DE102004055321B4 - Optical arrangement for a microscope and a microscope - Google Patents

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Abstract

Optische Anordnung für ein Mikroskop, insbesondere für ein Scanmikroskop, mit einem in einem Strahlengang angeordneten Objektiv (MO), wobei in dem Strahlengang vor dem Objektiv (MO) ein optisches Bauteil zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Strahldurchmessers oder der Divergenz des den Strahlengang erzeugenden Lichts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil einen vorzugsweise wellenlängenabhängigen Strahlaufweiter aufweist und dass der Strahlaufweiter zwei Linsen oder Linsensysteme aufweist, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der Summe ihrer jeweiligen Brennweiten entspricht.Optical arrangement for a microscope, in particular for a scanning microscope, with an objective (MO) arranged in a beam path, an optical component for the wavelength-dependent influencing of the beam diameter or the divergence of the light generating the beam path being arranged in the beam path in front of the objective (MO) , characterized in that the optical component has a preferably wavelength-dependent beam expander and that the beam expander has two lenses or lens systems which are arranged at a distance from one another which corresponds to the sum of their respective focal lengths.

Description

Die Erfindung betrifft eine Optische Anordnung für ein Mikroskop, insbesondere für ein Scanmikroskop, mit einem in einem Strahlengang angeordneten Objektiv, wobei in dem Strahlengang vor dem Objektiv ein optisches Bauteil zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Strahldurchmessers oder der Divergenz des den Strahlengang erzeugenden Lichts angeordnet ist.The invention relates to an optical arrangement for a microscope, in particular for a scanning microscope, with an objective arranged in a beam path, an optical component for the wavelength-dependent influencing of the beam diameter or the divergence of the light generating the beam path being arranged in the beam path in front of the objective.

Grundsätzlich sind optische Anordnung aus der Praxis bekannt und existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen. Beispielsweise findet sich eine optische Anordnung in einem Scanmikroskop und insbesondere in einem konfokalen Laser-Scanmikroskop wieder. Bei derartigen Mikroskopen wird mittels eines Lasers ein Anregungslicht bestimmter Wellenlänge erzeugt, das über eine Optik einem Objektiv zugeführt wird. Mittels des Objektivs wird das Licht auf eine zu untersuchende Probe abgebildet. Bei der Scanmikroskopie gibt es Anwendungen, bei denen Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen zur Probe geführt wird.In principle, optical arrangements are known from practice and exist in different embodiments. For example, an optical arrangement can be found in a scanning microscope and in particular in a confocal laser scanning microscope. In such microscopes, excitation light of a specific wavelength is generated by means of a laser and is fed to an objective via an optical system. The light is imaged onto a sample to be examined by means of the objective. In scanning microscopy, there are applications in which light with different wavelengths is guided to the sample.

Aus der DE 199 51 482 A1 ist eine optische Anordnung der eingangs genannten Art für ein Mikroskop, insbesondere für ein Scanmikroskop, bekannt, mit einem in einem Strahlengang angeordneten Objektiv, wobei in dem Strahlengang vor dem Objektiv ein optisches Bauteil KO zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Stahldurchmessers oder der Divergenz des den Strahlengang erzeugenden Lichts angeordnet ist.From the DE 199 51 482 A1 an optical arrangement of the type mentioned at the beginning for a microscope, in particular for a scanning microscope, is known, with an objective arranged in a beam path, an optical component KO in the beam path in front of the objective for influencing the steel diameter or the divergence of the beam path generating the beam path as a function of the wavelength Light is arranged.

Aus der nachveröffentlichten DE 103 31 906 A1 ist eine optische Anordnung mit einer Lichtquelle mit einem mikrostrukturierten optischen Element bekannt, das das Licht einer Primärquelle spektral verbreitert, und mit einer Optik, die das spektral verbreiterte Licht zu einem Beleuchtungslichtstrahl formt. Die Optik kompensiert die unterschiedlichen Divergenzen der Spektralanteile des spektral verbreiterten Lichts.From the post-published DE 103 31 906 A1 an optical arrangement is known with a light source with a microstructured optical element that spectrally broadens the light of a primary source, and with optics that shape the spectrally expanded light into an illuminating light beam. The optics compensate for the different divergences of the spectral components of the spectrally broadened light.

