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、各判定された振幅を所定の閾値強度と比較することとを含む。特定の事例では、方法は、所定の閾値強度未満であると判定される角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節することを含む。角度偏向レーザービームの強度が所定の閾値強度未満であると判定される場合、方法は、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの周波数又は振幅を調節することを含み得る。
いくつかの実施形態では、方法は、出力レーザービームの水平軸にわたる複数の角度偏向光ビームの強度プロファイルを判定することを含む。いくつかの実施形態では、強度プロファイルは、光検出器で判定される。特定の実施形態では、出力レーザービームの画像は、撮像センサ又はビームカメラなどでキャプチャされる。いくつかの事例では、出力レーザービームのキャプチャされた画像などから、強度プロファイルのプロットが生成される。特定の事例では、方法は、出力レーザービーム強度プロファイルプロットに所定の閾値を適用することと、適用された所定の閾値を下回る角度偏向ビームを識別することとを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することを含む。いくつかの事例では、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータは、一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するために十分な方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上について調節される。特定の事例では、入力される波形の１つ以上のパラメータは、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される。他の事例では、入力される波形の１つ以上のパラメータは、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される。実施形態では、水平軸に沿った角度偏向レーザービームの各々は、空間的に分離される。いくつかの事例では、各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する。
本開示の態様は、また、レーザービームの強度プロファイルを変調するためのシステムを含み、主題のシステム（例えば、粒子分析器）は、レーザーと、音響光学デバイス（例えば、音響光学偏向器）と、光検出器と、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するように音響光学デバイスに波形を入力するように構成された波形生成器と、プロセッサを有するコントローラとを含んでおり、プロセッサは、命令を有する、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、光検出器で水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを行わせる。
いくつかの実施形態では、光検出器は、撮像センサ又はカメラであり、メモリは、出力レーザービームの画像をキャプチャし、かつ出力レーザービームのキャプチャされた画像に基づいて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するための命令を含む。いくつかの事例では、メモリは、出力レーザービームの水平軸にわたる複数の角度偏向光ビームの強度プロファイルプロットを生成するための命令を含む。特定の事例では、メモリは、出力レーザービームのキャプチャされた画像に基づいて強度プロファイルプロットを生成するための命令を含む。いくつかの実施形態では、メモリは、生成された出力レーザービーム強度プロファイルプロットに所定の閾値を適用し、かつ適用された所定の閾値を下回る角度偏向ビームを識別するための命令を含む。
主題のシステムは、レーザーによって照射されると、複数の角度偏向レーザービームを生成するように波形を音響光学デバイスに入力するための波形生成器を含む。いくつかの実施形態では、波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である。特定の実施形態では、波形生成器は、局部発振器ビーム及び複数の高周波コームビームを生成するように音響光学デバイスに波形を入力するように構成されている。いくつかの事例では、複数の高周波コームビームは、空間的に分離される。特定の事例では、各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する。
実施形態では、波形の１つ以上のパラメータが、出力レーザービームの強度を変調するために波形生成器で調節される。いくつかの実施形態では、波形生成器は、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のトーンを調節するように構成されている。いくつかの事例では、波形生成器は、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの振幅を調節するように構成されている。他の事例では、波形生成器は、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの周波数を調節するように構成されている。
いくつかの実施形態では、波形生成器は、レーザー照射された音響光学デバイスによって生成される各角度偏向レーザービームについて、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するように構成されている。特定の実施形態では、システムは、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定し、かつ角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するように構成されている。いくつかの事例では、システムは、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定し、かつ各判定された振幅を所定の閾値強度と比較するように構成されている。特定の事例では、波形生成器は、所定の閾値強度未満であると判定される角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節するように構成されている。角度偏向レーザービームの強度が所定の閾値強度未満であると判定される場合、波形生成器は、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの周波数又は振幅を調節するように構成され得る。
特定の実施形態では、システムは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように構成されている。いくつかの事例では、波形生成器は、一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するために十分な方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上について、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節するように構成されている。特定の事例では、波形生成器は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成する。他の事例では、波形生成器は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成する。いくつかの実施形態では、波形生成器は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、トップハットビームプロファイルを有する出力レーザービームを生成する。
本開示の態様は、また、主題のシステムにおけるレーザーの出力強度プロファイルを変調するための非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。特定の実施形態による非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムと、キャプチャされた画像から水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムとを有する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令を含む。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のトーンを調節するためのアルゴリズムを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、トーンの振幅を調節するためのアルゴリズムを含む。他の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、トーンの周波数を調節するためのアルゴリズムを含む。特定の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定するためのアルゴリズムと、角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するためのアルゴリズムとを含む。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定するためのアルゴリズムと、各判定された振幅を所定の閾値強度と比較するためのアルゴリズムとを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、所定の閾値強度を下回る強度を有する角度偏向レーザービームを識別するためのアルゴリズムを含む。特定の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、所定の閾値強度未満であると判定される角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節するためのアルゴリズムを含む。例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、角度偏向レーザービームの各々について、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの周波数又は振幅を調節するためのアルゴリズムを含み得る。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームの水平軸にわたる複数の角度偏向光ビームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、光検出器からのデータ信号に基づいて強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムを含む。他の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、撮像センサ又はビームカメラなどで出力レーザービームの画像をキャプチャするためのアルゴリズムを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、強度プロファイルのプロットを生成するためのアルゴリズムを含む。特定の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービーム強度プロファイルプロットに所定の閾値を適用するためのアルゴリズムと、適用された所定の閾値を下回る角度偏向ビームを識別するためのアルゴリズムとを含む。
特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上について、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節するためのアルゴリズムと、一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムとを含む。特定の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む。他の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む。
本発明は、添付の図面と併せて読み取るときに、以下の詳細な説明から最もよく理解することができる。図面には、以下の図が含まれる。
本開示の態様は、レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を含む。特定の実施形態による方法は、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成することと、出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを含む。レーザー、音響光学デバイス、撮像センサ、及び波形生成器、並びに主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を有するシステムもまた、記載される。
本発明がより詳細に説明される前に、本発明は、説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、したがって、もちろん、変化し得ることが理解されるべきである。また、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることになるため、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためのものであり、限定することが意図されるものではないことも理解されるべきである。
値の範囲が提供される場合、文脈が明確に別段の指示をしない限り、その範囲の上限と下限との間の、下限の単位の１０分の１までの各中間値、及びこの記載の範囲内の任意の他の記載される値又は中間値が本発明に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、個別により小さい範囲に含まれてもよく、記載の範囲において任意の具体的に除外された限界に従って、同様に本発明に包含される。記載された範囲が限界の一方又は両方を含む場合、それらの含まれる限界のいずれか又は両方を除外する範囲も、同様に本発明に含まれる。
本明細書では、数値の前に「約」という用語が付けられて、特定の範囲が提示される。本明細書では、「約」という用語は、それが先行する正確な数、及びその用語が先行する数に近い、又は近似する数について文字通りの支持を提供するために使用される。ある数が具体的に列挙された数に近いか、又は近似するか否かを判定するとき、その近い又は近似する列挙されない数は、それが提示されている文脈において、具体的に列挙されている数の実質的な等価物を提供する数であり得る。
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似又は同等の任意の方法及び材料もまた、本発明の実施又は試験にも使用され得るが、代表的で例示的な方法及び材料が、以下に記載される。
本明細書で引用される全ての刊行物及び特許は、あたかも各個々の刊行物又は特許が参照によって組み込まれるように具体的かつ個々に示されているかのように、参照によって本明細書に組み込まれ、参照によって本明細書に組み込まれることによって、それらの刊行物が引用される関連した方法及び／又は材料を開示及び記載する。いかなる刊行物の引用も、出願日以前のその開示に関するものであり、本発明が、先行発明を理由に、そのような刊行物に先行する権利がないことを認めるものと解釈されるべきではない。更に、提供された公開日は、実際の公開日とは異なる場合があり、個別に確認される必要がある場合がある。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途文脈が明確に指示しない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。特許請求の範囲は、あらゆる任意選択的要素を除外するように起草され得ることに更に留意されたい。したがって、この記述は、特許請求要素の列挙に関連した「もっぱら（ｓｏｌｅｌｙ）」及び「のみ（ｏｎｌｙ）」などの排他的用語の使用のための、又は「消極的な」限定の使用のための先行詞として機能することが意図される。
本開示を読むと当業者には明らかであるように、本明細書に記載及び例証される別個の実施形態の各々は、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離され得るか、又はこれらと組み合わされ得る別個の構成要素及び特徴を有する。任意の列挙された方法は、列挙された事象の順序、又は論理的に可能な任意の他の順序で実行され得る。
装置及び方法は、機能的な説明を伴う文法的流動性のために記載されている、又は記載されるが、特許請求の範囲は、米国特許法第１１２条下で明示的に策定されない限り、「手段」又は「ステップ」制限の構築によって必ずしも制限されるものと解釈されるべきではなく、同等物の法制定基礎原則の下で特許請求の範囲によって提供される定義の意味及び同等物の完全な範囲を付与されるべきであり、特許請求の範囲が米国特許法第１１２条下で明示的に策定される場合、米国特許法第１１２条下で完全な法定同等物が付与されるべきであることを明示的に理解されたい。
上記にまとめたように、本開示は、レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を提供する。本開示の実施形態の更なる記載において、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームの強度プロファイルを判定し、かつ水平軸に沿って強度プロファイルを変調するための方法が、最初に、より詳細に記載される。次に、レーザー、音響光学デバイス、レーザービーム検出器、波形生成器、及び音響光学デバイスに入力される波形パラメータを調節するためのコントローラを有する、主題の方法を実践するためのシステムもまた記載される。主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体、及び主題のシステムの１つ以上の構成要素を有するキットもまた提供される。
角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを変調するための方法
本開示の態様は、（例えば、フローストリーム中の試料を照射するための）複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を含む。実施形態による方法を実践する際に、音響光学デバイスは、レーザーで照射されて、複数の角度偏向レーザービームを生成し、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定し、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成する。以下により詳細に記載されるように、各角度偏向レーザービームは、波形生成器から音響光学デバイスに入力される波形に基づいて生成される。各角度偏向レーザービームの強度を変調するために、入力される波形の１つ以上のパラメータは、本明細書に記載されるように調節され得る。「角度偏向レーザービーム」という用語は、本明細書では、適用された高周波駆動信号によって生成される、音響光学デバイス内の音響波の相互作用を介して生成されるレーザービームを指すためにその従来の意味で使用され、レーザーからの光ビームは、光学周波数のシフト及び伝播角の偏向を有する１つ以上のビームレットを生成する。
本開示の態様は、（例えば、フローストリーム中の試料を照射するための）複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法を含む。実施形態による方法を実践する際に、音響光学デバイスは、レーザーで照射されて、複数の角度偏向レーザービームを生成し、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定し、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成する。以下により詳細に記載されるように、各角度偏向レーザービームは、波形生成器から音響光学デバイスに入力される波形に基づいて生成される。各角度偏向レーザービームの強度を変調するために、入力される波形の１つ以上のパラメータは、本明細書に記載されるように調節され得る。「角度偏向レーザービーム」という用語は、本明細書では、適用された高周波駆動信号によって生成される、音響光学デバイス内の音響波の相互作用を介して生成されるレーザービームを指すためにその従来の意味で使用され、レーザーからの光ビームは、光学周波数のシフト及び伝播角の偏向を有する１つ以上のビームレットを生成する。
実施形態では、方法は、音響光学デバイスをレーザーで照射することを含む。対象のレーザーには、パルスレーザー又は連続波レーザーが含まれ得る。主題の方法で使用されるレーザーのタイプ及び数は、相違し得、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンレーザー、クリプトンレーザー、キセノンレーザー、窒素レーザー、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザー、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザー、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー、キセノンフッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザー、又はそれらの組み合わせなどのガスレーザーであり得る。他の事例では、方法は、スチルベン、クマリン、又はローダミンレーザーなどの色素レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、ヘリウム－カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザー、ヘリウム－水銀（ＨｅＨｇ）レーザー、ヘリウム－セレン（ＨｅＳｅ）レーザー、ヘリウム－銀（ＨｅＡｇ）レーザー、ストロンチウムレーザー、ネオン－銅（ＮｅＣｕ）レーザー、銅レーザー、又は金レーザー、及びそれらの組み合わせなどの金属蒸気レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、ルビーレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＮｄＣｒＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、Ｎｄ：ＹＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３レーザー、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザー、チタンサファイアレーザー、ツリウムＹＡＧレーザー、イッテルビウムＹＡＧレーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、又はセリウムドープレーザー、及びそれらの組み合わせなどの固体レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、半導体ダイオードレーザー、光励起半導体レーザー（ＯＰＳＬ）、又は上述のレーザーのいずれかの周波数２倍若しくは周波数３倍実装を含む。
出力レーザービームで生成される（例えば、フローストリーム中の試料を照射する際に使用するための）光の所望の波長に応じて、レーザーは、例えば、２５０ｎｍ～１２５０ｎｍ、例えば、３００ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば、３５０ｎｍ～９００ｎｍ、及び４００ｎｍ～８００ｎｍを含めて、２００ｎｍ～１５００ｎｍで相違する特定の波長を有し得る。音響光学デバイスは、例えば、２つ以上のレーザー、例えば、３つ以上のレーザー、例えば、４つ以上のレーザー、例えば、５つ以上のレーザー、及び１０個以上のレーザーを含めて、１つ以上のレーザーで照射され得る。レーザーは、いくつかのタイプのレーザーの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、この方法は、音響光学デバイスを、１つ以上のガスレーザー、１つ以上の色素レーザー、及び１つ以上の固体レーザーを有するアレイなどの、レーザーアレイで照射することを含む。
２つ以上のレーザーが採用される場合、音響光学デバイスは、同時に若しくは順次に、又はそれらの組み合わせでレーザーで照射され得る。例えば、音響光学デバイスは、レーザーの各々で同時に照射され得る。他の実施形態では、音響光学デバイスは、レーザーの各々で順次に照射される。音響光学デバイスを順次に照射するための２つ以上のレーザーが採用される場合、各レーザーが音響光学デバイスを照射する時間は、例えば、０．０１マイクロ秒以上、例えば、０．１マイクロ秒以上、例えば、１マイクロ秒以上、例えば、５マイクロ秒以上、例えば、１０マイクロ秒以上、例えば、３０マイクロ秒以上、及び６０マイクロ秒以上を含めて、個別に０．００１マイクロ秒以上であり得る。例えば、方法は、例えば、０．０１マイクロ秒～７５マイクロ秒、例えば、０．１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば、１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び５マイクロ秒～１０マイクロ秒を含めて、０．００１マイクロ秒～１００マイクロ秒の範囲の持続時間の間、音響光学デバイスをレーザーで照射することを含み得る。音響光学デバイスが２つ以上のレーザーで順次に照射される実施形態では、音響光学デバイスが各レーザーによって照射される持続時間は、同じであっても異なってもよい。
各レーザーによる照射間の期間も、また、所望に応じて、例えば、０．０１マイクロ秒以上、例えば、０．１マイクロ秒以上、例えば、１マイクロ秒以上、例えば、５マイクロ秒以上、例えば、１０マイクロ秒以上まで、例えば、１５マイクロ秒以上まで、例えば、３０マイクロ秒以上まで、及び６０マイクロ秒以上を含めて、０．００１マイクロ秒以上の遅延によって個別に分離して、相違し得る。例えば、各光源による照射間の期間は、例えば、０．０１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば、０．１マイクロ秒～３５マイクロ秒、例えば、１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び５マイクロ秒～１０マイクロ秒を含めて、０．００１マイクロ秒～６０マイクロ秒の範囲であり得る。特定の実施形態では、各レーザーによる照射間の期間は、１０マイクロ秒である。音響光学デバイスが２つを超える（すなわち、３つ以上の）レーザーによって順次に照射される実施形態では、各レーザーによる照射間の遅延は、同じであっても異なってもよい。
