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Die Erfindung betrifft ein Scanmikroskopisches Verfahren, bei dem eine Probe mit dem Fokus eines Beleuchtungslichtbündels mit wenigstens einem schnelleren Scanparameter und einem langsameren Scanparameter gescannt wird, und bei dem eine, insbesondere ortsabhängige, Aberration korrigiert wird
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein scanmikroskopisches Verfahren, bei dem eine Probe mit dem Fokus eines Beleuchtungslichtbündels durch Überlagerung wenigstens einer schnelleren Scanbewegung und einer langsameren Scanbewegung gescannt wird, und bei dem eine ortsabhängige Aberration korrigiert wird.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Scanmikroskop, bei dem eine Probe mit dem Fokus eines Beleuchtungslichtbündels mit wenigstens einem schnelleren Scanparameter und einem langsameren Scanparameter gescannt wird, und bei dem eine, insbesondere ortsabhängige, Aberration korrigiert wird.
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Die Erfindung betrifft außerdem insbesondere ein Scanmikroskop, insbesondere ein konfokales Scanmikroskop, mit einer Strahlablenkeinrichtung zum Führen eines Fokus eines Beleuchtungslichtbündels über oder durch eine Probe, wobei die Strahlablenkeinrichtung einen Probenbereich durch Überlagerung wenigstens einer schnelleren Scanbewegung und einer langsameren Scanbewegung scannt und wobei ein Korrekturelement zur Korrektur einer ortsabhängigen Aberration vorgesehen ist.
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In der Scanmikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Detektionslicht, als Reflexions- oder Fluoreszenzlicht, zu beobachten. Der Fokus eines Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Probenebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so dass ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Detektionslichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung des aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet. Speziell in der konfokalen Scanmikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.
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Ein konfokales Scanmikroskop umfasst im allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende – die sogenannte Anregungsblende – fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszenzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so dass man jeweils eine Punktinformation erhält. Durch sequentielles Abtasten des Objekts mit dem Fokus des Beleuchtungslichtstrahles können zwei- oder dreidimensionale Bilddatensätze erzeugt werden. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt.
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In der Praxis gibt es kein optisches System, das frei von Aberrationen ist. Auch in der Scanmikroskopie, bei der eine Probe mit dem Fokus eines Beleuchtungslichtbündels Rasterpunkt für Rasterpunkt abgetastet wird, führen die Unvollkommenheiten des optischen Systems zu einer Beeinträchtigung bei der Erzeugung von Bilddaten. Hierbei spielen insbesondere auch ortsabhängige Aberrationen eine Rolle, nämlich solche Aberrationen die sich in Abhängigkeit vom Probenort voneinander unterscheiden. Als Beispiel sind diesbezüglich Komafehler, Farbquer- oder Farblängsfehler zu nennen.
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Aus
DE 100 12 462 A1 ist eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Objektes vorzugsweise bei der konfokalen Fluoreszenzrastermikroskopie, mit zumindest teilweise einander überlagerbaren Beleuchtungsstrahlengängen bekannt. Zur Vereinfachung der Justierung sowie zur Reduktion der optischen Bauteile im Beleuchtungsstrahlengang ist mindestens in einem der Beleuchtungsstrahlengänge mindestens ein optisches Bauteil angeordnet, das das Licht verändert, wobei die optischen Eigenschaften des Bauteils derart beeinflussbar bzw. veränderbar sind, dass sich das Beleuchtungsmuster des Beleuchtungsstrahlengangs im Objektbereich in seiner Form verändert. Das optische Bauteil kann zur Kompensation von chromatischen Quer- bzw. Längsfehlern der verwendeten Optik des Rastermikroskops dienen, die eine laterale bzw. axiale Abhängigkeit des jeweiligen Beleuchtungspunkts aufweisen kann.