Bei einigen bekannten optischen Anordnungen und Mikroskopen ist jedoch problematisch, dass je nach Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts unterschiedliche Durchmesser des Airy-Scheibchens in der Probe erzeugt werden. Dies führt zu unterschiedlichen Auflösungen eines Scanmikroskops bei verschiedenen Wellenlängen des Anregungslichts oder Lichts. Vor allem bei FCS-Anwendungen führt dies zu Problemen bei der Auswertung der gemessenen Daten. Bei den bekannten optischen Anordnungen wird diese Problematik der unterschiedlichen Größen des Airy-Scheibchens bei unterschiedlichen Wellenlängen ignoriert.In some known optical arrangements and microscopes, however, it is problematic that, depending on the wavelength of the excitation light or light, different diameters of the Airy disc are generated in the sample. This leads to different resolutions of a scanning microscope at different wavelengths of the excitation light or light. Especially in FCS applications, this leads to problems when evaluating the measured data. In the known optical arrangements, this problem of the different sizes of the Airy disk at different wavelengths is ignored.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung für ein Mikroskop und ein Mikroskop anzugeben, wonach eine hohe Auflösung auch bei Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen mit konstruktiv einfachen Mitteln realisiert ist.The present invention is therefore based on the object of specifying an optical arrangement for a microscope and a microscope, according to which a high resolution is realized even with light with different wavelengths with structurally simple means.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine optische Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die optische Anordnung der Eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass das optische Bauteil einen vorzugsweise wellenlängenabhängigen Strahlaufweiter aufweist und dass der Strahlaufweiter zwei Linsen oder Linsensysteme aufweist, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der Summe ihrer jeweiligen Brennweiten entspricht.According to the invention, the above object is achieved by an optical arrangement having the features of claim 1. According to this, the optical arrangement of the type mentioned at the beginning is designed and developed in such a way that the optical component has a preferably wavelength-dependent beam expander and that the beam expander has two lenses or lens systems which are arranged at a distance from one another which corresponds to the sum of their respective focal lengths.

Licht unterschiedlicher Wellenlängen führt zu unterschiedlichen Durchmessern des jeweiligen Airy-Scheibchens in der Probe, was wiederum unterschiedliche Auflösungen bei unterschiedlichen Wellenlängen des Anregungslichts in einem Mikroskop zur Folge hat. Die optische Anordnung ist durch ein optisches Bauteil im Strahlengang vor dem Objektiv ergänzt, das den Strahldurchmesser oder die Divergenz des Lichts wellenlängenabhängig beeinflusst. Durch die wellenlängenabhängige Beeinflussung des Strahldurchmessers kann direkter Einfluss auf den Durchmesser des Airy-Scheibchens in der Probe ausgeübt werden. Dabei ist von Bedeutung, dass jedes selbstleuchtende punktförmige Objekt als ein Airy-Scheibchen abgebildet wird und dass der Umfang der Ausleuchtung des Objektivs den Radius des Airy-Scheibchens über die Größe der erzeugten numerischen Apertur direkt beeinflusst. Mit der Möglichkeit der wellenlängenabhängigen Ausleuchtung des Objektivs besteht somit die Möglichkeit, den Radius und damit die Größe des Airy-Scheibchens für alle Wellenlängen konstant zu halten. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, die Auflösung auch für Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf hohem Niveau konstant zu halten.Light of different wavelengths leads to different diameters of the respective Airy disc in the sample, which in turn results in different resolutions at different wavelengths of the excitation light in a microscope. The optical arrangement is supplemented by an optical component in the beam path in front of the objective, which influences the beam diameter or the divergence of the light as a function of the wavelength. By influencing the beam diameter as a function of the wavelength, a direct influence can be exerted on the diameter of the Airy disc in the sample. It is important that every self-luminous point-like object is mapped as an Airy disk and that the extent of the illumination of the objective directly influences the radius of the Airy disk via the size of the numerical aperture generated. With the option of wavelength-dependent illumination of the lens, it is possible to keep the radius and thus the size of the Airy disc constant for all wavelengths. This creates the possibility of keeping the resolution constant at a high level even for light of different wavelengths.

In konstruktiv besonders einfacher Weise weist das optische Bauteil einen vorzugsweise wellenlängenabhängigen Strahlaufweiter auf. Je nach Wellenlänge ist dann ein unterschiedlicher Strahldurchmesser erreichbar, der zu einer unterschiedlichen Ausleuchtung des Objektivs führen kann. In weiter konstruktiv einfacher Weise weist der Strahlaufweiter zwei Linsen oder Linsensysteme auf, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der Summe ihrer jeweiligen Brennweiten entspricht. Hierdurch ist eine besonders einfache und sichere wellenlängenabhängige Strahlaufweitung realisiert.In a structurally particularly simple manner, the optical component has a preferably wavelength-dependent beam expander. Depending on the wavelength, a different beam diameter can then be achieved, which can lead to different illumination of the objective. In a further structurally simple manner, the beam expander has two lenses or lens systems which are arranged at a distance from one another which corresponds to the sum of their respective focal lengths. In this way, a particularly simple and reliable, wavelength-dependent beam expansion is achieved.