音響光学デバイスは、連続的に、又は離散的な間隔で照射され得る。いくつかの事例では、方法は、音響光学デバイスをレーザーで連続的に照射することを含む。他の事例では、音響光学デバイスは、例えば、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎の照射を含めて、離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で、レーザーで照射される。
レーザーに応じて、音響光学デバイスは、例えば、０．０１ｍｍ以上、例えば、０．０５ｍｍ以上、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば、０．５ｍｍ以上、例えば、１ｍｍ以上、例えば、２．５ｍｍ以上、例えば、５ｍｍ以上、例えば、１０ｍｍ以上、例えば、１５ｍｍ以上、例えば、２５ｍｍ以上、及び５０ｍｍ以上を含めて、相違する距離から照射され得る。また、照射角度も、また、例えば、１５°～８５°、例えば、２０°～８０°、例えば、２５°～７５°、及び、例えば、９０°の角度で、３０°～６０°を含めて、１０°～９０°の範囲で相違し得る。
本開示による方法は、各角度偏向レーザービームの波形生成器（例えば、任意波形生成器）からの波形を音響光学デバイスに入力して、出力レーザービームの複数の角度偏向レーザービームを生成することを含む。主題の方法を実践する際に、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、１５個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の波形を音響光学デバイスに入力することを含めて、出力ビーム中の各角度偏向レーザービームについて、１つ以上の波形が生成され、音響光学デバイスに入力され得る。いくつかの実施形態では、入力される波形は、例えば、２つ以上のトーン、例えば、３つ以上のトーン、例えば、４つ以上のトーン、例えば、５つ以上のトーン、及び１０個以上のトーンを含む、１つ以上のトーンを含む。各トーンは、特定の事例では、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、１００個以上、及び各トーンが５００個以上の別異の正弦波の和である場合を含めて、２つ以上の別異の正弦波の和などの別異の正弦波の和である。
いくつかの実施形態では、入力された波形によって生成された角度偏向レーザービームは、各々、波形のトーンの振幅に基づく強度を有する。いくつかの実施形態では、音響光学デバイスに入力される波形のトーンは、個別に各々、実質的に同じ振幅を有し、例えば、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの振幅は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いに相違する。いくつかの実施形態では、各トーンを形成する正弦波は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけトーン間で相違する振幅を有する。
主題の方法を実践する際に、出力レーザービームの強度プロファイルが、水平軸に沿って判定される。出力レーザービームの強度プロファイルは、光検出器のタイプの中でも、走査スリットプロファイラ、電荷結合素子（ＣＣＤ、例えば、増感型電荷結合素子（ＩＣＣＤ））、位置決めセンサ、電力センサ（例えば、サーモパイル電力センサ）、光学電力センサ、エネルギーメータ、デジタルレーザー光度計、レーザーダイオード検出器を含むがこれらに限定されない、任意の便利なプロトコルで測定され得る。いくつかの事例では、出力光ビームの強度プロファイルを判定するために、各出力レーザー光ビームの相対強度は、出力光ビームの（直交する水平軸に沿って）光軸からの距離の関数としてプロットされて、照射点における強度プロファイルを判定する。特定の実施形態では、光軸から所定の距離での相対強度の偏差は、出力光ビームのビームプロファイルが、水平軸に沿って各縁部から中心に実質的に一定の強度を呈するか否かを判定するために計算される。他の実施形態では、相対強度の偏差は、出力光ビームのビームプロファイルの水平軸全体にわたって計算されて、出力光ビームが縁部から中心に実質的に一定の強度を呈するか否かを判定する。
いくつかの実施形態では、出力レーザービームの強度プロファイルは、出力レーザービームの画像をキャプチャすることによって判定される。例えば、方法は、出力レーザービームの、例えば、３つ以上の画像、例えば、４つ以上の画像、例えば、５つ以上の画像、例えば、６つ以上の画像、例えば、７つ以上の画像、例えば、８つ以上の画像、例えば、９つ以上の画像、例えば、１０個以上の画像、例えば、２５個以上の画像、例えば、５０個以上の画像、及び１００個以上の画像をキャプチャして、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定することを含めて、出力レーザービームの２つ以上の画像をキャプチャして、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定することを含み得る。２つ以上の画像がキャプチャされる場合、複数の画像が、デジタル画像処理アルゴリズムを有するプロセッサによってまとめて自動的にスティッチングされてもよい。
出力レーザービームの画像は、電荷結合素子、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又はＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）画像センサを含むが、これらに限定されない、光学画像をキャプチャし、電子データ信号に変換することが可能な任意の好適なデバイスでキャプチャされてもよい。いくつかの実施形態では、撮像センサは、ＣＣＤカメラである。例えば、カメラは、ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）カメラ又は増感型ＣＣＤ（ＩＣＣＤ）カメラであってもよい。他の実施形態では、撮像センサは、ＣＭＯＳ型カメラである。
出力レーザービームの画像は、１つ以上の撮像センサでキャプチャされ得る。いくつかの実施形態では、出力レーザービームの強度プロファイルは、例えば、２つ以上の撮像センサ、例えば、３つ以上の撮像センサ、例えば、４つ以上の撮像センサ、及び５つ以上の撮像センサを含む、撮像センサの組み合わせでキャプチャされる。２つ以上の撮像センサが採用される場合、出力レーザービームの画像は、同時に若しくは順次に、又はそれらの組み合わせで、撮像センサでキャプチャされ得る。例えば、出力レーザービームの画像が２つの撮像センサでキャプチャされる場合、主題の方法は、両方の撮像センサで出力レーザービームの強度プロファイルの画像を同時にキャプチャすることを含み得る。他の実施形態では、方法は、２つの撮像センサで出力レーザービームの画像を順次にキャプチャすることを含む。出力レーザービームの画像が順次にキャプチャされる場合、撮像センサによってキャプチャされる画像間の時間は、例えば、０．０１秒以上、例えば、０．１秒以上、例えば、１秒以上、例えば、５秒以上、例えば、１０秒以上、例えば、３０秒以上、及び６０秒以上を含めて、個別に、０．００１秒以上であり得る。出力レーザービームの画像が２つ以上の撮像センサによって順次にキャプチャされる実施形態では、各画像キャプチャ間の持続時間は、同じであっても異なってもよい。
出力レーザービームの画像は、連続的に、又は離散的な間隔でキャプチャされ得る。いくつかの事例では、方法は、画像を連続的にキャプチャすることを含む。他の事例では、方法は、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎を含めて、フローストリームの画像をキャプチャするなどの離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で画像をキャプチャすることを含む。
いくつかの実施形態では、出力レーザービームの強度プロファイルを判定することは、水平軸に沿った複数の角度偏向レーザービームの強度プロファイルプロットを生成することを含む。強度プロファイルプロットを生成する際に、方法は、各角度偏向レーザービームからの強度値を判定することと、水平軸に沿って角度偏向レーザービームの位置に対して各強度値をプロットすることとを含み得る。いくつかの事例では、強度値は、水平軸に沿った角度偏向レーザービームの振幅に基づいて判定される。他の事例では、強度値は、出力レーザービームのキャプチャされた画像中の各角度偏向レーザービームによって生成される画素の明るさに基づいて判定される。いくつかの実施形態では、強度プロファイルプロットにプロットされる各強度値は、出力レーザービームの単一の測定値に基づく。他の実施形態では、強度プロファイルプロットにプロットされる各強度値は、所定の照射期間にわたる各角度偏向レーザービームの平均強度に基づく。例えば、水平軸に沿った各角度偏向レーザービームについて判定される強度値は、各角度偏向レーザービームの強度の、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の測定値から判定される平均強度を含む、２つ以上の測定値の平均強度であり得る。
図１Ａは、特定の実施形態による、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームの強度プロファイルプロットを生成することを示す。出力レーザービームの画像１００が、撮像センサでキャプチャされ、水平軸に沿った位置に基づいて各角度偏向レーザービームの強度がプロットされて、プロファイルプロット１０１が生成される。画像１００では、各位置における画像中の各画素の明るさを使用して、出力レーザービーム強度プロファイルプロット１０１上の角度偏向レーザービームの強度を判定する。
特定の実施形態では、方法は、出力レーザービームの強度プロファイルを評価すること（例えば、以下により詳細に記載されるように、人間又はコンピュータ実装プロトコルによって）と、１つ以上の調節を識別して、所望の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを含み得る。出力レーザービーム中の角度偏向レーザービームの数に応じて、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度が調節される場合を含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度が調節され得る。
いくつかの実施形態では、方法は、例えば、３つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、４つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、５つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、６つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、７つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、８つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、９つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、１０個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、２５個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、５０個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、及び１００個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合を含む、出力レーザービーム中の２つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有するような方法で、１つ以上の角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、出力レーザービームの複数の角度偏向レーザービームが、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．５％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、例えば、０．０１％以下だけ、及び０．００１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違する強度を有するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節することを含む。特定の実施形態では、方法は、出力レーザービームが水平軸に沿ってトップハットビームプロファイルを呈するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節することを含む。「トップハット」という用語は、本明細書では、その従来の意味で、照射ビームの光軸に直交する１つ以上の軸に沿ってほぼ均一な流量（エネルギー密度）を有する照射ビーム（例えば、光）を指すために使用される。実施形態では、トップハット強度プロファイルを有する出力光ビームは、水平軸に沿って各縁部から中心への相対強度における偏差がほとんど又は全く呈されず、対象のトップハット強度プロファイルを有する光ビームは、水平軸に沿った縁部における強度の９５％～９９．９％である、中心における強度を有し、例えば、水平軸に沿った縁部における強度の９８％～９９％を含む、９６％～９９．５％である。
いくつかの事例では、方法は、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に増加させることを含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に増加させることを含む。他の事例では、方法は、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に減少させることを含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に減少させることを含む。
図１Ｂは、特定の実施形態による、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節して、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することを示す。出力レーザービームの画像１００が、撮像センサでキャプチャされ、水平軸に沿った位置に基づいて各角度偏向レーザービームの強度がプロットされて、プロファイルプロット１０１が生成される。生成された強度プロファイルプロットに基づいて、出力レーザービーム中の複数の角度偏向レーザービームの強度を増加させる（１０３）。複数の角度偏向レーザービームの強度を調節した後、出力レーザービームの第２の画像１０２がキャプチャされ、調節された出力レーザービーム１０４の強度プロファイルプロットが生成される。以下により詳細に記載されるように、各角度偏向レーザービームの強度は、水平軸に沿って出力レーザービーム中の角度偏向レーザービームの位置を識別することによって（キャプチャされた画像によって、又は強度プロファイルプロットによってのいずれか）調節され、音響光学デバイスに入力される波形の調節が行われる。
主題の方法を実践する際に、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節するために、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータが調節され得る。いくつかの実施形態では、強度の増加又は減少が所望される各角度偏向レーザービームが識別され、識別された各角度偏向レーザービームについて入力される波形の、例えば、２つ以上のパラメータ、例えば、３つ以上のパラメータ、例えば、４つ以上のパラメータ、例えば、５つ以上のパラメータ、例えば、６つ以上のパラメータ、例えば、７つ以上のパラメータ、例えば、８つ以上のパラメータ、例えば、９つ以上のパラメータ、例えば、１０個以上のパラメータ、例えば、２５個以上のパラメータ、例えば、５０個以上のパラメータを調節すること、及び１００個以上のパラメータを調節することを含めて、識別された各角度偏向レーザービームについての波形の１つ以上のパラメータが調節される。
いくつかの事例では、方法は、例えば、２つ以上のトーン、例えば、３つ以上のトーン、例えば、４つ以上のトーン、例えば、５つ以上のトーン、及び１０個以上のトーンを含む、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形の１つ以上のトーンを調節することを含む。いくつかの事例では、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンのうちの１つ以上を調節することは、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形の各トーンの正弦波のうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、１５個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上を調節すること、及び１００個以上を調節することを含めて、その総和が各トーンを構成する別異の正弦波のうちの１つ以上を調節することを含む。
トーンが調節される場合、特定の実施形態による方法は、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの振幅を調節することを含む。いくつかの事例では、入力される波形のトーンの振幅を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ増加させることを含めて、入力される波形のトーンの振幅を５％以上だけ増加させ得る。いくつかの事例では、入力される波形のトーンの振幅を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ減少させることを含めて、入力される波形のトーンの振幅を５％以上だけ減少させ得る。
他の実施形態では、方法は、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの周波数を調節することを含む。いくつかの事例では、入力される波形のトーンの周波数を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ増加させることを含めて、入力される波形のトーンの周波数を、５％以上だけ増加させ得る。他の事例では、入力される波形のトーンの周波数を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ減少させることを含めて、入力される波形のトーンの振幅を５％以上だけ減少させ得る。
特定の実施形態では、方法は、各角度偏向レーザービームについて音響光学デバイスに入力される波形のトーンを、実質的に同じ振幅を有するように調節することを含み、例えば、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの振幅は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。
いくつかの実施形態では、方法は、各トーンを形成する正弦波を、実質的に同じ振幅を有するように調節することを含み、例えば、各トーンの正弦波の振幅は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。他の実施形態では、方法は、各トーンを形成する正弦波を、実質的に同じ周波数を有するように調節することを含み、例えば、各トーンの正弦波の周波数は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。
実施形態では、入力される波形の調節は、例えば、判定された出力レーザービーム強度プロファイル（例えば、出力レーザービームのキャプチャされた画像からの）に基づいて、所望に応じて１回以上繰り返され得る。いくつかの実施形態では、方法は、角度偏向レーザービームのために音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと、調節された入力される波形によって生成された出力レーザービーム強度プロファイルを判定することとを含む。これらの実施形態では、方法は、入力される波形を、１つ以上の後続の回数、例えば、２回以上、例えば、３回以上、例えば、４回以上、例えば、５回以上調節することを含み、角度偏向レーザービームのために音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと、調節された入力される波形によって生成される出力レーザービーム強度プロファイルを１０回以上判定することとを更に含み得る。
図２は、特定の実施形態による、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームの強度プロファイルを変調するためのフローチャートを示す。ステップ２０１において、音響光学デバイス（例えば、音響光学変調器）は、レーザーで照射されて、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成する。複数の角度偏向レーザービームを生成するために、角度偏向レーザービームの各々の波形が、波形生成器から音響光学デバイスに入力される。水平軸に沿った出力レーザービームのビームプロファイルの画像が、ステップ２０２においてキャプチャされる。いくつかの事例では、キャプチャされた画像中の各位置における画素の明るさは、強度プロファイル中の角度偏向レーザービームの強度に対応する。ステップ２０３において、図１Ａ及び図１Ｂに示される強度プロファイルプロットを生成することなどによって、出力レーザービームの強度プロファイルが判定される。ステップ２０２において生成されたキャプチャされた画像及びステップ２０３において生成された強度プロファイルプロットのうちの１つ以上に基づいて、角度偏向レーザービームへの１つ以上の調節が、ステップ２０４において判定される。識別された角度偏向レーザービームの強度を調節するために、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータが、各角度偏向レーザービームについて調節される。いくつかの事例では、入力される波形の１つ以上のトーンが、入力される波形のトーンの振幅を増加又は減少させることなどによって、調節される。出力レーザービームの第２の画像が、ステップ２０５においてキャプチャされて、画像を生成し、変調されたレーザービームの強度プロファイルをステップ２０６において判定し得る（すなわち、１つ以上の入力される波形の調節後）。
実施形態では、出力レーザービーム中の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される。音響光学デバイスに入力される波形と出力レーザービームの所望の照射プロファイルとに応じて、角度偏向レーザービームは、例えば、０．００５μｍ以上だけ、例えば、０．０１μｍ以上だけ、例えば、０．０５μｍ以上だけ、例えば、０．１μｍ以上だけ、例えば、０．５μｍ以上だけ、例えば、１μｍ以上だけ、例えば、５μｍ以上だけ、例えば、１０μｍ以上だけ、例えば、１００μｍ以上だけ、例えば、５００μｍ以上だけ、例えば、１０００μｍ以上だけ、及び５０００μｍ以上だけを含む、０．００１μｍ以上だけ分離され得る。いくつかの実施形態では、角度偏向レーザービームは、例えば、出力レーザービームの水平軸に沿って隣接する角度偏向レーザービームと重複する。隣接する角度偏向レーザービーム間の重複（ビームスポットの重複など）は、例えば、０．００５μｍ以上の重複、例えば、０．０１μｍ以上の重複、例えば、０．０５μｍ以上の重複、例えば、０．１μｍ以上の重複、例えば、０．５μｍ以上の重複、例えば、１μｍ以上の重複、例えば、５μｍ以上の重複、例えば、１０μｍ以上の重複、及び１００μｍ以上の重複を含めて、０．００１μｍ以上の重複であり得る。
特定の実施形態では、方法は、出力レーザービームの水平軸に沿って出力レーザービームの空間幅を調節することなど、出力レーザービームの空間幅を調節することを含む。出力レーザービームのサイズに応じて、出力レーザービームの空間幅は、例えば、０．００５μｍ以上だけ、例えば、０．０１μｍ以上だけ、例えば、０．０５μｍ以上だけ、例えば、０．１μｍ以上だけ、例えば、０．５μｍ以上だけ、例えば、１μｍ以上だけ、例えば、５μｍ以上だけ、例えば、１０μｍ以上だけ、例えば、１００μｍ以上だけ、例えば、５００μｍ以上だけ、例えば、１０００μｍ以上だけ、及び５０００μｍ以上だけを含む、０．００１μｍ以上だけ増加され得る。他の実施形態では、方法は、出力レーザービームの空間幅を、例えば、０．００５μｍ以上だけ、例えば、０．０１μｍ以上だけ、例えば、０．０５μｍ以上だけ、例えば、０．１μｍ以上だけ、例えば、０．５μｍ以上だけ、例えば、１μｍ以上だけ、例えば、５μｍ以上だけ、例えば、１０μｍ以上だけ、例えば、１００μｍ以上だけ、例えば、５００μｍ以上だけ、例えば、１０００μｍ以上だけ、及び５０００μｍ以上だけを含む、０．００１μｍ以上だけ減少させることを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、フローストリーム中の（例えば、フローサイトメータ中の）試料を、実質的に均一な強度プロファイル（例えば、トップハットビーム強度プロファイル）を有する出力レーザービームで照射することを更に含む。いくつかの実施形態では、試料は、生体試料である。「生体試料」という用語は、全生物、植物、菌類、又は、特定の事例では、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄、羊水、羊膜臍帯血、尿、膣液、及び精液中に見られ得る動物の組織、細胞、又は構成成分のサブセットを指すために、その従来の意味で使用される。したがって、「生体試料」は、天然生物又はその組織のサブセットの両方、並びに、例えば、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚の切片、呼吸管、胃腸管、心血管、及び泌尿器管、涙液、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、臓器を含むが、これらに限定されない、生物又はその組織のサブセットから調製されたホモジネート、溶解物、又は抽出物を指す。生体試料は、健康組織及び疾患組織（例えば、がん性、悪性、壊死性など）の両方を含む、任意のタイプの生体組織であり得る。特定の実施形態では、生体試料は、血液又はその誘導体、例えば、血漿、又は他の生物学的液体試料、例えば、涙液、尿、精液などの液体試料であり、いくつかの事例では、試料は、静脈穿刺又は指先から取得された血液など、全血を含む血液試料である（血液は、防腐剤、抗凝固剤などのアッセイの前に任意の試薬と組み合わされてもよく、組み合わされなくてもよい）。