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Aus
DE 197 33 193 B4 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Beobachtungsstrahlengang eine adaptive Optik vorgesehen ist. In den Beobachtungsstrahlengang zwischen Objektiv und Tubuslinse ein ansteuerbarer Wellenfrontmodulator eingeordnet, mit dessen Ansteuerung die aufgrund von Aberrationen des Objektivs verzerrte Wellenfront korrigiert wird.
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Aus
DE 100 49 296 A1 ist eine optische Anordnung mit einer Lichtquelle, vorzugsweise einem Laser, zur Erzeugung eines Lichtstrahls und mit mindestens einer akustooptischen Ablenkeinrichtung für den Lichtstrahl bekannt. Außerdem ist eine Korrektureinrichtung zur Korrektur von durch die Ablenkeinrichtung erzeugte Strahlfehler vorgesehen, die im Hinblick auf eine flexible und sichere Korrektur von durch die Ablenkung auftretende Fehler eine adaptive Optik aufweist.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Scanmikroskope haben den Nachteil, dass sie entweder überhaupt keine scanparameterabhängige, insbesondere ortsabhängige, Aberrationskorrektur erlauben oder allenfalls eine eher eingeschränkt praktikable Aberrationskorrektur bereitstellen. Hierbei spielt eine besondere Rolle, dass die Elemente zur Aberrationskorrektur entweder äußerst schnell arbeiten müssen, um synchron mit einem schnellen Abscannen der Probe wirken zu können, oder dass die Elemente zur Aberrationskorrektur, wenn sie nicht hinreichend schnell arbeiten können, einer sehr viel langsamere Scangeschwindigkeit erzwingen, als eigentlich möglich ist. Ausführungen, die eine schnelle, zu einer schnelleren Abtbelastung synchrone Aberrationskorrektur erlauben, sind technisch äußerst aufwändig, anfällig und teuer.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein scanmikroskopisches Verfahren anzugeben, das auch bei sich schnell ändernden Scanparametern eine Korrektur von Aberrationen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein scanmikroskopisches Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Scanparameter derart festgelegt werden, dass die zu korrigierende Aberration überwiegend in Abhängigkeit von dem langsameren Scanparameter variiert und die Aberration in Abhängigkeit von der langsameren Scanparameter korrigiert wird.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein scanmikroskopisches Verfahren anzugeben, das auch bei schnellem Abscannen einer Probe die Korrektur von ortsabhängigen Aberrationen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein scanmikroskopisches Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Scanbewegungen derart festgelegt werden, dass die ortsabhängige zu korrigierende Aberration überwiegend in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung variiert und die Aberration in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung korrigiert wird.
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Es ist insbesondere eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scanmikroskop anzugeben, bei sich schnell ändernden Scanparametern eine Korrektur von Aberrationen ermöglicht ist.
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Die weitere Aufgabe wird durch ein Scanmikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Scanparameter derart festgelegt sind, dass die zu korrigierende Aberration überwiegend in Abhängigkeit von dem langsameren Scanparameter variiert und die Aberration in Abhängigkeit von der langsameren Scanparameter korrigiert wird.
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Es ist insbesondere eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scanmikroskop anzugeben, bei dem auch bei schnellem Abscannen einer Probe eine Korrektur von ortsabhängigen Aberrationen möglich ist.
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Die weitere Aufgabe wird durch ein Scanmikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Scanbewegungen derart gewählt sind, dass die zu korrigierende Aberration überwiegend in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung variiert und das Korrekturelement die Aberration in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung korrigiert.
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Erfindungsgemäß wurde insbesondere erkannt, dass insbesondere die Verwendung von einfacher aufgebauten Korrekturelementen, wie beispielsweise einer verschiebbaren Linse oder einer kippbare Linse oder die Einbeziehung des bei manchen Objektiven bereits eingebauten Korrekturelement, das durch Drehen eines Korrekturringes bedienbar ist, nicht Frage kommt, solange eine Probenschicht mit hohem Scangeschwindigkeiten beispielsweise mäanderförmig, also mit einer schnellen X-Scanbewegung und einer langsameren Y-Scanbewegung abgetastet wird. Dies insbesondere deshalb, weil zu unterschiedlichen X-Positionen in aller Regel ganz unterschiedliche Aberrationen gehören, so dass ein Korrekturelement zur Korrektur von Apparaturen in den Bruchteilen einer Sekunde, die zum Durchfahren einer Scanzeile nötig sind, verstellbar sein müsste.