Folglich ist mit der erfindungsgemäßen optischen Anordnung eine optische Anordnung angegeben, bei der eine hohe Auflösung auch bei Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen mit konstruktiv einfachen Mitteln realisiert ist.Consequently, the optical arrangement according to the invention is an optical arrangement specified, in which a high resolution is realized even with light with different wavelengths with structurally simple means.

Im Konkreten könnte die Beeinflussung derart realisiert sein, dass der Strahldurchmesser des Lichts vorzugsweise im Objektiv und weiter vorzugsweise in der Pupille des Objektivs im Wesentlichen proportional zur Wellenlänge des Lichts ist, so dass das Airy-Scheibchen in einer Probe bei allen Wellenlängen des Lichts den gleichen Durchmesser hat. Durch die Proportionalität des Strahldurchmessers des Lichts zur Wellenlänge des Lichts kann folglich eine hohe Auflösung bei allen Wellenlängen des Lichts in einem Mikroskop aufrechterhalten werden.Specifically, the influencing could be implemented in such a way that the beam diameter of the light, preferably in the objective and more preferably in the pupil of the objective, is essentially proportional to the wavelength of the light, so that the Airy disk in a sample is the same for all wavelengths of the light Diameter. Due to the proportionality of the beam diameter of the light to the wavelength of the light, a high resolution can consequently be maintained at all wavelengths of the light in a microscope.

Bei einer weiter konkreten Ausführung könnte die optische Anordnung derart ausgebildet sein, dass die numerische Apertur des durch das Objektiv erzeugten Beleuchtungskegels im Wesentlichen proportional zur Wellenlänge des Lichts ist. Hierdurch ist der Radius des Airy-Scheibchens in der Probe konstant gehalten, da der Radius des Airy-Scheibchens proportional zu dem Quotienten aus Wellenlänge und numerischer Apertur ist. D.h., wenn die numerische Apertur proportional mit der Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts anwächst, bleibt der Radius des Airy-Scheibchens konstant. Dabei ist weiterhin berücksichtigt, dass die numerische Apertur bei gegebenem Brechungsindex proportional zum Sinus des Öffnungswinkels des Beleuchtungskegels ist. NA = n-sin(u), wobei NA die numerische Apertur ist, n der Brechungsindex ist und u der größtmögliche Winkel zwischen einem Lichtstrahl und der optischen Achse ist, bei welchem der Lichtstrahl noch durch die Linse oder das Objektiv gesammelt werden kann. Dabei ist weiter berücksichtigt, dass für kleine Winkel der Sinus gleich dem Tangens ist. Es gilt für den Radius r des Airy-Scheibchens, die Wellenlänge λ und die numerische Apertur NA: r - λ/NA. In a further specific embodiment, the optical arrangement could be designed such that the numerical aperture of the illumination cone generated by the objective is essentially proportional to the wavelength of the light. This keeps the radius of the Airy disk constant in the sample, since the radius of the Airy disk is proportional to the quotient of the wavelength and the numerical aperture. That is, if the numerical aperture increases proportionally with the wavelength of the excitation light or light, the radius of the Airy disk remains constant. It is also taken into account that the numerical aperture for a given refractive index is proportional to the sine of the opening angle of the illumination cone. NA = n-sin (u), where NA is the numerical aperture, n is the refractive index and u is the largest possible angle between a light beam and the optical axis at which the light beam can still be collected by the lens or objective. It is also taken into account that the sine is equal to the tangent for small angles. The following applies to the radius r of the Airy disk, the wavelength λ and the numerical aperture NA: r - λ / NA.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausführung könnte das optische Bauteil im Strahlengang hinter einer variablen Blende, vorzugsweise Lochblende, angeordnet sein. Dabei könnte die Blende in Abhängigkeit vom Objektiv in Kombination mit dem optischen Bauteil derart einstellbar sein, dass die Ausleuchtung der Pupille des Objektivs hinsichtlich der beiden Parameter Auflösung und Lichtverlust einen vorgebbaren Kompromiss darstellt. Dabei kann eine Anpassung an unterschiedliche Qualitätsanforderungen bei unterschiedlichen Messungen und Anwendungen in einem Mikroskop erfolgen.In a particularly simple design, the optical component could be arranged in the beam path behind a variable diaphragm, preferably a perforated diaphragm. The diaphragm could be adjustable depending on the objective in combination with the optical component in such a way that the illumination of the pupil of the objective represents a predeterminable compromise with regard to the two parameters resolution and light loss. It can be adapted to different quality requirements for different measurements and applications in a microscope.