特定の実施形態では、試料源は、「哺乳類」又は「哺乳類の動物」であり、これらの用語は、肉食類（例えば、イヌ及びネコ）、げっ歯類（例えば、マウス、モルモット、及びラット）、及び霊長類（例えば、ヒト、チンパンジー、及びサル）を含む、哺乳類内の生物を記載するために広く使用される。場合によっては、被験者はヒトである。方法は、両方の性別のヒト被験体から、発達の任意の段階（すなわち、新生児、乳幼児、年少者、青年、成人）で取得された試料に適用され得、特定の実施形態では、ヒト被験体は、年少者、青年、又は成人である。本発明は、ヒト被験体からの試料に適用され得るが、以下に限定されるものではないが、鳥、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜、及びウマなどの他の動物被験体からの（すなわち、「非ヒト被験体」の）試料に対しても実施され得ることを理解されたい。
特定の実施形態では、生体試料は、細胞を含有する。試料中に存在し得る細胞は、真核細胞（例えば、哺乳類細胞）及び／又は原核細胞（例えば、細菌細胞又は古細菌細胞）を含む。試料は、インビトロソース（例えば、培養して成長した実験室細胞由来の細胞の懸濁液）又はインビボソース（例えば、哺乳類対象、ヒト対象など）から得られ得る。いくつかの実施形態では、細胞試料は、インビトロソースから得られる。インビトロソースは、限定されるものではないが、原核（例えば、細菌、考古学的）細胞培養物、原核及び／又は真核（例えば、哺乳類、抗議、真菌など）細胞を含む環境試料、真核細胞培養物（例えば、確立された細胞株の培養物、既知又は購入された細胞株の培養物、不死化細胞株の培養物、初代細胞の培養物、実験酵母の培養物など）、組織培養物などを含む。
生体試料が細胞を含む場合、本開示の方法は、細胞断片、断片化細胞膜、器官、死細胞又は溶解細胞など、細胞の特徴付け構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、細胞の細胞外小胞を特徴付けることを含む。細胞の細胞外小胞を特徴付けることは、細胞内の細胞外小胞のタイプを識別すること、又は細胞内の細胞外小胞のサイズを判定することを含み得る。
フローストリーム中の試料は、連続的に、又は離散的な間隔で照射され得る。いくつかの事例では、方法は、フローストリーム中の試料を出力レーザービームで連続的に照射することを含む。他の事例では、フローストリーム中の試料は、例えば、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎で照射することを含めて、離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で、出力レーザービームで照射される。
フローストリーム中のサンプルは、例えば、０．０１ｍｍ以上、例えば、０．０５ｍｍ以上、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば、０．５ｍｍ以上、例えば、１ｍｍ以上、例えば、２．５ｍｍ以上、例えば、５ｍｍ以上、例えば、１０ｍｍ以上、例えば、１５ｍｍ以上、例えば、２５ｍｍ以上、及び５０ｍｍ以上を含めて、相違する距離から出力レーザービームで照射され得る。また、照射角度も、また、例えば、１５°～８５°、例えば、２０°～８０°、例えば、２５°～７５°、及び、例えば、９０°の角度で、３０°～６０°を含めて、１０°～９０°の範囲で相違し得る。
フローストリームの流量は、例えば、光の強度に応じて相違してもよく、例えば、２μＬ／分以上、例えば、３μＬ／分以上、例えば、５μＬ／分以上、例えば、１０μＬ／分以上、例えば、２５μＬ／分以上、例えば、５０μＬ／分以上、例えば、７５μＬ／分以上、例えば、１００μＬ／分以上、例えば、２５０μＬ／分以上、例えば、５００μＬ／分以上、例えば、７５０μＬ／分以上、及び１０００μＬ／分以上を含めて、１μＬ／分以上であり得る。特定の実施形態では、主題の方法におけるフローストリームの流量は、例えば、１μＬ／分～２５０μＬ／分、例えば、１μＬ／分～１００μＬ／分、例えば、２μＬ／分～９０μＬ／分、例えば、３μＬ／分～８０μＬ／分、例えば、４μＬ／分～７０μＬ／分、例えば、５μＬ／分～６０μＬ／分、及び１０μＬ／分～５０μＬ／分を含めて、１μＬ／分～５００μＬ／分の範囲である。特定の実施形態では、フローストリームの流量は、５μＬ／分～６μＬ／分である。
特定の実施形態による方法は、また、フローストリーム中の試料からの光を検出することを含む。検出された光は、側方散乱光、前方散乱光、放出光、又はそれらの組み合わせであり得る。好適な光検出プロトコルは、これらに限定されないが、他の光検出器の中でも、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、増感型電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、フォトンカウンタ、ボロメータ、焦電検出器、光抵抗器、太陽電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体又はフォトダイオード、並びにこれらの組み合わせなどの光学センサ又は光検出器を含む。特定の実施形態では、粒子選別モジュールの試料検査領域で照射されたフローストリームからの光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又はＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）画像センサで測定される。特定の実施形態では、照射されたフローストリームからの光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）で測定される。
いくつかの実施形態では、光（例えば、前方散乱光、側方散乱光、放出光など）は、フローストリーム内の試料から直接検出される。他の実施形態では、フローストリーム中の試料からの光は、１つ以上の光学調節構成要素を有する検出器に伝播される。「光学調節」とは、フローストリーム中の試料からの光が所望に応じて変更されることを意味する。例えば、フローストリーム中の試料からの光のビーム経路、方向、焦点、又はコリメーションは、光学調節構成要素で変更され得る。いくつかの事例では、フローストリーム内の試料から収集された光の寸法は、例えば、１０％以上、例えば、２５％以上、例えば、５０％以上、及び７５％以上寸法を増加させることを含み、５％以上寸法を増加させること、又は、例えば、１０％以上、例えば、２５％以上、例えば、５０％以上、及び７５％以上寸法を低減させることを含み、５％以上光の寸法を低減させるように光に焦点を合わせることなどで調節される。他の事例では、光学調節は、光をコリメートすることを含む。「コリメート」という用語は、その従来の意味で、光伝播のコリニアリティを光学的に調節すること、又は、共通の伝播軸からの光による発散を低減することを指すために使用される。いくつかの事例では、コリメートは、光ビームの空間断面を狭めることを含む。特定の実施形態では、光学調節構成要素は、波長セパレータである。「波長セパレータ」という用語は、本明細書では、その従来の意味で、多色光をその構成要素波長に分離するための光学プロトコルを指すために使用される。いくつかの実施形態による波長分離は、多色光の特定の波長又は波長範囲を選択的に通過又は遮断することを含み得る。対象の波長分離プロトコルは、限定されるものではないが、他の波長分離プロトコルの中でも、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、モノクロメータ、及びこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、波長セパレータは、光学フィルタである。例えば、光学フィルタは、例えば、３ｎｍ～９５ｎｍ、例えば、５ｎｍ～９５ｎｍ、例えば、１０ｎｍ～９０ｎｍ、例えば、１２ｎｍ～８５ｎｍ、例えば、１５ｎｍ～８０ｎｍ、及び２０ｎｍ～５０ｎｍの範囲の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含む、２ｎｍ～１００ｎｍの範囲の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタであり得る。
特定の実施形態では、検出器は、フローストリーム中の試料から離間して位置決めされ、フローストリーム中の試料からの光は、光ファイバ又は自由空間光リレーシステムなどの、光学リレーシステムを通して検出器に伝播される。例えば、光学リレーシステムは、光ファイバ光リレー束であってよく、光は、光ファイバ光リレー束を通して検出器に伝達される。検出器に光を伝播させるために、任意の光ファイバ光リレーシステムが、用いられてもよい。特定の実施形態では、光を検出器に伝播するための好適な光ファイバ光リレーシステムは、限定されるものではないが、米国特許第６，８０９，８０４号に記載されるものなどの光ファイバ光リレーシステムを含み、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、光学リレーシステムは、自由空間光リレーシステムである。「自由空間光リレー」という語句は、本明細書では、その従来の意味で、１つ以上の光学構成要素の構成を用いて、自由空間を通って光を検出器に方向付ける光伝播を指すために使用される。特定の実施形態では、自由空間光リレーシステムは、近位縁部及び遠位縁部を有するハウジングを含み、近位縁部は、検出器に結合される。自由空間リレーシステムは、レンズ、ミラー、スリット、ピンホール、波長セパレータ、又はそれらの組み合わせのうちの１つ以上などの、異なる光学調節構成要素の任意の組み合わせを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、対象の自由空間光リレーシステムは、１つ以上の集束レンズを含む。他の実施形態では、主題の自由空間光リレーシステムは、１つ以上のミラーを含む。更に他の実施形態では、自由空間光リレーシステムは、コリメーティングレンズを含む。特定の実施形態では、光を検出器に伝播させるための好適な自由空間光リレーシステムは、限定されるものではないが、例えば、米国特許第７，６４３，１４２号、同第７，７２８，９７４号、及び同第８，２２３，４４５号に記載されたもののような光リレーシステムであり、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態による方法は、また、例えば、２つ以上の波長で、例えば、５つ以上の異なる波長で、例えば、１０個以上の異なる波長で、例えば、２５個以上の異なる波長で、例えば、５０個以上の異なる波長で、例えば、１００個以上の異なる波長で、例えば、２００個以上の異なる波長で、例えば、３００個以上の異なる波長で、及び４００個以上の異なる波長で、フローストリーム中の試料によって放出された光を測定することを含めて、１つ以上の波長でフローストリーム中の試料からの光を測定することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、波長の範囲（例えば、２００ｎｍ～１０００ｎｍ）にわたって収集された光を測定することを含む。例えば、方法は、２００ｎｍ～１０００ｎｍの波長範囲のうちの１つ以上にわたって、光のスペクトルを収集することを含み得る。更に他の実施形態では、方法は、１つ以上の特定の波長で収集された光を測定することを含む。例えば、収集された光は、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍ、及びこれらの任意の組み合わせのうちの１つ以上で測定され得る。特定の実施形態では、方法は、特定のフルオロフォアの蛍光ピーク波長に対応する光の波長を測定することを含む。
収集された光は、連続的に、又は離散的な間隔で測定され得る。場合によっては、方法は、光の測定を連続的に行うことを含む。他の事例では、その光は、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎を含めて、光を測定するなどの離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で測定される。
収集された光の測定は、例えば、２回以上、例えば、３回以上、例えば、５回以上、及び１０回以上を含めて、主題の方法中に、１回以上行われ得る。特定の実施形態では、光伝播は、２回以上測定され、特定の事例では、データは平均化される。
特定の事例では、フローストリームは、周波数シフト光の複数の角度偏向ビームで照射され、フローストリーム中の細胞が、高周波タグ付き放出を使用する蛍光撮像（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔａｇｇｅｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ、ＦＩＲＥ）によって撮像されて、Ｄｉｅｂｏｌｄ，ｅｔ ａｌ．Ｎａｔｕｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ．７（１０）；８０６－８１０（２０１３）に記載されるもの、並びに米国特許第９，４２３，３５３号、同第９，７８４，６６１号、同第９，９８３，１３２号、同第１０，００６，８５２号、同第１０，０７８，０４５号、同第１０，０３６，６９９号、同第１０，２２２，３１６号、同第１０，２８８，５４６号、同第１０，３２４，０１９号、同第１０，４０８，７５８号、同第１０，４５１，５３８号、同第１０，６２０，１１１号、並びに米国特許公開第２０１７／０１３３８５７号、同第２０１７／０３２８８２６号、同第２０１７／０３５０８０３号、同第２０１８／０２７５０４２号、同第２０１９／０３７６８９５号、及び同第２０１９／０３７６８９４号に記載されるものなどの、周波数符号化画像を生成し、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態における方法は、また、コンピュータなどによるデータ取得、分析、及び記録を含み、複数のデータチャネルは、試料がシステムの検出領域を通過する際に試料からデータを記録する。これらの実施形態では、分析は、各構成要素がデジタル化されたパラメータ値のセットとして存在するように、細胞又は細胞の構成要素（細胞外小胞）を分類し、計数することを含み得る。主題のシステムは、対象の粒子を背景及びノイズから区別するために、選択されたパラメータ上でトリガするように設定され得る。「トリガ」は、パラメータを検出するための事前設定された閾値を指し、検出領域を通る対象の構成要素の通過を検出するための手段として使用され得る。選択されたパラメータの閾値を超えるイベントの検出は、サンプル構成要素のデータ取得をトリガする。化学分析される媒体内の構成要素に関して、閾値未満の応答を引き起こすデータは取得されない。
いくつかの実施形態では、方法は、試料の１つ以上の粒子（例えば、細胞）を選別することを更に含む。「選別する」という用語は、本明細書では、その従来の意味で使用され、試料の成分（例えば、細胞、生体高分子などの非細胞粒子）を分離すること、場合によっては、その分離された成分を１つ以上の試料収集容器に送達することを指す。例えば、方法は、例えば、３つ以上の成分、例えば、４つ以上の成分、例えば、５つ以上の成分、例えば、１０個以上の成分、例えば、１５個以上の成分、及び２５個以上の成分を有する試料を選別することを含めて、２つ以上の成分を有する試料を選別することを含み得る。試料成分のうちの１つ以上、例えば、２つ以上の試料成分、例えば、３つ以上の試料成分、例えば、４つ以上の試料成分、例えば、５つ以上の試料成分、例えば、１０個以上の試料成分が、試料から分離され得、試料収集容器に送達され得、また、１５個以上の試料成分が、その試料から分離され得、そして試料収集容器に送達され得る。
いくつかの実施形態では、試料の成分を選別するための方法は、米国特許第３，９６０，４４９号、同第４，３４７，９３５号、同第４，６６７，８３０号、同第５，２４５，３１８号、同第５，４６４，５８１号、同第５，４８３，４６９号、同第５，６０２，０３９号、同第５，６４３，７９６号、同第５，７００，６９２号、同第６，３７２，５０６号、及び同第６，８０９，８０４号などに記載された粒子（例えば、生体試料中の細胞）を選別することを含み、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、方法は、米国特許第９，５５１，６４３号及び同第１０，３２４，０１９号、米国特許公開第２０１７／０２９９４９３号、並びに国際特許公開第ＷＯ／２０１７／０４０１５１号に記載されたものなどの粒子選別モジュールを用いて試料の成分を選別することを含み、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。特定の実施形態では、試料の細胞は、２０１９年１２月２３日に出願された米国特許出願第１６／７２５，７５６号に記載されたものなどの、複数の選別判定ユニットを有する選別判定モジュールを使用して選別され、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを変調するためのシステム
上記にまとめたように、本開示の態様は、（例えば、フローストリーム中の試料を照射するための）複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するように構成されたシステムを含む。実施形態では、システムは、レーザーと、音響光学デバイスと、音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、水平軸に沿った複数の角度偏向レーザービームの強度プロファイルを判定するように構成された光検出器と、プロセッサを有するコントローラとを含んでおり、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを行わせる。以下により詳細に記載されるように、特定の事例では、主題のシステムは、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、（例えば、トップハット強度プロファイルを有する）実質的に同じ強度を有する複数の角度偏向レーザービームを有する出力ビームを生成するように構成されている。
上記にまとめたように、本開示の態様は、（例えば、フローストリーム中の試料を照射するための）複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するように構成されたシステムを含む。実施形態では、システムは、レーザーと、音響光学デバイスと、音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、水平軸に沿った複数の角度偏向レーザービームの強度プロファイルを判定するように構成された光検出器と、プロセッサを有するコントローラとを含んでおり、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することとを行わせる。以下により詳細に記載されるように、特定の事例では、主題のシステムは、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、（例えば、トップハット強度プロファイルを有する）実質的に同じ強度を有する複数の角度偏向レーザービームを有する出力ビームを生成するように構成されている。
実施形態では、主題のシステムは、１つ以上のレーザーを含む。対象のレーザーには、パルスレーザー又は連続波レーザーが含まれ得る。主題の方法で使用されるレーザーのタイプ及び数は、相違し得、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンレーザー、クリプトンレーザー、キセノンレーザー、窒素レーザー、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザー、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザー、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー、キセノンフッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザー、又はそれらの組み合わせなどのガスレーザーであり得る。他の事例では、方法は、スチルベン、クマリン、又はローダミンレーザーなどの色素レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、ヘリウム－カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザー、ヘリウム－水銀（ＨｅＨｇ）レーザー、ヘリウム－セレン（ＨｅＳｅ）レーザー、ヘリウム－銀（ＨｅＡｇ）レーザー、ストロンチウムレーザー、ネオン－銅（ＮｅＣｕ）レーザー、銅レーザー、又は金レーザー、及びそれらの組み合わせなどの金属蒸気レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、ルビーレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＮｄＣｒＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、Ｎｄ：ＹＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３レーザー、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザー、チタンサファイアレーザー、ツリウムＹＡＧレーザー、イッテルビウムＹＡＧレーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、又はセリウムドープレーザー、及びそれらの組み合わせなどの固体レーザーで音響光学デバイスを照射することを含む。更に他の事例では、方法は、半導体ダイオードレーザー、光励起半導体レーザー（ＯＰＳＬ）、又は上述のレーザーのいずれかの周波数２倍若しくは周波数３倍実装を含む。
出力レーザービームで生成される光の所望の波長（例えば、フローストリーム中の試料を照射する際に使用するための）に応じて、レーザーは、例えば、２５０ｎｍ～１２５０ｎｍ、例えば、３００ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば、３５０ｎｍ～９００ｎｍ、及び４００ｎｍ～８００ｎｍを含めて、２００ｎｍ～１５００ｎｍで相違する特定の波長を有し得る。システムは、例えば、２つ以上のレーザー、例えば、３つ以上のレーザー、例えば、４つ以上のレーザー、例えば、５つ以上のレーザー、及び１０個以上のレーザーを含む、１つ以上のレーザーを含み得る。レーザーは、いくつかのタイプのレーザーの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、主題のシステムは、１つ以上のガスレーザー、１つ以上の色素レーザー、及び１つ以上の固体レーザーを有するアレイなど、レーザーのアレイを含む。
２つ以上のレーザーが採用される場合、各レーザーは、同時に若しくは順次に、又はそれらの組み合わせで照射するように構成され得る。例えば、レーザーは、音響光学デバイスを同時に照射するように構成され得る。他の実施形態では、レーザーは、音響光学デバイスを順次に照射するように構成される。システムが、音響光学デバイスを順次に照射するための２つ以上のレーザーを含む場合、各レーザーが照射のために構成される時間は、例えば、０．０１マイクロ秒以上、例えば、０．１マイクロ秒以上、例えば、１マイクロ秒以上、例えば、５マイクロ秒以上、例えば、１０マイクロ秒以上、例えば、３０マイクロ秒以上、及び６０マイクロ秒以上を含めて、個別に０．００１マイクロ秒以上であり得る。例えば、各レーザーは、例えば、０．０１マイクロ秒～７５マイクロ秒、例えば、０．１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば、１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び５マイクロ秒～１０マイクロ秒を含む、０．００１マイクロ秒～１００マイクロ秒の範囲の持続時間の間、照射するように構成され得る。音響光学デバイスが２つ以上のレーザーで順次に照射される実施形態では、音響光学デバイスが各レーザーによって照射される持続時間は、同じであっても異なってもよい。
各レーザーは、各照射間の期間が、例えば、０．０１マイクロ秒以上、例えば、０．１マイクロ秒以上、例えば、１マイクロ秒以上、例えば、５マイクロ秒以上、例えば、１０マイクロ秒以上だけ、例えば、１５マイクロ秒以上だけ、例えば、３０マイクロ秒以上だけ、及び６０マイクロ秒以上だけを含む、０．００１マイクロ秒以上の遅延によって個別に分離されて、照射するように構成され得る。例えば、各光源による照射間の期間は、例えば、０．０１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば、０．１マイクロ秒～３５マイクロ秒、例えば、１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び５マイクロ秒～１０マイクロ秒を含めて、０．００１マイクロ秒～６０マイクロ秒の範囲であり得る。特定の実施形態では、各レーザーによる照射間の期間は、１０マイクロ秒である。音響光学デバイスが２つを超える（すなわち、３つ以上の）レーザーによって順次に照射される実施形態では、各レーザーによる照射間の遅延は、同じであっても異なってもよい。
各レーザーは、連続的に、又は離散的な間隔で照射するように構成され得る。いくつかの事例では、各レーザーは、連続的に動作するように構成されている。他の事例では、各レーザーは、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎を含む照射など、離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で動作するように構成されている。
レーザーは、音響光学デバイスから、例えば、０．０１ｍｍ以上、例えば、０．０５ｍｍ以上、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば、０．５ｍｍ以上、例えば、１ｍｍ以上、例えば、２．５ｍｍ以上、例えば、５ｍｍ以上、例えば、１０ｍｍ以上、例えば、１５ｍｍ以上、例えば、２５ｍｍ以上、及び５０ｍｍ以上を含む、相違する距離に動作可能に位置決めされ得る。また、レーザーは、例えば、１５°～８５°、例えば、２０°～８０°、例えば、２５°～７５°、及び、３０°～６０°を含む、１０°～９０°の範囲の照射の角度に、例えば、９０°の角度に、動作可能に位置決めされ得る。