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Dem erfinderischen Konzept liegt insbesondere die Idee zu Grunde, den zu korrigierenden optischen Fehler so in Komponenten zu zerlegen und die Scanbewegungen derart zu wählen, dass eine Fehlerkomponente entlang der speziell ausgewählten schnelleren Scanbewegung möglichst wenig variiert oder im Idealfall sogar konstant ist und dass die verbleibende, in aller Regel stark variierende Fehlerkomponente lediglich entlang der langsameren Scanbewegung zum Tragen kommt. Hierdurch ist es ermöglicht, Korrekturelemente zu verwenden, die lediglich so schnell verstellbar sein müssen, wie es die langsamere Scanbewegung verlangt.
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Die langsameren und/oder schnelleren Scanparameter können beispielsweise die Anregungslichtwellenlänge, den Brechungsindex der Probe, die Detektionslichtwellenlänge oder die Zeit betreffen.
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Hinsichtlich der möglichen, zu überlagernden Scanbewegungen gibt es dem Grunde nach keine Beschränkungen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die schnellere Scanbewegung eine Kreisbewegung beinhaltet und/oder dass die schnellere Scanbewegung eine Kreisbewegung einer zur optischen Achse senkrechten Ebene ist.
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Das kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass die langsamere Scanbewegung eine Radialbewegung beinhaltet und/oder dass die langsame Scanbewegung eine Linearbewegung beinhaltet und/oder dass die langsame Scanbewegung eine Linearbewegung in Richtung der optischen Achse ist und/oder dass die langsame Scanbewegung eine Linearbewegung in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene ist.
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Insbesondere unterscheidet sich in aller Regel der Bahnverlauf der schnelleren Scanbewegung von dem Bahnverlauf der langsameren Scanbewegung. Allerdings ist grundsätzlich nicht ausgeschlossen, dass die schnellere Scanbewegung und die langsamere Scanbewegung zu unterschiedlichen Zeiten und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten jeweils demselben Bahnverlauf folgen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Probe entlang einer Spiralbahn gescannt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Probe entlang einer Spiralbahn um die optische Achse gescannt wird und/oder dass die Probe entlang einer Spiralbahn, die sich um einen Weißpunkt eines Objektivs windet, gescannt wird. Diese Ausführungsformen sind besonders dazu geeignet, Aberrationen zu korrigieren, die im Wesentlichen vom Abstand zu einem Zentralpunkt, wie beispielsweise dem Weißpunkt eines Objektivs, oder einer Zentralachse, wie beispielsweise der optischen Achse oder beispielsweise einer zur optischen Achse parallelen Achse, abhängen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Farbquerfehler oder um einen Komafehler handeln.