Im Hinblick auf eine besonders vielseitige Verwendbarkeit der optischen Anordnung könnte das optische Bauteil schaltbar aus dem Strahlengang entfernbar sein. Beispielsweise könnte das optische Bauteil nur dann in den Strahlengang eingefügt sein, wenn Anregungslicht oder Licht unterschiedlicher Wellenlängen vorliegt. Bei Anregungslicht mit nur einer Wellenlänge könnte das optische Bauteil aus dem Strahlengang entfernt sein.With regard to a particularly versatile usability of the optical arrangement, the optical component could be switchably removable from the beam path. For example, the optical component could only be inserted into the beam path when excitation light or light of different wavelengths is present. With excitation light with only one wavelength, the optical component could be removed from the beam path.

Im Konkreten könnte die Brennweite der ersten Linse oder des ersten Linsensystems mit der Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts zunehmen, wobei im Gegenzug die Brennweite der zweiten Linse oder des zweiten Linsensystems mit der Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts abnehmen könnte. Dabei könnte weiterhin realisiert sein, dass die Zunahme der Brennweite der ersten Linse oder des ersten Linsensystems mit der Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts im gleichen Maß realisiert ist wie die Abnahme der Brennweite der zweiten Linse oder des zweiten Linsensystems mit der Wellenlänge des Anregungslichts oder Lichts. Hierdurch ist eine besonders sichere Strahlaufweitung und Ausleuchtung des Objektivs dahingehend realisiert, dass die numerische Apertur des durch das Objektiv erzeugten Beleuchtungskegels im Wesentlichen proportional zur Wellenlänge des Lichts oder Anregungslichts ist. Im Ergebnis bleibt der Radius des Airy-Scheibchens auch bei Vorliegen unterschiedlicher Wellenlängen konstant.Specifically, the focal length of the first lens or of the first lens system could increase with the wavelength of the excitation light or light, in which case the focal length of the second lens or of the second lens system could decrease with the wavelength of the excitation light or light. It could also be implemented that the increase in the focal length of the first lens or the first lens system with the wavelength of the excitation light or light is realized to the same extent as the decrease in the focal length of the second lens or the second lens system with the wavelength of the excitation light or light. In this way, a particularly reliable beam expansion and illumination of the objective is realized in such a way that the numerical aperture of the illumination cone generated by the objective is essentially proportional to the wavelength of the light or excitation light. As a result, the radius of the Airy disk remains constant even when different wavelengths are present.

In weiter vorteilhafter Weise könnte das optische Bauteil eine Kollimationseinrichtung aufweisen. Hierdurch könnten Divergenzen des Lichts im Hinblick auf eine geeignete Strahlführung zum Objektiv ausgeglichen werden.In a further advantageous manner, the optical component could have a collimation device. In this way, divergences of the light could be compensated with regard to a suitable beam guidance to the objective.

Mit dem gemäß Patentanspruch 11 beanspruchten Mikroskop, insbesondere Scanmikroskop, ist ein Mikroskop beansprucht, das eine optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist. Insoweit wird hinsichtlich der gemäß den Patentansprüchen 1 bis 10 erläuterten Ausgestaltung und deren Vorteile zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehende Beschreibung verwiesen.With the microscope claimed according to claim 11, in particular a scanning microscope, a microscope is claimed which has an optical arrangement according to one of claims 1 to 10. In this respect, reference is made to the above description with regard to the embodiment explained in accordance with claims 1 to 10 and its advantages to avoid repetition.