音響光学デバイスは、印加された音響波を使用してレーザー光を周波数シフトするように構成された任意の簡便な音響光学プロトコルであり得る。特定の実施形態では、音響光学デバイスは、音響光学偏向器である。他の実施形態では、音響光学デバイスは、音響光学周波数シフタである。更に他の実施形態では、音響光学デバイスは、音響光学変調器である。主題のシステム内の音響光学デバイスは、レーザーからの光から、及び波形生成器からの波形から、角度偏向レーザービームを生成するように構成されている。
実施形態では、システムは、出力レーザービームの複数の角度偏向レーザービームを生成するために、音響光学デバイスへの各角度偏向レーザービームについての波形を生成し、波形を音響光学デバイスに入力するように構成された波形生成器を含む。波形生成器は、直接デジタルシンセサイザー、電子パルス生成器、及び任意波形生成器を含み得るが、これらに限定されない。波形生成器は、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、１５個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の波形を含む、出力ビーム中の各角度偏向レーザービームについて１つ以上の波形を生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、入力される波形は、例えば、２つ以上のトーン、例えば、３つ以上のトーン、例えば、４つ以上のトーン、例えば、５つ以上のトーン、及び１０個以上のトーンを含む、１つ以上のトーンを含む。各トーンは、特定の事例では、各トーンが、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、１００個以上、及び５００個以上の別異の正弦波の和である場合を含めて、２つ以上の別異の正弦波の和などの別異の正弦波の和である。
いくつかの実施形態では、波形生成器は、波形を生成するように構成されており、入力される波形によって生成された角度偏向レーザービームは、各々、波形のトーンの振幅に基づく強度を有する。いくつかの実施形態では、波形生成器は、トーンを有する波形を生成し、波形を音響光学デバイスに入力するように構成されており、トーンは、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの振幅が、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いに相違する場合など、個別に各々、実質的に同じ振幅を有する。いくつかの実施形態では、各トーンを形成する正弦波は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけトーン間で相違する振幅を有する。
特定の実施形態によるシステムは、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定するための光検出器を含む。出力レーザービームの強度プロファイルを判定するための光検出器は、光検出器のタイプの中でもとりわけ、走査スリットプロファイラ、電荷結合素子（ＣＣＤ、例えば、増感型電荷結合素子（ＩＣＣＤ））、位置決めセンサ、電力センサ（例えば、サーモパイル電力センサ）、光学電力センサ、エネルギーメータ、デジタルレーザー光度計、レーザーダイオード検出器を含むが、これらに限定されない、任意の便利な光検出器プロトコルであり得る。
上述したように、いくつかの事例では、出力レーザービームの強度プロファイルは、出力レーザービームの画像をキャプチャすることによって判定される。これらの実施形態では、システムは、電荷結合素子、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又はＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）画像センサを含むが、これらに限定されない、光学画像をキャプチャし、電子データ信号に変換することが可能な任意の好適なデバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、撮像センサは、ＣＣＤカメラである。例えば、カメラは、ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）カメラ又は増感型ＣＣＤ（ＩＣＣＤ）カメラであってもよい。他の実施形態では、撮像センサは、ＣＭＯＳ型カメラである。
システムは、１つ以上の撮像センサを含み得る。いくつかの実施形態では、システムは、例えば、２つ以上の撮像センサ、例えば、３つ以上の撮像センサ、例えば、４つ以上の撮像センサ、及び５つ以上の撮像センサを含む、撮像センサの組み合わせを含む。システムが２つ以上の撮像センサを含む場合、撮像センサは、同時に若しくは順次に、又はそれらの組み合わせで動作するように構成され得る。いくつかの実施形態では、撮像センサは、出力レーザービームの強度プロファイルの画像を同時にキャプチャするように構成されている。他の実施形態では、撮像センサは、出力レーザービームの強度プロファイルの画像を順次にキャプチャするように構成されている。出力レーザービームの画像が順次にキャプチャされる場合、撮像センサによってキャプチャされる画像間の時間は、例えば、０．０１秒以上、例えば、０．１秒以上、例えば、１秒以上、例えば、５秒以上、例えば、１０秒以上、例えば、３０秒以上、及び６０秒以上を含めて、個別に、０．００１秒以上であり得る。
撮像センサは、連続的に、又は離散的な間隔で、出力レーザービームの画像をキャプチャするように構成され得る。いくつかの事例では、撮像センサは、画像を連続的にキャプチャするように構成されている。他の事例では、撮像センサは、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎を含めて、フローストリームの画像をキャプチャするなど、離散的な間隔で、又は何らかの他の間隔で画像をキャプチャするように構成されている。
図３Ａは、特定の実施形態による、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを変調するためのシステムを示す。システム３００は、波形生成器３０５と通信する音響光学デバイス（例えば、音響光学偏向器）３０２を照射するように構成されているレーザー３０１を含む。パラメータ（例えば、正弦波の和から形成されるトーン）は、波形生成器３０５（例えば、任意波形生成器）に入力されて複数の波形を生成し、複数の波形は、音響光学デバイス３０２に伝達されて、複数の角度偏向レーザービームを生成する。複数の角度偏向レーザービームは、ピックオフミラーでシステム３００内で分離された、局部発振器ビーム（ＬＯビーム）及び複数の高周波シフトコームビーム（コーム）を含む。局部発振器ビームは、トップハットレンズ（例えば、パウエルレンズ）を通過して、一定のビームプロファイルを生成し、ビームスプリッタ（ＢＳ１）でコームビームと再結合される。複数の角度偏向レーザービームのビームプロファイルの画像が、撮像センサ３０３でキャプチャされ、キャプチャされた画像に基づいて、強度プロファイルプロットが生成され得る。複数の角度偏向レーザービームを生成するために使用される波形の１つ以上のパラメータは、出力レーザービームのビームプロファイルを変調するために、調節され、波形生成器３０５に再入力され得る。特定の事例では、水平軸に沿ってほとんど又はまったく変動を呈さない強度プロファイルを有する変調された出力レーザービームを使用して、フローセル３０４を通して伝播されたフローストリーム中の試料を照射し得る。
図３Ｂは、特定の実施形態による、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを変調するためのシステムを示す。システム３１０は、波形生成器３０５ａと通信する音響光学デバイス３０２ａを照射するように構成されているレーザー３０１ａを含む。波形生成器３０５ａからの波形は、複数の角度偏向レーザービームを生成するために音響光学デバイス３０２ａに伝達される。第１のピックオフミラー（ピックオフミラー１）で、局部発振器ビーム（ＬＯビーム）及び複数の高周波シフトコームビーム（コーム）が分離される。局部発振器ビームは、トップハットレンズを通過し、第１のビームスプリッタ（ＢＳ１）でコームビームと再結合される。ビームスプリッタＢＳ１からの第１のセットのビームは、第２のピックオフミラー（ピックオフミラー２）に伝播され、第２のピックオフミラーは、第１のセットのビームの一部をフローセル３０４ａに伝達する。ビームスプリッタＢＳ１からの第２のセットのビームは、第２のピックオフミラー（ピックオフミラー２）からの光と再結合され、撮像センサ３０３ａに伝達される。複数の角度偏向レーザービームのビームプロファイルの画像が、撮像センサ３０３ａでキャプチャされ、キャプチャされた画像に基づいて、強度プロファイルプロットが生成され得る。複数の角度偏向レーザービームを生成するために使用される波形の１つ以上のパラメータは、出力レーザービームのビームプロファイルを変調するために、調節され、波形生成器３０５ａに再入力され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、水平軸に沿った複数の角度偏向レーザービームの強度プロファイルプロットを生成することによって、出力レーザービームの強度プロファイルを判定させる。いくつかの事例では、メモリは、各角度偏向レーザービームからの強度値を判定するための命令と、水平軸に沿った角度偏向レーザービームの位置に対して各強度値をプロットするための命令とを含む。いくつかの事例では、メモリは、水平軸に沿った角度偏向レーザービームの振幅に基づいて強度値を判定するための命令を含む。他の事例では、メモリは、出力レーザービームのキャプチャされた画像中の各角度偏向レーザービームによって生成された画素の明るさに基づいて強度値を判定するための命令を含む。
いくつかの実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームの単一の測定値に基づいて各強度値をプロットさせる。他の実施形態では、メモリは、所定の照射期間にわたる各角度偏向レーザービームの平均強度に基づいて各強度をプロットするための命令を含む。例えば、水平軸に沿った各角度偏向レーザービームについて判定される強度値は、各角度偏向レーザービームの強度の、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の測定値から判定される平均強度を含む、各角度偏向レーザービームについての強度値の２つ以上の測定値の平均強度であり得る。
特定の実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームの強度プロファイルを評価することと、所望の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するための１つ以上の調節を判定することとを行わせる。いくつかの事例では、メモリは、調節のための出力レーザービームの角度偏向レーザービームのうちの１つ以上を識別するための命令を含む。出力レーザービーム中の角度偏向レーザービームの数に応じて、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度が調節される場合を含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度が調節され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、例えば、３つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、４つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、５つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、６つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、７つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、８つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、９つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、１０個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、２５個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、例えば、５０個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合、及び１００個以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有する場合を含む、出力レーザービーム中の２つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節させる。
いくつかの実施形態では、メモリは、出力レーザービームの複数の角度偏向レーザービームが、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．５％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、例えば、０．０１％以下だけ、及び０．００１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違する強度を有するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節するための命令を含む。特定の実施形態では、メモリは、出力レーザービームが水平軸に沿ってトップハットビームプロファイルを呈するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節するための命令を含む。
いくつかの事例では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に増加させることを含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に増加させる。他の事例では、メモリは、角度偏向レーザービームのうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、６つ以上、例えば、７つ以上、例えば、８つ以上、例えば、９つ以上、例えば、１０個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に減少させることを含めて、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度をトップハット強度プロファイルの強度に減少させるための命令を含む。
特定の実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節することによって、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節させる。いくつかの実施形態では、メモリは、強度の増加又は減少が必要とされるか、又は所望される各角度偏向レーザービームを識別し、かつ識別された各角度偏向レーザービームについて、波形の１つ以上のパラメータを調節するための命令を含み、例えば、メモリは、識別された各角度偏向レーザービームについて入力される波形の、例えば、３つ以上のパラメータ、例えば、４つ以上のパラメータ、例えば、５つ以上のパラメータ、例えば、６つ以上のパラメータ、例えば、７つ以上のパラメータ、例えば、８つ以上のパラメータ、例えば、９つ以上のパラメータ、例えば、１０個以上のパラメータ、例えば、２５個以上のパラメータ、例えば、５０個以上のパラメータ、及び１００個以上のパラメータを調節することを含めて、２つ以上のパラメータを調節するための命令を有する。
いくつかの事例では、メモリは、例えば、２つ以上のトーン、例えば、３つ以上のトーン、例えば、４つ以上のトーン、例えば、５つ以上のトーン、及び１０個以上のトーンを含む、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形の１つ以上のトーンを調節するための命令を含む。いくつかの事例では、メモリは、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形の各トーンの正弦波のうちの、例えば、２つ以上、例えば、３つ以上、例えば、４つ以上、例えば、５つ以上、例えば、１０個以上、例えば、１５個以上、例えば、２５個以上、例えば、５０個以上、及び１００個以上を調節することを含めて、その総和が各トーンを構成する別異の正弦波のうちの１つ以上を調節するための命令を含む。
特定の実施形態では、メモリは、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの振幅を調節するための命令を含む。いくつかの事例では、メモリは、入力される波形のトーンの振幅を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ増加させることを含めて、入力される波形のトーンの振幅を５％以上だけ増加させるための命令を含む。他の事例では、メモリは、入力される波形のトーンの振幅を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ減少させることを含めて、入力される波形のトーンの振幅を５％以上だけ減少させるための命令を含む。
他の実施形態では、メモリは、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの周波数を調節するための命令を含む。いくつかの事例では、メモリは、入力される波形のトーンの周波数を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ増加させることを含めて、入力される波形のトーンの周波数を５％以上だけ増加させるための命令を含む。他の事例では、メモリは、入力される波形のトーンの周波数を、例えば、１０％以上だけ、例えば、１５％以上だけ、例えば、２０％以上だけ、例えば、２５％以上だけ、例えば、５０％以上だけ、例えば、７５％以上だけ、例えば、９０％以上だけ、例えば、９５％以上だけ、及び９９％以上だけ減少させることを含めて、入力される波形のトーンの周波数を５％以上だけ減少させるための命令を含む。
特定の実施形態では、システムは、プロセッサを有するコントローラを含み、プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて音響光学デバイスに入力される波形のトーンを、実質的に同じ振幅を有するように調節させ、例えば、音響光学デバイスに入力される波形のトーンの振幅は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。いくつかの実施形態では、メモリは、各トーンを形成する正弦波を、実質的に同じ振幅を有するように調節するための命令を含み、例えば、各トーンの正弦波の振幅は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。他の実施形態では、メモリは、各トーンを形成する正弦波を、実質的に同じ周波数を有するように調節するための命令を含み、例えば、各トーンの正弦波の周波数は、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、及び０．０１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違するように調節される。
いくつかの実施形態では、システムは、フローストリーム中の試料を伝播させるように構成されたフローセルを含む。流体試料を試料検査領域に伝播させる任意の便利なフローセルが採用されてもよく、いくつかの実施形態では、フローセルは、縦軸を画定する近位円筒形部分と、縦軸に対して横断するオリフィスを有する平坦な表面で終端する遠位円錐台状部分とを含む。近位円筒形部分の長さ（縦軸に沿って測定される）は、例えば、１．５ｍｍ～１２．５ｍｍ、例えば、２ｍｍ～１０ｍｍ、例えば、３ｍｍ～９ｍｍ、及び４ｍｍ～８ｍｍを含む、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲で相違し得る。遠位円錐台状部分の長さ（縦軸に沿って測定される）は、また、例えば、２ｍｍ～９ｍｍ、例えば、３ｍｍ～８ｍｍ、及び４ｍｍ～７ｍｍを含む、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲で相違し得る。フローセルノズルチャンバの直径は、いくつかの実施形態では、例えば、２ｍｍ～９ｍｍ、例えば、３ｍｍ～８ｍｍ、及び４ｍｍ～７ｍｍを含む、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲で相違し得る。
特定の事例では、フローセルは、円筒形部分を含まず、フローセル内側チャンバ全体が円錐台形状である。これらの実施形態では、円錐台状内側チャンバの長さ（ノズルオリフィスに対して横断する縦軸に沿って測定される）は、例えば、１．５ｍｍ～１２．５ｍｍ、例えば、２ｍｍ～１０ｍｍ、例えば、３ｍｍ～９ｍｍ、及び４ｍｍ～８ｍｍを含む、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲であり得る。円錐台状内側チャンバの近位部分の直径は、例えば、２ｍｍ～９ｍｍ、例えば、３ｍｍ～８ｍｍ、及び４ｍｍ～７ｍｍを含む、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲であり得る。
実施形態では、試料フローストリームは、フローセルの遠位縁部でオリフィスから発せられる。フローストリームの所望の特性に応じて、フローセルオリフィスは、任意の好適な形状であってもよく、対象の断面形状は、これらに限定されないが、例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線断面形状、例えば、円形、楕円形などの曲線断面形状、並びに、例えば、平面上部に結合された放物線底部などの不規則形状を含む。特定の実施形態では、対象のフローセルは、円形オリフィスを有する。ノズルオリフィスのサイズは、いくつかの実施形態では、例えば、２μｍ～１７５００μｍ、例えば、５μｍ～１５０００μｍ、例えば、１０μｍ～１２５００μｍ、例えば、１５μｍ～１００００μｍ、例えば、２５μｍ～７５００μｍ、例えば、５０μｍ～５０００μｍ、例えば、７５μｍ～１０００μｍ、例えば、１００μｍ～７５０μｍ、及び１５０μｍ～５００μｍを含む、１μｍ～２００００μｍの範囲で相違し得る。特定の実施形態では、ノズルオリフィスは、１００μｍである。
いくつかの実施形態では、フローセルは、試料をフローセルに提供するように構成された試料注入ポートを含む。実施形態では、試料注入システムは、フローセル内部チャンバに試料の好適なフローを提供するように構成される。フローストリームの所望の特性に応じて、試料注入ポートによってフローセルチャンバに伝達される試料の速度は、例えば、２μＬ／分以上、例えば、３μＬ／分以上、例えば、５μＬ／分以上、例えば、１０μＬ／分以上、例えば、１５μＬ／分以上、例えば、２５μＬ／分以上、例えば、５０μＬ／分以上、及び１００μＬ／分以上を含む、１μＬ／分以上であってもよく、いくつかの事例では、例えば、２μＬ／秒以上、例えば、３μＬ／秒以上、例えば、５μＬ／秒以上、例えば、１０μＬ／秒以上、例えば、１５μＬ／秒以上、例えば、２５μＬ／秒以上、例えば、５０μＬ／秒以上、及び１００μＬ／秒以上を含む、試料注入ポートによってフローセルチャンバに伝達される試料の速度が１μＬ／秒以上である。
試料注入ポートは、内部チャンバの壁に位置決めされたオリフィスであってもよく、又は、内部チャンバの近位端に位置決めされた導管であってもよい。試料注入ポートが内部チャンバの壁に位置決めされたオリフィスである場合、試料注入ポートオリフィスは、任意の好適な形状であってもよく、対象の断面形状は、限定されるものではないが、例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線断面形状、例えば、円形、楕円形などの曲線断面形状、並びに、例えば、平面上部に結合された放物線底部などの不規則形状を含む。特定の実施形態では、試料注入ポートは、円形オリフィスを有する。試料注入ポートオリフィスのサイズは、形状に応じて相違し得、特定の事例では、例えば、０．２～３．０ｍｍ、例えば、０．５ｍｍ～２．５ｍｍ、例えば、０．７５ｍｍ～２．２５ｍｍ、例えば、１ｍｍ～２ｍｍ、及び例えば、１．５ｍｍなど１．２５ｍｍ～１．７５ｍｍを含む、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの範囲の開口部を有する。
特定の事例では、試料注入ポートは、フローセル内部チャンバの近位端に位置決めされた導管である。例えば、試料注入ポートは、フローセルオリフィスに沿った試料注入ポートのオリフィスを有するように配置された導管であってもよい。試料注入ポートが、フローセルオリフィスに沿って配置された導管である場合、試料注入チューブの断面形状は、任意の好適な形状であってもよく、対象の断面形状は、これらに限定されないが、例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線断面形状、例えば、円形、楕円形などの曲線断面形状、並びに、例えば、平面上部に結合された放物線底部などの不規則形状を含む。導管のオリフィスは、形状に応じて相違し得、いくつかの事例では、例えば、０．２～３．０ｍｍ、例えば、０．５ｍｍ～２．５ｍｍ、例えば、０．７５ｍｍ～２．２５ｍｍ、例えば、１ｍｍ～２ｍｍ、及び例えば、１．５ｍｍなど１．２５ｍｍ～１．７５ｍｍを含む、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの範囲の開口部を有する。試料注入ポートの先縁部の形状は、試料注入チューブの断面形状と同じであっても異なっていてもよい。例えば、試料注入ポートのオリフィスは、例えば、２°～９°、例えば、３°～８°、例えば、４°～７°、及び５°のベベル角を含む、１°～１０°の範囲のベベル角を有するベベル先端部を含み得る。
いくつかの実施形態では、フローセルは、また、フローセルにシース流体を提供するように構成されたシース流体注入ポートも含む。実施形態では、シース流体注入システムは、例えば、試料と併せて、フローセル内部チャンバにシース流体のフローを提供して、試料フローストリームを取り囲むシース流体の積層フローストリームを生成するように構成される。フローストリームの所望の特性に応じて、フローセルチャンバに伝達されるシース流体の速度は、例えば、５０μＬ／秒以上、例えば、７５μＬ／秒以上、例えば、１００μＬ／秒以上、例えば、２５０μＬ／秒以上、例えば、５００μＬ／秒以上、例えば、７５０μＬ／秒以上、例えば、１０００μＬ／秒以上、及び２５００μＬ／秒以上を含む、２５μＬ／秒以上であり得る。
いくつかの実施形態では、シース流体注入ポートは、内部チャンバの壁に位置決めされたオリフィスである。シース流体注入ポートオリフィスは、任意の好適な形状であってもよく、対象の断面形状は、これらに限定されないが、例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線断面形状、例えば、円形、楕円形などの曲線断面形状、並びに、例えば、平面上部に結合された放物線底部などの不規則形状を含む。試料注入ポートオリフィスのサイズは、形状に応じて相違し得、いくつかの事例では、例えば、０．２～３．０ｍｍ、例えば、０．５ｍｍ～２．５ｍｍ、例えば、０．７５ｍｍ～２．２５ｍｍ、例えば、１ｍｍ～２ｍｍ、及び例えば、１．５ｍｍなど１．２５ｍｍ～１．７５ｍｍを含む、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの範囲の開口部を有する。
いくつかの実施形態では、システムは、フローセルを通じてフローストリームを伝播させるためにフローセルと流体連通するポンプを更に含む。フローセルを通るフローストリームのフローを制御するために、任意の便利な流体ポンププロトコルが、用いられてもよい。特定の事例では、システムは、パルスダンパを有する蠕動ポンプなどの、蠕動ポンプを含む。主題のシステム内のポンプは、フローストリーム中の試料からの光を検出するために好適な速度でフローセルを通して流体を伝達するように構成されている。いくつかの事例では、フローセル中の試料フローの速度は、例えば、２μＬ／分以上、例えば、３μＬ／分以上、例えば、５μＬ／分以上、例えば、１０μＬ／分以上、例えば、２５μＬ／分以上、例えば、５０μＬ／分以上、例えば、７５μＬ／分以上、例えば、１００μＬ／分以上、例えば、２５０μＬ／分以上、例えば、５００μＬ／分以上、例えば、７５０μＬ／分以上、及び１０００μＬ／分以上を含む、１μＬ／分（マイクロリットル毎分）以上である。例えば、システムは、例えば、１μＬ／分～２５０μＬ／分、例えば、１μＬ／分～１００μＬ／分、例えば、２μＬ／分～９０μＬ／分、例えば、３μＬ／分～８０μＬ／分、例えば、４μＬ／分～７０μＬ／分、例えば、５μＬ／分～６０μＬ／分、及び１０μＬ／分～５０μＬ／分を含む、１μＬ／分～５００μＬ／分の範囲の速度でフローセルを通して試料を流すように構成されているポンプを含み得る。特定の実施形態では、フローストリームの流量は、５μＬ／分～６μＬ／分である。
システムは、また、（例えば、フローサイトメータ内の）フローストリーム中の試料からの光を検出するための１つ以上の検出器を含む。検出器は、側方散乱光、前方散乱光、放出光、又はそれらの組み合わせを検出するように構成され得る。好適な光検出プロトコルは、これらに限定されないが、他の光検出器の中でも、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、増感型電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、フォトンカウンタ、ボロメータ、焦電検出器、光抵抗器、太陽電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体又はフォトダイオード、並びにこれらの組み合わせなどの光学センサ又は光検出器を含む。特定の実施形態では、粒子選別モジュールの試料検査領域で照射されたフローストリームからの光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又はＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）画像センサで測定される。特定の実施形態では、光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）で測定される。
システムは、また、１つ以上の光学調節構成要素を含み得る。例えば、システムは、レンズ、ミラー、コリメータ、着色ガラスなどの波長セパレータ、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、モノクロメータなどを含み得る。特定の実施形態では、システムは、ビームスプリッタと、例えば、上述したように、水平軸に沿って出力レーザービームを反転するための、光学インバータ構成要素とを含む。特定の実施形態では、検出器は、フローストリーム中の試料から離間して位置決めされ、フローストリーム中の試料からの光は、光ファイバ又は自由空間光リレーシステムなどの、光学リレーシステムを通して検出器に伝播される。例えば、光学リレーシステムは、光ファイバ光リレー束であってよく、光は、光ファイバ光リレー束を通して検出器に伝達される。検出器に光を伝播させるために、任意の光ファイバ光リレーシステムが、用いられてもよい。特定の実施形態では、光を検出器に伝播するための好適な光ファイバ光リレーシステムは、限定されるものではないが、米国特許第６，８０９，８０４号に記載されるものなどの光ファイバ光リレーシステムを含み、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、光学リレーシステムは、自由空間光リレーシステムである。「自由空間光リレー」という語句は、本明細書では、その従来の意味で、１つ以上の光学構成要素の構成を用いて、自由空間を通って光を検出器に方向付ける光伝播を指すために使用される。特定の実施形態では、自由空間光リレーシステムは、近位縁部及び遠位縁部を有するハウジングを含み、近位縁部は、検出器に結合される。自由空間リレーシステムは、レンズ、ミラー、スリット、ピンホール、波長セパレータ、又はそれらの組み合わせソーティングのうちの１つ以上などの、異なる光学調節構成要素の任意の組み合わせを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、対象の自由空間光リレーシステムは、１つ以上の集束レンズを含む。他の実施形態では、主題の自由空間光リレーシステムは、１つ以上のミラーを含む。更に他の実施形態では、自由空間光リレーシステムは、コリメーティングレンズを含む。特定の実施形態では、光を検出器に伝播させるための好適な自由空間光リレーシステムは、限定されるものではないが、例えば、米国特許第７，６４３，１４２号、同第７，７２８，９７４号、及び同第８，２２３，４４５号に記載されたもののような光リレーシステムであり、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態では、主題のシステムは、フローストリーム内の試料によって放出された光を検出するための上述の光検出システムを用いるフローサイトメトリックシステムである。特定の実施形態では、主題のシステムは、フローサイトメトリックシステムである。好適なフローサイトメトリーシステムは、これらに限定されないが、Ｏｒｍｅｒｏｄ（ｅｄ．）、Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ（１９９７）、Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ ｅｔ ａｌ．（ｅｄｓ．），Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ（１９９７）、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，３ｒｄ ｅｄ．，Ｗｉｌｅｙ－Ｌｉｓｓ（１９９５）、Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ ａｌ．（２０１２）Ａｎｎ Ｃｌｉｎ Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊａｎ；４９（ｐｔ１）：１７－２８、Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ Ｔｈｒｏｍ Ｈｅｍｏｓｔ．２００４ Ｏｃｔ；３０（５）：５０２－１１、Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．Ｊ Ｐａｔｈｏｌ，２０１０ Ｄｅｃ；２２２（４）：３３５－３４４；及びＨｅｒｂｉｇ，ｅｔ ａｌ．（２００７）Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｔｈｅｒ Ｄｒｕｇ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３－２５５に記載されているものを含んでもよく、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。特定の事例では、対象のフローサイトメトリーシステムは、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）ＩＩフローサイトメータ、ＢＤ Ａｃｃｕｒｉ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣｅｌｅｓｔａ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＬｙｒｉｃ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＶｅｒｓｅ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｙｍｐｈｏｎｙ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＬＳＲＦｏｒｔｅｓｓａ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＬＳＲＦｏｒｔｅｓｓ（商標）Ｘ－２０フローサイトメータ、及びＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｌｉｂｕｒ（商標）細胞選別機、ａ ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣｏｕｎｔ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＬｙｒｉｃ（商標）細胞選別機、及びＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｖｉａ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｆｌｕｘ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｊａｚｚ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ａｒｉａ（商標）細胞選別機、及びＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＭｅｌｏｄｙ（商標）細胞選別機などを含む。
特定の事例では、主題のシステムは、Ｄｉｅｂｏｌｄ，ｅｔ ａｌ．Ｎａｔｕｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ．７（１０）；８０６－８１０（２０１３）に記載されたもの、並びに米国特許第９，４２３，３５３号、同第９，７８４，６６１号、同第９，９８３，１３２号、同第１０，００６，８５２号、同第１０，０７８，０４５号、同第１０，０３６，６９９号、同第１０，２２２，３１６号、同第１０，２８８，５４６号、同第１０，３２４，０１９号、同第１０，４０８，７５８号、同第１０，４５１，５３８号、同第１０，６２０，１１１号、及び米国特許公開第２０１７／０１３３８５７号、同第２０１７／０３２８８２６号、同第２０１７／０３５０８０３号、同第２０１８／０２７５０４２号、同第２０１９／０３７６８９５号、及び同第２０１９／０３７６８９４号に記載されたものなどの、高周波タグ付き放出（ＦＩＲＥ）を使用する蛍光撮像によって、フローストリーム中の粒子を撮像するように構成されたフローサイトメトリーシステムであり、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態では、主題のシステムは、試料の粒子（例えば、細胞）のうちの１つ以上を選別するように構成されている。「選別する」という用語は、本明細書では、その従来の意味で使用され、試料の成分（例えば、細胞、生体高分子などの非細胞粒子）を分離すること、場合によっては、その分離された成分を１つ以上の試料収集容器に送達することを指す。例えば、主題のシステムは、例えば、３つ以上の成分、例えば、４つ以上の成分、例えば、５つ以上の成分、例えば、１０個以上の成分、例えば、１５個以上の成分、及び２５個以上の成分を有する試料をソーティングすることを含む、２つ以上の成分を有する試料を選別するために構成され得る。試料成分のうちの１つ以上、例えば、２つ以上の試料成分、例えば、３つ以上の試料成分、例えば、４つ以上の試料成分、例えば、５つ以上の試料成分、例えば、１０個以上の試料成分が、試料から分離され得、試料収集容器に送達され得、また、１５個以上の試料成分が、その試料から分離され得、試料収集容器に送達され得る。
いくつかの実施形態では、対象の粒子選別システムは、２０１７年３月２８日に出願された米国特許公開第２０１７／０２９９４９３号に記載されているものなどの、密閉された粒子選別モジュールを用いて、粒子を選別するように構成されており、その開示は、参照により、本明細書に組み込まれる。特定の実施形態では、試料の粒子（例えば、細胞）は、２０１９年１２月２３日に出願された米国特許出願第１６／７２５，７５６号に記載されたものなどの、複数の選別判定ユニットを有する選別判定モジュールを使用して選別され、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、主題の粒子選別システムは、例えば、米国特許第１０，００６，８５２号、同第９，９５２，０７６号、同第９，９３３，３４１号、同第９，７８４，６６１号、同第９，７２６，５２７号、同第９，４５３，７８９号、同第９，２００，３３４号、同第９，０９７，６４０号、同第９，０９５，４９４号、同第９，０９２，０３４号、同第８，９７５，５９５号、同第８，７５３，５７３号、同第８，２３３，１４６号、同第８，１４０，３００号、同第７，５４４，３２６号、同第７，２０１，８７５号、同第７，１２９，５０５号、同第６，８２１，７４０号、同第６，８１３，０１７号、同第６，８０９，８０４号、同第６，３７２，５０６号、同第５，７００，６９２号、同第５，６４３，７９６号、同第５，６２７，０４０号、同第５，６２０，８４２号、同第５，６０２，０３９号に記載されるものなど、フローサイトメトリックシステムであり、これらの開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、システムは、４０１（図４Ａ）を使用して、粒子を収集容器中に物理的に選別することの有無にかかわらず、粒子を分析及び特性評価することができる、粒子分析器である。図４Ａは、計算ベースの試料分析及び粒子特性評価のための粒子分析システムの機能ブロック図を示す。いくつかの実施形態では、粒子分析システム４０１は、フローシステムである。図４Ａに示される粒子分析システム４０１は、全体的又は部分的に、本明細書に記載の方法を実行するように構成され得る。粒子分析システム４０１は、流体工学システム４０２を含む。流体システム４０２は、試料チューブ４０５及び試料の粒子４０３（例えば、細胞）が共通の試料経路４０９に沿って移動する試料チューブ内の移動流体カラムを含み得るか、又はそれと結合され得る。
粒子分析システム４０１は、各粒子が共通試料経路に沿って１つ以上の検出ステーションを通過するときに、各粒子から信号を収集するように構成された検出システム４０４を含む。検出ステーション４０８は、概して、共通試料経路の監視エリア４０７を指す。いくつかの実施態様では、検出は、粒子４０３が監視エリア４０７を通過するときに、それらの粒子の光、又は１つ以上の他の特性を検出することを含み得る。図４Ａでは、１つの監視エリア４０７を有する１つの検出ステーション４０８が示されている。粒子分析システム４０１のいくつかの実施態様は、複数の検出ステーションを含むことができる。更に、いくつかの検出ステーションは、２つ以上の領域を監視することができる。
各信号には、各粒子に対してデータポイントを形成するための信号値が割り当てられる。上述したように、このデータは、事象データと称され得る。データポイントは、粒子に対して測定されたそれぞれの特性の値を含む多次元データポイントであり得る。検出システム４０４は、一連のそのようなデータポイントを第１の時間間隔で収集するように構成されている。
粒子分析システム４０１は、また、制御システム４０６も含むことができる。制御システム４０６は、１つ以上のプロセッサ、振幅制御回路、及び／又は周波数制御回路を含むことができる。示された制御システムは、流体工学システム４０２に動作可能に関連付けられ得る。制御システムは、ポアソン分布、及び第１の期間中に検出システム４０４によって収集されたデータポイントの数に基づいて、第１の期間の少なくとも一部分について計算された信号周波数を生成するように構成され得る。制御システム４０６は、第１の期間の一部分におけるデータポイントの数に基づいて、実験的な信号周波数を生成するように更に構成され得る。制御システム４０６は、追加的に、実験的な信号周波数を、計算された信号周波数又は所定の信号周波数のそれと比較することができる。
図４Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、フローサイトメトリーのためのシステム４００を示す。このシステム４００は、フローサイトメータ４１０、コントローラ／プロセッサ４９０、及びメモリ４９５を含む。このフローサイトメータ４１０は、１つ以上の励起レーザー４１５ａ～４１５ｃ、集束レンズ４２０、フローチャンバ４２５、前方散乱検出器４３０、側方散乱検出器４３５、蛍光集束レンズ４４０、１つ以上のビームスプリッタ４４５ａ～４４５ｇ、１つ以上のバンドパスフィルタ４５０ａ～４５０ｅ、１つ以上のロングパス（「ＬＰ」）フィルタ４５５ａ～４５５ｂ、及び１つ以上の蛍光検出器４６０ａ～４６０ｆを含む。
励起レーザー４１５ａ～４１５ｃは、レーザービームの形態の光を放出する。励起レーザー４１５ａ～４１５ｃから放出されたレーザービームの波長は、図４Ｂの例示的なシステムにおいて、それぞれ、４８８ｎｍ、６３３ｎｍ、及び３２５ｎｍである。レーザービームは、最初、ビームスプリッタ４４５ａ及び４４５ｂのうちの１つ以上を通って導かれる。ビームスプリッタ４４５ａは、４８８ｎｍで光を透過し、６３３ｎｍで光を反射する。ビームスプリッタ４４５ｂは、ＵＶ光（１０～４００ｎｍの範囲の波長を有する光）を透過し、４８８ｎｍ及び６３３ｎｍで光を反射する。
次いで、レーザービームは、集束レンズ４２０に導かれ、集束レンズ４２０は、試料の粒子がフローチャンバ４２５内に配置されている流体ストリームの部分上にビームを集束させる。フローチャンバは、調査のために、通常一度に１つ、ストリーム中の粒子を集束レーザービームに誘導する流体工学システムの一部である。フローチャンバは、ベンチトップフローサイトメータ内にフローセルを、又はストリームインエアサイトメータ内にノズル先端部を備えることができる。
レーザービームからの光は、粒子のサイズ、内部構造、及び粒子の上若しくは中に付属されるか若しくは自然に存在する１つ以上の蛍光分子の存在などの粒子の特性に応じて、様々な異なる波長での再放出を伴う回折、屈折、反射、散乱、及び吸収によって、試料内の粒子と相互作用する。蛍光放出、並びに回折光、屈折光、反射光、及び散乱光は、ビームスプリッタ４４５ａ～４４５ｇ、バンドパスフィルタ４５０ａ～４５０ｅ、ロングパスフィルタ４５５ａ～４５５ｂ、及び蛍光集束レンズ４４０のうちの１つ以上を通って、前方散乱検出器４３０、側方散乱検出器４３５、及び１つ以上の蛍光検出器４６０ａ～４６０ｆのうちの１つ以上に経路が設定され得る。
蛍光集束レンズ４４０は、粒子レーザービーム間の相互作用から放出された光を収集し、１つ以上のビームスプリッタ及びフィルタに向けてその光を経路設定する。バンドパスフィルタ４５０ａ～４５０ｅなどのバンドパスフィルタは、狭い波長範囲がフィルタを通過することを可能にする。例えば、バンドパスフィルタ４５０ａは、５１０／２０フィルタである。第１番目の数字は、スペクトル帯域の中心を表す。第２番目の数字は、スペクトル帯域の範囲を提供する。したがって、５１０／２０フィルタは、スペクトル帯域の中心の各側面上に１０ｎｍ、又は５００ｎｍ～５２０ｎｍに広がる。ショートパスフィルタは、指定された波長以下の光の波長を透過する。ロングパスフィルタ４５５ａ～４５５ｂなどのロングパスフィルタは、指定された波長以上の光の波長を透過する。例えば、６７０ｎｍのロングパスフィルタであるロングパスフィルタ４５５ａは、６７０ｎｍ以上の光の波長を透過する。フィルタは、特定の蛍光色素に対する検出器の特異性を最適化するために選択される場合が多い。それらのフィルタは、検出器に透過された光のスペクトル帯域が蛍光色素の放出ピークに近くなるように構成され得る。
ビームスプリッタは、異なる波長の光を、異なる方向に導く。ビームスプリッタは、ショートパス及びロングパスなどのフィルタ特性によって特徴付けられ得る。例えば、ビームスプリッタ４４５ｇは、６２０ＳＰビームスプリッタであり、このビームスプリッタ４４５ｇは、６２０ｎｍ以下の短い光波長を透過し、６２０ｎｍよりも長い光波長を異なる方向に反射させることを意味する。一実施形態では、ビームスプリッタ４４５ａ～４４５ｇは、二色性ミラーなどの光学ミラーを備えることができる。
前方散乱検出器４３０は、フローセルを通る直接ビームから軸外にわずかに離れて位置決めされ、回折光、粒子を通って又はその周りをほとんど前方方向に移動する励起光を検出するように構成される。前方散乱検出器によって検出された光の強度は、粒子のサイズ全体に依存する。前方散乱検出器は、フォトダイオードを含むことができる。側方散乱検出器４３５は、粒子の表面及び内部構造からの回折光及び反射光を検出するように構成され、粒子構造が複雑になるにつれて増加する傾向がある。粒子に関連付けられた蛍光分子からの蛍光放出は、１つ以上の蛍光検出器４６０ａ～４６０ｆによって検出され得る。側方散乱検出器４３５及び蛍光検出器は、光電子増倍管を含むことができる。前方散乱検出器４３０、側方散乱検出器４３５、及び蛍光検出器で検出された信号は、検出器によって電子信号（電圧）に変換され得る。このデータは、試料に関する情報を提供することができる。
当業者は、本発明の一実施形態によるフローサイトメータが、図４Ｂに示されるフローサイトメータに限定されず、当技術分野で既知の任意のフローサイトメータを含み得ることを認識する。例えば、フローサイトメータは、様々な波長で、かつ様々な異なる構成で、任意の数のレーザー、ビームスプリッタ、フィルタ、及び検出器を有してもよい。
動作中、フローサイトメータの動作は、コントローラ／プロセッサ４９０によって制御され、検出器からの測定データは、メモリ４９５内に記憶されて、コントローラ／プロセッサ４９０によって処理され得る。明示的には示されていないが、コントローラ／プロセッサ１９０は、検出器に結合されて、その検出器から出力信号を受信し、また、フローサイトメータ４００の電気構成要素及び電気機械構成要素に結合されて、レーザー、流体フローパラメータなどを制御することができる。入力／出力（Ｉ／Ｏ）機能部４９７は、システム内にも提供され得る。メモリ４９５、コントローラ／プロセッサ４９０、及びＩ／Ｏ４９７は、全体的に、フローサイトメータ４１０の不可欠な部分として提供され得る。そのような実施形態では、ディスプレイは、また、フローサイトメータ４００のユーザに実験的なデータを提示するための、Ｉ／Ｏ機能部４９７の一部も形成し得る。あるいは、メモリ４９５及びコントローラ／プロセッサ４９０及びＩ／Ｏ機能部の一部又は全ては、汎用コンピュータなどの１つ以上の外部デバイスの一部であってもよい。いくつかの実施形態では、メモリ４９５及びコントローラ／プロセッサ４９０の一部又は全ては、フローサイトメータ４１０と無線又は有線で通信することができる。メモリ４９５及びＩ／Ｏ４９７と併せて、コントローラ／プロセッサ４９０は、フローサイトメータ実験の調製及び分析に関連する様々な機能を実行するように構成され得る。
図４Ｂに例示されるシステムは、フローセル４２５から各検出器へのビーム経路におけるフィルタ及び／又はスプリッタの構成によって画定されるように、６つの異なる波長帯域（本明細書では、所与の検出器についての「フィルタウィンドウ」と称され得る）内の蛍光を検出する６つの異なる検出器を含む。フローサイトメータ実験に使用される異なる蛍光分子は、それら独自の特性波長帯域の光を放出する。実験に使用される特定の蛍光標識、及びそれらの関連する蛍光放出帯域は、検出器のフィルタウィンドウと概ね一致するように、選択され得る。ただし、より多くの検出器が提供され、かつより多くの標識が利用されるため、フィルタウィンドウと蛍光放出スペクトルとの間の完全な対応は、不可能である。特定の蛍光分子の放出スペクトルのピークは、１つの特定の検出器のフィルタウィンドウ内に存在する場合があるが、その標識の発光スペクトルの一部が、また、１つ以上の他の検出器のフィルタウィンドウとも重複することは、一般的に正しい。これは、こぼれ信号と称され得る。Ｉ／Ｏ４９７は、蛍光標識のパネルを有するフローサイトメータ実験、及び複数のマーカーを有する複数の細胞母集団に関係するデータを受信するように構成され得、各細胞母集団は、複数のマーカーのサブセットを有する。Ｉ／Ｏ４９７は、また、１つ以上のマーカーを１つ以上の細胞母集団に割り当てる生体データ、マーカー濃度データ、発光スペクトルデータ、１つ以上のマーカーに標識を割り当てるデータ、及びサイトメータ構成データも受信するように構成され得る。標識スペクトル特性及びフローサイトメータ構成データなどのフローサイトメータ実験データも、また、メモリ４９５内に記憶され得る。コントローラ／プロセッサ４９０は、マーカーに対する標識の１つ以上の割り当てを評価するように構成され得る。
図５は、生体事象を分析及び表示するための、分析コントローラ５００などの、粒子分析器制御システムの一実施例の機能ブロック図を示す。分析コントローラ５００は、生体事象のグラフィック表示を制御するための様々なプロセスを実施するように構成され得る。
粒子分析器５０２は、生体事象データを取得するように構成され得る。例えば、フローサイトメータは、フローサイトメトリック事象データを生成することができる。粒子分析器５０２は、生体事象データを分析コントローラ５００に提供するように構成され得る。データ通信チャネルが、粒子分析器５０２と分析コントローラ５００との間に含まれ得る。生体事象データは、データ通信チャネルを介して、分析コントローラ５００に提供され得る。