Mit der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist eine Anpassung der numerischen Apertur des Lichts oder Anregungslichts in einem Scanmikroskop an die Wellenlänge ermöglicht, wobei hierdurch für jede Wellenlänge die gleiche Anregungs-PSF - Point Spread Function - oder Größe des Airy-Scheibchens erreichbar ist. Durch unterschiedliche Auflösungen bei verschiedenen Anregungswellenlängen erzeugte Probleme im Rahmen der Auswertung gemessener Daten bei FCS-Anwendungen sind hierdurch beseitigt.The optical arrangement according to the invention enables the numerical aperture of the light or excitation light in a scanning microscope to be adapted to the wavelength, whereby the same excitation PSF - Point Spread Function - or size of the Airy disk can be achieved for each wavelength. Problems caused by different resolutions at different excitation wavelengths in the context of the evaluation of measured data in FCS applications are thereby eliminated.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

  • 1 in einer schematischen Darstellung eine herkömmliche optische Anordnung für ein Mikroskop,
  • 2 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung für ein Mikroskop und
  • 3 in einer schematischen Darstellung drei Varianten der Anpassung des Anregungslichts.
There are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made, on the one hand, to the subordinate claims and, on the other hand, to the following explanation of preferred exemplary embodiments of the teaching according to the invention using the drawing. In conjunction with the explanation of the preferred exemplary embodiments of the teaching according to the invention with reference to the drawing, generally preferred configurations and developments of the teaching are also explained. Show in the drawing
  • 1 a schematic representation of a conventional optical arrangement for a microscope,
  • 2 in a schematic representation an embodiment of an optical arrangement according to the invention for a microscope and
  • 3 three variants of the adaptation of the excitation light in a schematic representation.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine herkömmliche optische Anordnung für ein Mikroskop mit einem in einem Strahlengang angeordneten Mikroskopobjektiv MO. Im Strahlengang vor dem Mikroskopobjektiv MO ist die Optik eines konfokalen Laser-Scanmikroskops (CLSM) angeordnet. Das Anregungslicht oder Beleuchtungslicht weist für alle Farben oder Wellenlängen die gleichen Strahlparameter auf. Dies hat zur Folge, dass die Airy-Scheibe einen farbabhängigen oder wellenlängenabhängigen Durchmesser aufweist. Mit anderen Worten ist der Radius r proportional zur Wellenlänge lambda. 1 shows a schematic representation of a conventional optical arrangement for a microscope with a microscope objective MO arranged in a beam path. The optics of a confocal laser scanning microscope (CLSM) are arranged in the beam path in front of the microscope objective MO. The excitation light or illumination light has the same beam parameters for all colors or wavelengths. This has the consequence that the Airy disk has a color-dependent or wavelength-dependent diameter. In other words, the radius r is proportional to the wavelength lambda.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lehre, wobei das Anregungslicht oder Licht farbabhängige Strahlparameter aufweist. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des Lichts wellenlängenabhängig. Dies ist durch die unterschiedlichen Schattierungen im Strahlengang angedeutet, wobei unterschiedliche Schattierungen unterschiedlichen Wellenlängen entsprechen. Diese wellenlängenabhängigen Strahlparameter sind das Ergebnis eines optischen Bauteils zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Strahldurchmessers des den Strahlengang erzeugenden Lichts. Im Ergebnis ist die Airy-Scheibe farbunabhängig oder wellenlängenunabhängig. Dies hat eine einheitliche Auflösung des Mikroskops auch für unterschiedliche Wellenlängen zur Folge. 2 shows in a schematic representation an embodiment of the teaching according to the invention, the excitation light or light having color-dependent beam parameters. In other words, the diameter of the light depends on the wavelength. This is indicated by the different shades in the beam path, with different shades corresponding to different wavelengths. These wavelength-dependent beam parameters are the result of an optical component for the wavelength-dependent influencing of the beam diameter of the light generating the beam path. As a result, the Airy disk is independent of color or wavelength. This results in a uniform resolution of the microscope even for different wavelengths.

3 zeigt drei Varianten A, B und C zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Strahldurchmessers oder der Divergenz des den Strahlengang erzeugenden Lichts. Bei allen drei Varianten ist der Output in Form eines wellenlängenabhängigen Strahldurchmessers des Lichts der gleiche. Bei der Variante A liegt eine in das optische Bauteil integrierte Strahlaufweitung, bei der Variante B keine in das optische Bauteil integrierte Strahlaufweitung und bei der Variante C eine in das optische Bauteil integrierte Kollimation vor, wobei diese Effekte durch die Spezialoptik bzw. durch das optische Bauteil erzeugt werden. 3 shows three variants A, B and C for the wavelength-dependent influencing of the beam diameter or the divergence of the light generating the beam path. In all three variants, the output in the form of a wavelength-dependent beam diameter of the light is the same. In variant A, there is a beam expansion integrated into the optical component, in variant B there is no beam expansion integrated in the optical component and in variant C there is a collimation integrated into the optical component, these effects being due to the special optics or the optical component be generated.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of the teaching according to the invention, to avoid repetition, reference is made to the general part of the description and to the attached claims.