分析コントローラ５００は、粒子分析器５０２から生体事象データを受信するように構成され得る。粒子分析器５０２から受信した生体事象データは、フローサイトメトリック事象データを含むことができる。分析コントローラ５００は、生体事象データの第１のプロットを含むグラフィカル表示を表示デバイス５０６に提供するように構成され得る。分析コントローラ５００は、対象の領域を、表示デバイス５０６によって示される生体事象データの母集団の周辺のゲートとして、例えば、第１のプロット上に重ねられて、レンダリングするように更に構成され得る。いくつかの実施形態では、そのゲートは、単一パラメータのヒストグラム又は二変量プロット上に描かれる、対象の１つ以上の画像領域の論理結合であり得る。いくつかの実施形態では、そのディスプレイを使用して、粒子パラメータ又は飽和した検出器データを表示することができる。
分析コントローラ５００は、ゲート内の表示デバイス５０６上に生体事象データを、ゲートの外側の生体事象データ内の他の事象とは異なって表示するように更に構成され得る。例えば、分析コントローラ５００は、ゲート内に含まれる生体事象データの色を、ゲートの外側の生体事象データの色とは区別するようレンダリングするように構成され得る。表示デバイス５０６は、モニタ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、又はグラフィカルインターフェースを提示するように構成された他の電子デバイスとして、実装され得る。
分析コントローラ５００は、第１の入力デバイスからゲートを識別するゲート選択信号を受信するように構成され得る。例えば、第１の入力デバイスは、マウス５１０として実装され得る。このマウス５１０は、表示デバイス５０６を介して表示又は操作されるゲートを識別する分析コントローラ５００に対して、（例えば、カーソルをそこに位置決めするときに、所望のゲートをクリックすることによって）ゲート選択信号を始動させることができる。いくつかの実施態様では、第１のデバイスは、キーボード５０８、又はタッチスクリーン、入力用ペン、光検出器、若しくは音声認識システムなどの、入力信号を分析コントローラ５００に提供するための他の手段として実装され得る。いくつかの入力デバイスは、複数の入力機能を含み得る。そのような実施態様では、入力機能は、それぞれ、入力デバイスとみなされ得る。例えば、図５に示されるように、マウス５１０は、右マウスボタン及び左マウスボタンを含み得、それらの各々は、起動事象を生成し得る。
この起動事象は、分析コントローラ５００に、データが表示される方法、データのどの部分が実際に表示デバイス５０６上に表示されるかを変更させ、かつ／又は粒子選別の対象の母集団の選択などの更なる処理への入力を提供させ得る。
いくつかの実施形態では、分析コントローラ５００は、ゲート選択がマウス５１０によっていつ始動されたかを検出するように構成され得る。分析コントローラ５００は、プロットの視覚化を自動的に修正して、ゲート制御プロセスを容易にするように更に構成され得る。この修正は、分析コントローラ５００によって受信された生体事象データの特定の分布に基づき得る。
分析コントローラ５００は、記憶デバイス５０４に接続され得る。この記憶デバイス５０４は、分析コントローラ５００から生体事象データを受信及び記憶するように構成され得る。記憶デバイス５０４は、また、分析コントローラ５００からフローサイトメトリック事象データも受信及び記憶するように構成され得る。記憶デバイス５０４は、分析コントローラ５００によって、フローサイトメトリック事象データなどの生体事象データの検索を可能にするように更に構成され得る。
表示デバイス５０６は、分析コントローラ５００から表示データを受信するように構成され得る。表示データは、生体事象データのプロット、及びそのプロットの区画の輪郭を描くゲートを含み得る。表示デバイス５０６は、粒子分析器５０２、記憶デバイス５０４、キーボード５０８、及び／又はマウス５１０からの入力と併せて、分析コントローラ５００から受信した入力に従って提示された情報を変更するように更に構成され得る。
いくつかの実施態様では、分析コントローラ５００は、ユーザインターフェースを生成して、選別のための例示的な事象を受信することができる。例えば、このユーザインターフェースは、例示的な事象又は例示的な画像を受信するための制御を含むことができる。例示的イベント若しくは画像、又は例示的ゲートは、試料についてのイベントデータの収集前に、又は試料の一部分についてのイベントの初期セットに基づいて提供され得る。
コンピュータ制御システム
本開示の態様は、主題の方法を実践するためのコンピュータ制御システムを更に含み、システムは、本明細書に記載される方法を実践するためのシステムの完全な自動化又は部分的な自動化のための１つ以上のコンピュータを更に含む。いくつかの実施形態では、システムは、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータを含み、コンピュータプログラムは、コンピュータ上にロードされたときに、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するための命令と、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定するための命令と、判定された強度プロファイルに応答して音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するための命令とを含む。特定の実施形態では、コンピュータプログラムは、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルの画像をキャプチャするための命令と、キャプチャされた画像に基づいて強度プロファイルを判定するための命令とを含む。
本開示の態様は、主題の方法を実践するためのコンピュータ制御システムを更に含み、システムは、本明細書に記載される方法を実践するためのシステムの完全な自動化又は部分的な自動化のための１つ以上のコンピュータを更に含む。いくつかの実施形態では、システムは、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータを含み、コンピュータプログラムは、コンピュータ上にロードされたときに、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するための命令と、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルを判定するための命令と、判定された強度プロファイルに応答して音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するための命令とを含む。特定の実施形態では、コンピュータプログラムは、水平軸に沿って出力レーザービームの強度プロファイルの画像をキャプチャするための命令と、キャプチャされた画像に基づいて強度プロファイルを判定するための命令とを含む。
実施形態では、システムは、入力モジュール、処理モジュール、及び出力モジュールを含む。いくつかの実施形態では、主題のシステムは、音響光学デバイス（例えば、音響光学偏向器）、レーザー、波形生成器、適用された光源の試料、強度、及び波長（離散的又は範囲）、フローセル直径、光チャネルの数、検出領域の数、光源による照射の持続時間、異なる光源の数、光源からフローチャネルまでの距離、任意の光学調節構成要素の焦点距離、フローチャネル媒体（例えば、シース流体）の屈折率、任意の波長セパレータの存在、バンドパス幅、不透明度、格子間隔を含む波長セパレータの特性、並びに光検出器の特性及び感度、に関するパラメータ又は情報を入力するための入力モジュールを含み得る。
処理モジュールが主題の方法のステップのうちの１つ以上を実行した後、出力モジュールは、例えば、モニタ上に表示することによって、又はレポートを印刷することによって、結果をユーザに伝える。
主題のシステムは、ハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との両方を含んでもよく、ハードウェア構成要素は、例えば、サーバの形態で１つ以上のプラットフォームの形態をとってもよく、その結果、システムの機能要素、すなわち、特定のタスク（情報の入出力の管理、情報の処理など）を実行するシステムのそれらの要素は、システムに表される１つ以上のコンピュータプラットフォーム上で及びそれにわたってソフトウェアアプリケーションの実行によって実行されてもよい。
システムは、ディスプレイ及びオペレータ入力デバイスを含んでもよい。オペレータ入力デバイスは、例えば、キーボード、マウスなどであってもよい。処理モジュールは、音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成すること、出力レーザービームの強度プロファイルの画像をキャプチャすること、及び各角度偏向レーザービームについて音響光学デバイスに入力される波形のトーンを、実質的に同じ振幅を有するように調節することなどの、主題の方法のステップを実行するための命令が記憶されたメモリにアクセスするプロセッサを含む。
処理モジュールは、主題の方法のステップを実行するために記憶された命令を有するメモリにアクセスするプロセッサを含む。処理モジュールは、オペレーティングシステム、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラ、システムメモリ、メモリ記憶デバイス、及び入出力コントローラ、キャッシュメモリ、データバックアップユニット、並びに多くの他のデバイスを含み得る。プロセッサは、市販のプロセッサであり得るか、又は利用可能であるか、若しくは利用可能になる他のプロセッサのうちの１つであり得る。プロセッサは、オペレーティングシステムを実行し、オペレーティングシステムは、周知の方法でファームウェア及びハードウェアとインターフェース接続し、当技術分野で既知であるように、Ｊａｖａ、Ｐｅｒｌ、Ｃ＋＋、他の高級言語又は低級言語、並びにそれらの組み合わせなどの様々なプログラミング言語で記述され得る様々なコンピュータプログラムの機能を、プロセッサが連携及び実行することを容易にする。オペレーティングシステムは、通常、プロセッサと協調して、コンピュータの他の構成要素の機能を調整し、実行する。オペレーティングシステムは、また、全て既知の技術に従って、スケジューリング、入出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、並びに通信制御及び関連サービスを提供する。プロセッサは、任意の好適なアナログ又はデジタルシステムであり得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、第１の光信号及び第２の光信号に基づいて、ユーザが、光源をフローストリームと手動で位置合わせさせることを可能にするアナログ電子機器を含む。いくつかの実施形態では、プロセッサは、例えば、負帰還制御などのフィードバック制御を提供するアナログ電子機器を含む。
システムメモリは、様々な既知又は将来のメモリ記憶デバイスのいずれかであり得る。例としては、任意の一般的に入手可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、常駐ハードディスク若しくはテープなどの磁気媒体、読み取り及び書き込みコンパクトディスクなどの光学媒体、フラッシュメモリデバイス、又は他のメモリ記憶デバイスが挙げられる。メモリ記憶デバイスは、コンパクトディスクドライブ、テープドライブ、リムーバブルハードディスクドライブ、又はディスクドライブを含む、様々な既知又は将来のデバイスのいずれかであり得る。そのようなタイプのメモリ記憶デバイスは、通常、それぞれ、コンパクトディスク、磁気テープ、リムーバブルハードディスク、又は磁気ディスクなどのプログラム記憶媒体（図示せず）から読み出し、及び／又はプログラム記憶媒体に書き込む。これらのプログラム記憶媒体のいずれか、又は現在使用されている、若しくは後に開発され得る他のものは、コンピュータプログラム製品とみなされ得る。理解されるように、これらのプログラム記憶媒体は、通常、コンピュータソフトウェアプログラム及び／又はデータを記憶する。コンピュータ制御ロジックとも呼ばれるコンピュータソフトウェアプログラムは、通常、システムメモリ、及び／又はメモリ記憶デバイスと併せて使用されるプログラム記憶デバイスに記憶される。
いくつかの実施形態では、内部に記憶された制御ロジック（プログラムコードを含むコンピュータソフトウェアプログラム）を有するコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品が説明される。制御ロジックは、コンピュータ、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、本明細書に記載の機能を実行させる。他の実施形態では、いくつかの機能は、例えば、ハードウェアステートマシンを使用して、主にハードウェア内に実装される。本明細書に記載される機能を実行するためのハードウェアステートマシンの実装は、関連技術分野の当業者には明らかである。
メモリは、プロセッサがデータを記憶し、検索することができる、例えば、磁気、光学、又は固体記憶デバイス（磁気若しくは光学ディスク、若しくはテープ若しくはＲＡＭ、又は固定又はポータブルのいずれかの任意の他の好適なデバイスを含む）などの任意の好適なデバイスであってもよい。プロセッサは、必要なプログラムコードを搬送するコンピュータ可読媒体から好適にプログラムされた汎用デジタルマイクロプロセッサを含んでもよい。プログラミングは、通信チャネルを介してプロセッサにリモートで提供され得るか、又はメモリに関連してそれらのデバイスのいずれかを使用して、メモリ又は何らかの他のポータブル若しくは固定コンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータプログラム製品にあらかじめ保存され得る。例えば、磁気ディスク又は光学ディスクは、プログラミングを担持し得、ディスクライタ／リーダによって読み取ることができる。本発明のシステムは、例えば、コンピュータプログラム製品の形態のプログラミング、上記の方法を実施する際に使用するためのアルゴリズムも含む。本発明によるプログラミングは、コンピュータ可読媒体、例えば、コンピュータによって直接読み取り及びアクセスが可能な任意の媒体に記録され得る。そのような媒体としては、以下に限定されないが、磁気ディスク、ハードディスク記憶媒体、及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ＣＤ－ＲＯＭなどの光学記憶媒体、ＲＡＭ及びＲＯＭなどの電気記憶媒体、ポータブルフラッシュドライブ、並びに磁気／光学記憶媒体などのこれらのカテゴリのハイブリッドが挙げられる。
プロセッサは、また、リモート位置でユーザと通信するための通信チャネルへのアクセスを有し得る。リモート位置とは、ユーザがシステムと直接接触せず、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、電話ネットワーク、衛星ネットワーク、又は携帯電話（すなわち、スマートフォン）を含む任意の他の好適な通信チャネルに接続されたコンピュータなど、外部デバイスから入力マネージャに入力情報を中継することを意味する。
いくつかの実施形態では、本開示によるシステムは、通信インターフェースを含むように構成され得る。いくつかの実施形態では、通信インターフェースは、ネットワーク及び／又は別のデバイスと通信するための受信機及び／又は送信機を含む。通信インターフェースは、無線周波数（ＲＦ）通信（例えば、無線周波数特定（ＲＦＩＤ）、ジグビー通信プロトコル、ＷｉＦｉ、赤外線、無線ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、超広帯域（ＵＷＢ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコル、及び符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）又はモバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）などのセルラー通信を含むが、これらに限定されない、有線通信又は無線通信のために構成され得る。
一実施形態では、通信インターフェースは、主題のシステムと、同様の補完的データ通信のために構成される（例えば、診療所又は病院環境における）コンピュータ端末などの他の外部デバイスとの間のデータ通信を可能にするために、例えば、ＵＳＢポート、ＲＳ－２３２ポート、又は任意の他の好適な電気接続ポートなどの物理ポート又はインターフェースなど、１つ以上の通信ポートを含むように構成される。
一実施形態では、通信インターフェースは、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信、又は任意の他の適切な無線通信プロトコルのために構成され、これにより、主題のシステムが、コンピュータ端末及び／若しくはネットワーク、通信可能モバイル電話、携帯情報端末、又はユーザが併せて使用することができる任意の他の通信デバイスなどの他のデバイスと通信することが可能になる。
一実施形態では、通信インターフェースは、携帯電話ネットワーク、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、インターネットに接続されているローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）への無線接続、又はＷｉＦｉホットスポットでのインターネットへのＷｉＦｉ接続を介して、インターネットプロトコル（ＩＰ）を利用するデータ転送のための接続を提供するように構成されている。
一実施形態では、主題のシステムは、例えば、８０２．１１若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＲＦプロトコル、又はＩｒＤＡ赤外線プロトコルなどの共通の標準規格を使用して、通信インターフェースを介してサーバデバイスと無線で通信するように構成される。サーバデバイスは、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）若しくはノートブックコンピュータなどの別のポータブルデバイス、又はデスクトップコンピュータ、アプライアンスなどのより大きなデバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、サーバデバイスは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイ、並びにボタン、キーボード、マウス、又はタッチスクリーンなどの入力デバイスを有する。
いくつかの実施形態では、通信インターフェースは、上記の通信プロトコル及び／又は機構のうちの１つ以上を使用して、主題のシステム内、例えば、任意選択可能なデータ記憶ユニット内に記憶されたデータをネットワーク又はサーバデバイスと、自動的又は半自動的に伝達するように構成される。
出力コントローラは、人間であろうと機械であろうと、ローカルであろうとリモートであろうと、ユーザに情報を提示するための様々な既知の表示デバイスのいずれかのためのコントローラを含み得る。表示デバイスのうちの１つが視覚情報を提供する場合、この情報は、通常、画素の配列として、論理的にかつ／又は物理的に編成され得る。グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラは、システムとユーザとの間にグラフィカル入力及び出力インターフェースを提供するための、及びユーザ入力を処理するための、様々な既知又は将来のソフトウェアプログラムのいずれかを含み得る。コンピュータの機能要素は、システムバスを介して互いに通信し得る。これらの通信のいくつかは、ネットワーク又は他のタイプのリモート通信を使用して代替の実施形態で達成され得る。出力マネージャは、また、既知の技術に従って、例えば、インターネット、電話、又は衛星ネットワークを介して、リモート位置でユーザに、処理モジュールによって生成された情報を提供し得る。出力マネージャによるデータの提示は、様々な既知の技術に従って実施され得る。いくつかの例として、データは、ＳＱＬ、ＨＴＭＬ、若しくはＸＭＬドキュメント、電子メール若しくは他のファイル、又は他の形態のデータを含み得る。データは、ユーザが追加のＳＱＬ、ＨＴＭＬ、ＸＭＬ、又は他のドキュメント若しくはデータをリモートソースから取り出すことができるように、インターネットＵＲＬアドレスを含み得る。主題のシステム内に存在する１つ以上のプラットフォームは、通常、一般的にサーバと称されるコンピュータのクラスのものであるが、任意のタイプの既知のコンピュータプラットフォーム又は将来開発されるタイプであってもよい。また一方、それらは、メインフレームコンピュータ、ワークステーション、又は他のコンピュータタイプであってもよい。それらは、任意の既知若しくは将来のタイプのケーブル配線、又はネットワーク化されているか、若しくはされていないかのいずれかの無線システムを含む、他の通信システムを介して接続されてもよい。それらは、同じ場所にある場合もあれば、物理的に離れている場合もある。場合により、選択されたコンピュータプラットフォームのタイプ及び／又は構成に応じて、様々なオペレーティングシステムが、コンピュータプラットフォームのいずれかで採用されてもよい。適切なオペレーティングシステムとしては、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ ８、ｉＯＳ、Ｓｕｎ Ｓｏｌａｒｉｓ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＯＳ／４００、Ｃｏｍｐａｑ Ｔｒｕ６４ Ｕｎｉｘ、ＳＧＩ ＩＲＩＸ、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｒｅｌｉａｎｔ Ｕｎｉｘ、Ｕｂｕｎｔｕ、Ｚｏｒｉｎ ＯＳなどが挙げられる。
図６は、特定の実施形態による、例示的なコンピューティングデバイス６００の一般的なアーキテクチャを示す。図６に示されるコンピューティングデバイス６００の一般的なアーキテクチャは、コンピュータハードウェア及びソフトウェア構成要素の配置を含む。コンピューティングデバイス６００は、図６に示される要素よりも多くの（又はよりも少ない）要素を含み得る。ただし、有効な開示を提供するためには、これらの一般的に伝統的な要素の全てが、必ずしも示される必要はない。図示してあるように、コンピューティングデバイス６００は、処理ユニット６１０、ネットワークインターフェース６２０、コンピュータ可読媒体ドライブ６３０、入力／出力デバイスインターフェース６４０、ディスプレイ６５０、及び入力デバイス６６０を含み、それらの全ては、通信バスを経由して互いに通信することができる。ネットワークインターフェース６２０は、１つ以上のネットワーク又はコンピューティングシステムへの接続を提供することができる。したがって、処理ユニット６１０は、ネットワークを介して、他のコンピューティングシステム又はサービスから情報及び命令を受信することができる。処理ユニット６１０は、また、メモリ６７０との間でも通信することができ、入力／出力デバイスインターフェース６４０を介して、任意選択可能なディスプレイ６５０のための出力情報を更に提供することができる。入力／出力デバイスインターフェース８４０は、また、キーボード、マウス、デジタルペン、マイクロフォン、タッチスクリーン、ジェスチャー認識システム、音声認識システム、ゲームパッド、加速度計、ジャイロスコープ、又は他の入力デバイスなどの、任意選択可能な入力デバイス６６０から入力を受信することもできる。
メモリ６７０は、処理ユニット６１０が順番に実行して１つ以上の実施形態を実施するコンピュータプログラム命令（いくつかの実施形態では、モジュール又はコンポーネントとしてグループ化される）を含むことができる。メモリ６７０は、一般的に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び／又は他の永続的、補助的、又は非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。メモリ６７０は、コンピューティングデバイス６００の一般的な管理及び動作において、処理ユニット６１０によって使用されるためのコンピュータプログラム命令を提供するオペレーティングシステム６７２を記憶することができる。メモリ６７０は、本開示の態様を実装するためのコンピュータプログラム命令及び他の情報を更に含むことができる。
非一時的コンピュータ可読記憶媒体
本開示の態様は、主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒を更に含む。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の方法を実践するためのシステムの完全な自動化又は部分的な自動化のために、１つ以上のコンピュータの上で使用され得る。特定の実施形態では、本明細書に記載の方法による命令は、「プログラミング」の形態でコンピュータ可読媒体にコード化され得、この場合、「コンピュータ可読媒体」という用語は、本明細書で使用される場合、実行及び処理のために命令及びデータをコンピュータに提供することに関与する任意の非一時的記憶媒体を指す。好適な非一時的記憶媒体の例としては、磁気ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ソリッドステートディスク、及びネットワークアタッチド記憶装置（ＮＡＳ）が挙げられるが、このようなデバイスは、コンピュータの内部にあるか、又は外部にあるかを問わない。情報を含むファイルは、コンピュータ可読媒体に「記憶される」ことができ、ここで、「記憶する」とは、その情報がコンピュータによって後日アクセス可能及び検索可能であるように、その情報を記録することを意味する。本明細書に記載のコンピュータ実施方法は、任意の数のコンピュータプログラミング言語のうちの１つ以上で記述することができるプログラミングを使用して、実行され得る。そのような言語としては、例えば、Ｊａｖａ（Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐ．，Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ）、及びＣ＋＋（ＡＴ＆Ｔ Ｃｏｒｐ．，Ｂｅｄｍｉｎｓｔｅｒ，ＮＪ）、並びに任意の多くの他の言語が挙げられる。
本開示の態様は、主題の方法を実践するための命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒を更に含む。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の方法を実践するためのシステムの完全な自動化又は部分的な自動化のために、１つ以上のコンピュータの上で使用され得る。特定の実施形態では、本明細書に記載の方法による命令は、「プログラミング」の形態でコンピュータ可読媒体にコード化され得、この場合、「コンピュータ可読媒体」という用語は、本明細書で使用される場合、実行及び処理のために命令及びデータをコンピュータに提供することに関与する任意の非一時的記憶媒体を指す。好適な非一時的記憶媒体の例としては、磁気ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ソリッドステートディスク、及びネットワークアタッチド記憶装置（ＮＡＳ）が挙げられるが、このようなデバイスは、コンピュータの内部にあるか、又は外部にあるかを問わない。情報を含むファイルは、コンピュータ可読媒体に「記憶される」ことができ、ここで、「記憶する」とは、その情報がコンピュータによって後日アクセス可能及び検索可能であるように、その情報を記録することを意味する。本明細書に記載のコンピュータ実施方法は、任意の数のコンピュータプログラミング言語のうちの１つ以上で記述することができるプログラミングを使用して、実行され得る。そのような言語としては、例えば、Ｊａｖａ（Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐ．，Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ）、及びＣ＋＋（ＡＴ＆Ｔ Ｃｏｒｐ．，Ｂｅｄｍｉｎｓｔｅｒ，ＮＪ）、並びに任意の多くの他の言語が挙げられる。
いくつかの実施形態では、対象のコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを含み、コンピュータプログラムは、コンピュータにロードされたときに、音響光学デバイスをレーザーで照射して複数の角度偏向レーザービームを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムと、光検出器で粒子からの散乱光を検出するためのアルゴリズムと、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムと、判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムとを有する命令を含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルの画像をキャプチャするためのアルゴリズムと、キャプチャされた画像に基づいて強度プロファイルを判定するための命令とを含む。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムを含み、水平軸に沿った複数の角度偏向レーザービームの強度プロファイルプロットを生成することを含む。強度プロファイルプロットを生成する際に、方法は、各角度偏向レーザービームから強度値を判定することと、水平軸に沿って角度偏向レーザービームの位置に対して各強度値をプロットすることとを含み得る。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、水平軸に沿った角度偏向レーザービームの振幅に基づいて強度値を判定するためのアルゴリズムを含む。他の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームのキャプチャされた画像中の各角度偏向レーザービームによって生成された画素の明るさに基づいて強度値を判定するためのアルゴリズムを含む。いくつかの実施形態では、強度プロファイルプロットにプロットされる各強度値は、出力レーザービームの単一の測定値に基づく。他の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、所定の照射期間にわたる各角度偏向レーザービームの平均強度に基づいて各強度値をプロットするためのアルゴリズムを含む。
特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームの強度プロファイルを評価し、かつ所望の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するために１つ以上の調節が必要であるか否かを判定するためのアルゴリズムを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、調節のための出力レーザービームの角度偏向レーザービームのうちの１つ以上を識別するためのアルゴリズムを含む。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービーム中の２つ以上の角度偏向レーザービームが同じ強度を有するような方法で、角度偏向レーザービームの１つ以上の強度を調節するためのアルゴリズムを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームの複数の角度偏向レーザービームが、例えば、９％以下だけ、例えば、８％以下だけ、例えば、７％以下だけ、例えば、６％以下だけ、例えば、５％以下だけ、例えば、４％以下だけ、例えば、３％以下だけ、例えば、２％以下だけ、例えば、１％以下だけ、例えば、０．５％以下だけ、例えば、０．１％以下だけ、例えば、０．０１％以下だけ、及び０．００１％以下だけを含む、１０％以下だけ互いの間で相違する強度を有するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節するためのアルゴリズムを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームが水平軸に沿ってトップハットビームプロファイルを呈するような方法で、角度偏向レーザービームのうちの１つ以上の強度を調節するためのアルゴリズムを含む。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、音響光学デバイスに入力される波形のパラメータを調節するためのアルゴリズムを含む。いくつかの事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形の１つ以上のトーンを調節するためのアルゴリズムを含む。特定の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの振幅を調節するためのアルゴリズムを含む。他の事例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、識別された角度偏向レーザービームの各々について入力される波形のトーンの周波数を調節するためのアルゴリズムを含む。特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、各角度偏向レーザービームについて音響光学デバイスに入力される波形のトーンを実質的に同じ振幅を有するように調節するためのアルゴリズムを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、各トーンを形成する正弦波を実質的に同じ周波数を有するように調節するためのアルゴリズムを含む。
非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、ディスプレイ及びオペレータ入力デバイスを有する１つ以上のコンピュータシステム上で使用され得る。オペレータ入力デバイスは、例えば、キーボード、マウスなどであってもよい。処理モジュールは、主題の方法のステップを実行するために記憶された命令を有するメモリにアクセスするプロセッサを含む。処理モジュールは、オペレーティングシステム、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラ、システムメモリ、メモリ記憶デバイス、及び入出力コントローラ、キャッシュメモリ、データバックアップユニット、並びに多くの他のデバイスを含み得る。プロセッサは、市販のプロセッサであり得るか、又は利用可能であるか、若しくは利用可能になる他のプロセッサのうちの１つであり得る。プロセッサは、オペレーティングシステムを実行し、オペレーティングシステムは、周知の方法でファームウェア及びハードウェアとインターフェース接続し、当技術分野で既知であるように、Ｊａｖａ、Ｐｅｒｌ、Ｃ＋＋、他の高級言語又は低級言語、並びにそれらの組み合わせなどの様々なプログラミング言語で記述され得る様々なコンピュータプログラムの機能を、プロセッサが連携及び実行することを容易にする。オペレーティングシステムは、通常、プロセッサと協調して、コンピュータの他の構成要素の機能を調整し、実行する。オペレーティングシステムは、また、全て既知の技術に従って、スケジューリング、入出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、並びに通信制御及び関連サービスを提供する。
キット
本発明の態様は、キットを更に含み、キットは、１つ以上のレーザー、音響光学デバイス（例えば、音響光学偏向器）、波形生成器、及び撮像センサを含む。いくつかの実施形態では、撮像センサは、カメラである。いくつかの事例では、キットは、任意の波形生成器を含む。キットは、本明細書に記載されるビームスプリッタ、レンズシステム、又はビーム反転器などの１つ以上の光学調節構成要素を更に含み得る。キットの様々なアッセイ構成要素は、別々の容器中に存在してもよく、又はそれらの一部若しくは全部を事前に組み合わせてもよい。例えば、いくつかの事例では、キットの１つ以上の構成要素、例えば、各検出器は、例えば、無菌ホイルパウチ又はエンベロープなどの密封されたパウチ内に存在する。
本発明の態様は、キットを更に含み、キットは、１つ以上のレーザー、音響光学デバイス（例えば、音響光学偏向器）、波形生成器、及び撮像センサを含む。いくつかの実施形態では、撮像センサは、カメラである。いくつかの事例では、キットは、任意の波形生成器を含む。キットは、本明細書に記載されるビームスプリッタ、レンズシステム、又はビーム反転器などの１つ以上の光学調節構成要素を更に含み得る。キットの様々なアッセイ構成要素は、別々の容器中に存在してもよく、又はそれらの一部若しくは全部を事前に組み合わせてもよい。例えば、いくつかの事例では、キットの１つ以上の構成要素、例えば、各検出器は、例えば、無菌ホイルパウチ又はエンベロープなどの密封されたパウチ内に存在する。
上記の構成要素に加えて、主題のキットは、主題の方法を実践するための命令を（特定の実施形態では）更に含み得る。これらの命令は、様々な形態でキット中に存在し得、そのうちの１つ以上は、キット中に存在し得る。これらの命令が存在し得る１つの形態は、好適な媒体又は基板、例えば、情報が印刷される１枚以上の紙、キットのパッケージ、添付文書などに印刷される情報としてである。これらの命令の更に別の形態は、情報が記録されたコンピュータ可読媒体、例えば、ディスケット、コンパクトディスク（ＣＤ）、ポータブルフラッシュドライブなどである。存在し得るこれらの命令の更に別の形態は、離れたサイトで情報にアクセスするためにインターネットを介して使用され得るウェブサイトアドレスである。
ユーティリティ
主題のシステム、方法、及びコンピュータシステムは、生体試料など、流体培地中の試料内の粒子構成要素を分析し、選別することが望ましい、様々な用途での使用を見出す。本開示は、また、フローサイトメトリーにおける使用も見出され、ここでは改善された細胞選別精度、強化された粒子収集、低減されたエネルギー消費、粒子充電効率、より正確な粒子充電、及び細胞選別中の強化された粒子偏向を有するフローサイトメータを提供することが望ましい。実施形態では、本開示は、フローサイトメータによる試料分析中のユーザ入力又は手動調節の必要性を低減させる。特定の実施形態では、主題のシステムは、完全に自動化されたプロトコルを提供し、その結果、使用中のフローサイトメータへの調節が、任意のヒト入力があっても、ほとんど必要としない。
主題のシステム、方法、及びコンピュータシステムは、生体試料など、流体培地中の試料内の粒子構成要素を分析し、選別することが望ましい、様々な用途での使用を見出す。本開示は、また、フローサイトメトリーにおける使用も見出され、ここでは改善された細胞選別精度、強化された粒子収集、低減されたエネルギー消費、粒子充電効率、より正確な粒子充電、及び細胞選別中の強化された粒子偏向を有するフローサイトメータを提供することが望ましい。実施形態では、本開示は、フローサイトメータによる試料分析中のユーザ入力又は手動調節の必要性を低減させる。特定の実施形態では、主題のシステムは、完全に自動化されたプロトコルを提供し、その結果、使用中のフローサイトメータへの調節が、任意のヒト入力があっても、ほとんど必要としない。
本開示は、また、生物学的試料から調製された細胞が研究、実験室試験、又は治療で使用するために望まれ得る用途での使用も見出す。いくつかの実施形態では、主題の方法及びデバイスは、目的の流体又は組織生体試料から調製された個々の細胞の取得を促進し得る。例えば、主題の方法及びシステムは、がんなどの疾患の研究又は診断用標本として使用される、流体又は組織試料から細胞を取得することを容易にする。同様に、主題の方法及びシステムは、治療で使用される流体又は組織試料から細胞を取得することを容易にする。本開示の方法及びデバイスは、従来のフローサイトメトリーシステムと比較して、向上した効率及び低コストの生体試料（例えば、臓器、組織、組織断片、体液）から細胞を分離し、収集することを可能にする。
添付の特許請求の範囲にかかわらず、本開示は、また、以下の付記によっても定義される。
１．粒子分析器内のレーザーの強度プロファイルを変調するための方法であって、
音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成することと、
出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を含む、方法。
２．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンを調節することを含む、付記１に記載の方法。
３．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記２に記載の方法。
４．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節することを含む、付記２又は３に記載の方法。
５．方法は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を更に含む、付記１～４のいずれか一つに記載の方法。
音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成することと、
出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を含む、方法。
２．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンを調節することを含む、付記１に記載の方法。
３．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記２に記載の方法。
４．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節することを含む、付記２又は３に記載の方法。
５．方法は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を更に含む、付記１～４のいずれか一つに記載の方法。
６．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節することを含む、付記５に記載の方法。
７．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節することを含む、付記５に記載の方法。
８．入力される波形の１つ以上のパラメータは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように調節される、付記１～５のいずれか一つに記載の方法。
９．入力される波形の１つ以上のパラメータは、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記８に記載の方法。
１０．入力される波形の１つ以上のパラメータは、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記８に記載の方法。
７．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節することを含む、付記５に記載の方法。
８．入力される波形の１つ以上のパラメータは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように調節される、付記１～５のいずれか一つに記載の方法。
９．入力される波形の１つ以上のパラメータは、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記８に記載の方法。
１０．入力される波形の１つ以上のパラメータは、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記８に記載の方法。
１１．方法は、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成することを更に含む、付記１～１０のいずれか一つに記載の方法。
１２．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記１～１１のいずれか一つに記載の方法。
１３．音響光学デバイスに入力される各波形は、任意波形生成器（ＡＷＧ）で生成される、付記１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１４．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記１～１３のいずれか一つに記載の方法。
１５．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記１～１４のいずれか一つに記載の方法。
１２．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記１～１１のいずれか一つに記載の方法。
１３．音響光学デバイスに入力される各波形は、任意波形生成器（ＡＷＧ）で生成される、付記１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１４．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記１～１３のいずれか一つに記載の方法。
１５．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記１～１４のいずれか一つに記載の方法。
１６．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記１５に記載の方法。
１７．粒子分析器は、フローサイトメータの一部である、付記１～１６のいずれか一つに記載の方法。
１７．粒子分析器は、フローサイトメータの一部である、付記１～１６のいずれか一つに記載の方法。
１８．音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成することと、
水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を含む、方法。
１９．出力レーザービームの強度プロファイルは、出力レーザービームのキャプチャされた画像から判定される、付記１８に記載の方法。
２０．出力レーザービームの画像は、カメラでキャプチャされる、付記１９に記載の方法。
２１．出力レーザービームの画像は、撮像光センサでキャプチャされる、付記１９に記載の方法。
２２．方法は、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成することを更に含む、付記１９～２１のいずれか一つに記載の方法。
水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を含む、方法。
１９．出力レーザービームの強度プロファイルは、出力レーザービームのキャプチャされた画像から判定される、付記１８に記載の方法。
２０．出力レーザービームの画像は、カメラでキャプチャされる、付記１９に記載の方法。
２１．出力レーザービームの画像は、撮像光センサでキャプチャされる、付記１９に記載の方法。
２２．方法は、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成することを更に含む、付記１９～２１のいずれか一つに記載の方法。
２３．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンを調節することを含む、付記１８～２２のいずれか一つに記載の方法。
２４．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記２３に記載の方法。
２５．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節することを含む、付記２３又は２４に記載の方法。
２６．方法は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を更に含む、付記１８～２５のいずれか一つに記載の方法。
２７．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節することを含む、付記２６に記載の方法。
２４．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記２３に記載の方法。
２５．方法は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節することを含む、付記２３又は２４に記載の方法。
２６．方法は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を更に含む、付記１８～２５のいずれか一つに記載の方法。
２７．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節することを含む、付記２６に記載の方法。
２８．方法は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節することを含む、付記２６に記載の方法。
２９．入力される波形の１つ以上のパラメータは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように調節される、付記１８～２８のいずれか一つに記載の方法。
３０．入力される波形の１つ以上のパラメータは、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記２９に記載の方法。
３１．入力される波形の１つ以上のパラメータは、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記２９に記載の方法。
３２．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記１８～３１のいずれか一つに記載の方法。
２９．入力される波形の１つ以上のパラメータは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように調節される、付記１８～２８のいずれか一つに記載の方法。
３０．入力される波形の１つ以上のパラメータは、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記２９に記載の方法。
３１．入力される波形の１つ以上のパラメータは、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するように調節される、付記２９に記載の方法。
３２．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記１８～３１のいずれか一つに記載の方法。
３３．音響光学デバイスに入力される各波形は、任意波形生成器（ＡＷＧ）で生成される、付記１８～３２のいずれか一つに記載の方法。
３４．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記１８～３３のいずれか一つに記載の方法。
３５．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記１８～３４のいずれか一つに記載の方法。
３６．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記３５に記載の方法。
３４．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記１８～３３のいずれか一つに記載の方法。
３５．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記１８～３４のいずれか一つに記載の方法。
３６．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記３５に記載の方法。
３７．粒子分析器であって、
レーザーと、
音響光学デバイスと、
音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、
撮像光センサと、
プロセッサを備えるコントローラと
を備えており、
プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
撮像光センサで出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を行わせる、粒子分析器。
３８．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記３７に記載の粒子分析器。
３９．撮像光センサは、カメラである、付記３７又は３８に記載の粒子分析器。
４０．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンを調節させる、付記３７～３９のいずれか一つに記載の粒子分析器。
４１．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記４０に記載の粒子分析器。
レーザーと、
音響光学デバイスと、
音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、
撮像光センサと、
プロセッサを備えるコントローラと
を備えており、
プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
撮像光センサで出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を行わせる、粒子分析器。
３８．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記３７に記載の粒子分析器。
３９．撮像光センサは、カメラである、付記３７又は３８に記載の粒子分析器。
４０．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンを調節させる、付記３７～３９のいずれか一つに記載の粒子分析器。