Claims (11)

Optische Anordnung für ein Mikroskop, insbesondere für ein Scanmikroskop, mit einem in einem Strahlengang angeordneten Objektiv (MO), wobei in dem Strahlengang vor dem Objektiv (MO) ein optisches Bauteil zur wellenlängenabhängigen Beeinflussung des Strahldurchmessers oder der Divergenz des den Strahlengang erzeugenden Lichts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil einen vorzugsweise wellenlängenabhängigen Strahlaufweiter aufweist und dass der Strahlaufweiter zwei Linsen oder Linsensysteme aufweist, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der Summe ihrer jeweiligen Brennweiten entspricht.Optical arrangement for a microscope, in particular for a scanning microscope, with an objective (MO) arranged in a beam path, an optical component for the wavelength-dependent influencing of the beam diameter or the divergence of the light generating the beam path being arranged in the beam path in front of the objective (MO) , characterized in that the optical component has a preferably wavelength-dependent beam expander and that the beam expander has two lenses or lens systems which are arranged at a distance from one another which corresponds to the sum of their respective focal lengths. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung derart realisiert ist, dass der Strahldurchmesser des Lichts vorzugsweise im Objektiv (MO) und weiter vorzugsweise in der Pupille des Objektivs (MO) proportional zur Wellenlänge des Lichts ist, so dass das Airy-Scheibchen in einer Probe bei allen Wellenlängen des Lichts den gleichen Durchmesser hat.Optical arrangement according to Claim 1 , characterized in that the influencing is implemented in such a way that the beam diameter of the light, preferably in the objective (MO) and more preferably in the pupil of the objective (MO), is proportional to the wavelength of the light, so that the Airy disc in a sample has the same diameter for all wavelengths of light. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur des durch das Objektiv (MO) erzeugten Beleuchtungskegels proportional zur Wellenlänge des Lichts ist.Optical arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the numerical aperture of the illumination cone generated by the objective (MO) is proportional to the wavelength of the light. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil im Strahlengang hinter einer variablen Blende, vorzugsweise Lochblende, angeordnet ist.Optical arrangement according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the optical component is arranged in the beam path behind a variable diaphragm, preferably a pinhole. Optische Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende in Abhängigkeit vom Objektiv (MO) in Kombination mit dem optischen Bauteil derart einstellbar ist, dass die Ausleuchtung der Pupille des Objektivs (MO) hinsichtlich der beiden Parameter Auflösung und Lichtverlust einen vorgebbaren Kompromiss darstellt.Optical arrangement according to Claim 4 , characterized in that the diaphragm can be adjusted depending on the objective (MO) in combination with the optical component in such a way that the illumination of the pupil of the objective (MO) represents a predeterminable compromise with regard to the two parameters resolution and light loss. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich-net, dass das optische Bauteil schaltbar aus dem Strahlengang entfernbar ist.Optical arrangement according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the optical component is switchably removable from the beam path. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der ersten Linse oder des ersten Linsensystems mit der Wellenlänge des Lichts zunimmt.Optical arrangement according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the focal length of the first lens or the first lens system increases with the wavelength of the light. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der zweiten Linse oder des zweiten Linsensystems mit der Wellenlänge des Lichts abnimmt.Optical arrangement according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the focal length of the second lens or of the second lens system decreases with the wavelength of the light. Optische Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahme der Brennweite der ersten Linse oder des ersten Linsensystems mit der Wellenlänge des Lichts im gleichen Maß realisiert ist wie die Abnahme der Brennweite der zweiten Linse oder des zweiten Linsensystems mit der Wellenlänge des Lichts.Optical arrangement according to Claim 8 , characterized in that the increase in the focal length of the first lens or the first lens system with the wavelength of the light is realized to the same extent as the decrease in the focal length of the second lens or the second lens system with the wavelength of the light. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil eine Kollimationseinrichtung aufweist.Optical arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the optical component has a collimation device. Mikroskop, insbesondere Scanmikroskop, mit einer optischen Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Microscope, in particular scanning microscope, with an optical arrangement according to one of the Claims 1 to 10 .
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19951482A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Multi-wavelength illumination device for microscope, has correction lens system which provides direction change for at least one wavelength
DE10331906A1 (en) * 2003-07-15 2005-02-17 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Light source with a microstructured optical element and microscope with light source

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