４１．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記４０に記載の粒子分析器。
４２．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節させる、付記４０又は４１に記載の粒子分析器。
４３．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を行わせる、付記３７～４２のいずれか一つに記載の粒子分析器。
４４．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４５．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４６．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４３．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を行わせる、付記３７～４２のいずれか一つに記載の粒子分析器。
４４．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４５．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４６．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４７．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４８．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４９．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記３７～４８のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５０．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記３７～４９のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５１．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記３７～５０のいずれか一つに記載の粒子分析器。
４８．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成させる、付記４３に記載の粒子分析器。
４９．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記３７～４８のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５０．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記３７～４９のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５１．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記３７～５０のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５２．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記５１に記載の粒子分析器。
５３．粒子分析器は、フローサイトメータの一部である、付記３７～５２のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５３．粒子分析器は、フローサイトメータの一部である、付記３７～５２のいずれか一つに記載の粒子分析器。
５４．システムであって、
レーザーと、
音響光学デバイスと、
音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、
光検出器と、
プロセッサを備えるコントローラと
を備えており、
プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
光検出器で水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を行わせる、システム。
５５．光検出器は、撮像センサである、付記５４に記載のシステム。
５６．撮像センサは、カメラである、付記５４に記載のシステム。
５７．メモリは、メモリに記載された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームの強度プロファイルプロットを生成させる、付記５４～５６のいずれか一つに記載のシステム。
５８．メモリは、メモリに記載された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成させる、付記５５～５７のいずれか一つに記載のシステム。
レーザーと、
音響光学デバイスと、
音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、
光検出器と、
プロセッサを備えるコントローラと
を備えており、
プロセッサは、プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
光検出器で水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を行わせる、システム。
５５．光検出器は、撮像センサである、付記５４に記載のシステム。
５６．撮像センサは、カメラである、付記５４に記載のシステム。
５７．メモリは、メモリに記載された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームの強度プロファイルプロットを生成させる、付記５４～５６のいずれか一つに記載のシステム。
５８．メモリは、メモリに記載された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成させる、付記５５～５７のいずれか一つに記載のシステム。
５９．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記５４～５８のいずれか一つに記載システム。
６０．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンを調節させる、付記５４～５９のいずれか一つに記載のシステム。
６１．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記６０に記載のシステム。
６２．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節させる、付記６０又は６１に記載のシステム。
６３．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を行わせる、付記５４～６２のいずれか一つに記載のシステム。
６０．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンを調節させる、付記５４～５９のいずれか一つに記載のシステム。
６１．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記６０に記載のシステム。
６２．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節させる、付記６０又は６１に記載のシステム。
６３．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を行わせる、付記５４～６２のいずれか一つに記載のシステム。
６４．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節させる、付記６３に記載のシステム。
６５．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節させる、付記６４に記載のシステム。
６６．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記６５に記載のシステム。
６７．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記６５に記載のシステム。
６８．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記５４～６７のいずれか一つに記載のシステム。
６５．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節させる、付記６４に記載のシステム。
６６．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記６５に記載のシステム。
６７．メモリは、メモリに記憶された命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成させる、付記６５に記載のシステム。
６８．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記５４～６７のいずれか一つに記載のシステム。
６９．複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、付記５４～６８のいずれか一つに記載のシステム。
７０．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記５４～６９のいずれか一つに記載のシステム。
７１．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記７０に記載のシステム。
７２．システムは、フローサイトメータである、付記５４～７１のいずれか一つに記載のシステム。
７０．複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、付記５４～６９のいずれか一つに記載のシステム。
７１．各角度偏向レーザービームは、出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、付記７０に記載のシステム。
７２．システムは、フローサイトメータである、付記５４～７１のいずれか一つに記載のシステム。
７３．非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
粒子分析器内のレーザーの強度プロファイルを変調するための、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令を含み、命令は、
音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムと、
出力レーザービームの画像をキャプチャするためのアルゴリズムと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムとを含む、
非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７４．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のトーンを調節するためのアルゴリズムを含む、付記７３に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７５．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記７４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７６．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節するためのアルゴリズムを含む、付記７４又は７５に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７７．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定するためのアルゴリズムと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するためのアルゴリズムと
を含む、付記７３～７６のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
粒子分析器内のレーザーの強度プロファイルを変調するための、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令を含み、命令は、
音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムと、
出力レーザービームの画像をキャプチャするためのアルゴリズムと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った出力レーザービームの強度プロファイルを判定するためのアルゴリズムと、
判定された強度プロファイルに応答して、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムとを含む、
非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７４．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のトーンを調節するためのアルゴリズムを含む、付記７３に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７５．入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、付記７４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７６．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のトーンの振幅を調節するためのアルゴリズムを含む、付記７４又は７５に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７７．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、
出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定するためのアルゴリズムと、
各角度偏向レーザービームについて、音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節するためのアルゴリズムと
を含む、付記７３～７６のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７８．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの振幅を調節するためのアルゴリズムを含む、付記７７に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７９．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節するためのアルゴリズムを含む、付記７７に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８０．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記７３～７９のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８１．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記８０に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８２．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記８０に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８３．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成するためのアルゴリズムを含む、付記７３～８２のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
７９．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、各角度偏向レーザービームについて、入力される波形のトーンの周波数を調節するためのアルゴリズムを含む、付記７７に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８０．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記７３～７９のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８１．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、１０％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記８０に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８２．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、５％以下だけ相違する強度を有する複数の角度偏向レーザービームを生成するためのアルゴリズムを含む、付記８０に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８３．非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成するためのアルゴリズムを含む、付記７３～８２のいずれか一つに記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
８４．キットであって、
レーザーと、
音響光学デバイスと、
波形生成器と、
撮像センサと
を備える、キット。
８５．撮像センサは、カメラである、付記８４に記載のキット。
８６．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記８４又は８５に記載のキット。
８７．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記８４～８６のいずれか一つに記載のキット。
８８．１つ以上の光学調節構成要素を更に備える、付記８４～８７のいずれか一つに記載のキット。
８９．光学調節構成要素は、トップハットビームシェーパを備える、付記８８に記載のキット。
９０．トップハットビームシェーパは、パウエルレンズを備える、付記８９に記載のキット。
レーザーと、
音響光学デバイスと、
波形生成器と、
撮像センサと
を備える、キット。
８５．撮像センサは、カメラである、付記８４に記載のキット。
８６．音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、付記８４又は８５に記載のキット。
８７．波形生成器は、任意波形生成器（ＡＷＧ）である、付記８４～８６のいずれか一つに記載のキット。
８８．１つ以上の光学調節構成要素を更に備える、付記８４～８７のいずれか一つに記載のキット。
８９．光学調節構成要素は、トップハットビームシェーパを備える、付記８８に記載のキット。
９０．トップハットビームシェーパは、パウエルレンズを備える、付記８９に記載のキット。
上記の発明は、明確な理解のために例示及び例によって多少詳しく説明されてきたが、当業者であれば、本発明の教示に照らして、添付の特許請求の範囲の趣旨又は範囲から逸脱することなく、それらの発明に対して特定の変更及び修正が行われ得ることは、容易に明らかである。
したがって、上記は単に本発明の原理を例示するにすぎない。当業者は、本明細書に明示的に記載又は示されていないが、本発明の原理を具現化し、その精神及び範囲内に含まれる様々な配置を考案することができることが理解される。更に、本明細書に列挙される全ての例及び条件付き言語は、主に、読者が本発明の原理及び当該技術を更に進めるために発明者が寄与する概念を理解することを助ける点を意図しており、そのような具体的に列挙される例及び条件に限定されないと解釈されるべきである。更に、本発明の原理、態様、及び実施形態を記載する、本明細書の全ての記述、並びにそれらの具体例は、それらの構造的及び機能的等価物の両方を包含することが意図されている。更に、そのような等価物は、構造に関係なく、現在知られている等価物と、将来開発される等価物との両方、すなわち、同じ機能を実行するように開発された任意の要素を含むことが意図される。更に、本明細書に開示されるいかなるものも、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に記載されているか否かにかかわらず、公に献呈するように意図されない。
したがって、本発明の範囲は、本明細書に示され、説明された例示的な実施形態に限定されることを意図されていない。むしろ、本発明の範囲及び精神は、添付の特許請求の範囲によって具現化される。特許請求の範囲において、米国特許法第１１２条（ｆ）又は米国特許法第１１２条（６）は、特許請求の範囲におけるそのような制限の開始時に正確な語句「のための手段」又は正確な語句「のためのステップ」が列挙されるときにのみ、特許請求の範囲における制限のために引用されるものとして明示的に定義され、そのような正確な語句が特許請求の範囲における制限で使用されない場合、米国特許法第１１２条（ｆ）又は米国特許法第１１２条（６）は引用されない。
相互参照
米国特許法第１１９条（ｅ）に従って、本出願は、２０２０年５月１９日に出願された米国仮特許出願第６３／０２７，０８０号の出願日に対する優先権を主張し、その出願の開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
米国特許法第１１９条（ｅ）に従って、本出願は、２０２０年５月１９日に出願された米国仮特許出願第６３／０２７，０８０号の出願日に対する優先権を主張し、その出願の開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (15)
- 粒子分析器内のレーザーの強度プロファイルを変調するための方法であって、
音響光学デバイスをレーザーで照射して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成することと、
前記出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った前記出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、前記音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を含む、方法。 - 前記入力される波形の１つ以上のトーンを調節することを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記入力される波形の各トーンは、１つ以上の正弦波を含む、請求項２に記載の方法。
- 前記入力される波形の前記１つ以上のトーンの振幅を調節することを含む、請求項２又は３に記載の方法。
- 前記出力レーザービーム中の各角度偏向レーザービームの振幅を判定することと、
各角度偏向レーザービームについて、前記音響光学デバイスに入力される前記波形の１つ以上のパラメータを調節することと
を更に含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。 - 各角度偏向レーザービームについて、前記入力される波形のトーンの振幅を調節することを含み、かつ／又は、各角度偏向レーザービームについて、前記入力される波形のトーンの周波数を調節することを含む、請求項５に記載の方法。
- 前記入力される波形の１つ以上のパラメータは、水平軸に沿って実質的に一定の強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成するように調節される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記出力レーザービームのキャプチャされた画像から強度プロファイルプロットを生成することを更に含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記音響光学デバイスは、音響光学偏向器である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記音響光学デバイスに入力される各波形は、任意波形生成器（ＡＷＧ）で生成される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の角度偏向レーザービームは、局部発振器（ＬＯ）ビーム及び複数の高周波コームビームを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の角度偏向レーザービームは、空間的に分離される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記各角度偏向レーザービームは、前記出力レーザービーム中の１つの他の角度偏向レーザービームと少なくとも部分的に重複する、請求項１２に記載の方法。
- 前記粒子分析器は、フローサイトメータの一部である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
- 粒子分析器であって、
レーザーと、
音響光学デバイスと、
前記音響光学デバイスに波形を入力して、複数の角度偏向レーザービームを含む出力レーザービームを生成するように構成された波形生成器と、
撮像光センサと、
プロセッサを備えるコントローラと
を備えており、
前記プロセッサは、前記プロセッサに動作可能に結合されたメモリを有し、前記メモリは、前記メモリに記憶された命令を含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
前記撮像光センサで前記出力レーザービームの画像をキャプチャすることと、
キャプチャされた画像から、水平軸に沿った前記出力レーザービームの強度プロファイルを判定することと、
判定された強度プロファイルに応答して、前記音響光学デバイスに入力される波形の１つ以上のパラメータを調節して、変調された強度プロファイルを有する出力レーザービームを生成することと
を行わせる、粒子分析器。
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