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Bei einem spiralförmigen Abscannen kann, beispielsweise mit Hilfe eines Königsrotators, als schnellere Scanbewegung eine Kreisbewegung erzeugt werden, während, beispielsweise mit einem Galvanometerspiegel, eine Radialbewegung als langsamere Scanbewegung erzeugt werden kann. Die Korrektur erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung, nämlich der Radialbewegung, was die Verwendung von relativ einfach aufgebauten Korrekturelementen erlaubt.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zur Korrektur einer Bildfeldwölbung eine im Strahlengang des scanmikroskopisches befindliche Linse in Abhängigkeit des Abstandes des Fokus des Beleuchtungslichtstrahlenbündels von der optischen Achse oder von einem anderen Referenzpunkt längsverschoben wird. Im Ergebnis wird hierdurch erreicht, dass je weiter der Fokus der Spiralbahn folgend nach außen gelangt, die Brennweite des abbildenden optischen Systems so verändert wird, dass der Fokus stets in einer Ebene bleibt, so dass die eigentlich vorhandene Bildfeldwölbung ausgeglichen ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom Abstand des Fokus des Beleuchtungslichtstrahlenbündels von der optischen Achse oder von einem anderen Referenzpunkt, insbesondere motorisch gesteuert, ein Korrekturring eines Objektivs bedient wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Korrektur der Aberration in Abhängigkeit vom Abstand zum Mittelpunkt der Spiralbahn erfolgt. Wie bereits ausgeführt, kann es sich bei dem Mittelpunkt beispielsweise um einen Punkt handeln, durch den die optische Achse des Scanmikroskops verläuft. Es kann jedoch auch ein anderer Referenzpunkt, beispielsweise der Weißpunkt eines Objektivs oder der Zentralpunkt einer Bildfeldwölbung sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als Mittelpunkt der Zentralpunkt einer rotationssymmetrischen Aberration gewählt ist.
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Die Korrektur einer Aberration entlang der langsameren Scanbewegung kann, wie bereits beispielhaft erwähnt, insbesondere die Führung und/oder Formung des Beleuchtungslichtstrahlenbündels oder des Detektionslichtstrahlenbündels beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Korrektur einer Aberration das Verändern einer Anregungslichtwellenlänge oder das Verändern der spektralen Empfindlichkeit eines Detektors und/oder die Auswahl eines spektralen Direktionsbereichs beinhaltet.
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Insbesondere zur Erzeugung einer Abscanbewegung entlang einer Spiralbahn, aber auch für andere Scanbahnen, kann vorgesehen sein, dass die schnellere Scanbewegung mit einem rotierenden optischen Element erzeugt wird. Rotierende Elemente haben den ganz besonderen Vorteil, dass auf einfache Weise, beispielsweise durch hohe Drehzahlen – schnelle Scanbewegungen erzeugt werden können. Als rotierendes Element kann vorteilhaft beispielsweise ein Drehspiegel oder ein Königsrotator, auch bekannt als Abbe-König-Prisma, verwendet werden.
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Wie bereits erwähnt, kann die langsamere Scanbewegung beispielsweise mit wenigstens einem Kippspiegel, insbesondere einem Galvanometerspiegel, erzeugt werden.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform des scanmikroskopischen Verfahrens werden die Scanbewegungen derart festgelegt, dass die zu korrigierende Aberration von der schnelleren Scanbewegung unabhängig ist und/oder dass die zu korrigierende Aberration ausschließlich mit der langsameren Scanbewegung variiert.
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Darüberhinaus kann dennoch eine die Abbildungseigenschaften insgesamt verbessernde Korrektur dadurch erreicht werden, dass die ortsabhängige zu korrigierende Aberration überwiegend in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung variiert und die Aberration in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung korrigiert wird. Überwiegend bedeutet hierbei insbesondere, dass die Differenz der Aberrationswerte zwischen denen die Aberration bei Ausführung der Scanbewegungen jeweils schwankt bei der schnelleren Scanbewegung kleiner ist, als bei der langsameren Scanbewegung. Im Idealfall ist – wie bereits beispielhaft erläutert – die Differenz der Aberrationswerte zwischen denen die Aberration bei Ausführung der schnelleren Scanbewegung schwankt Null.
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Insbesondere im Idealfall wird die Aberration ausschließlich in Abhängigkeit und/oder synchron zur langsameren Scanbewegung korrigiert. Natürlich ist es nicht ausgeschlossen, zusätzlich zu einem in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung wirkenden Korrekturelement ein weiteres, schnelles Korrekturelement vorzusehen, dass die möglicherweise noch vorhandenen mit der schnelleren Scanbewegung variierenden Aberrationen korrigiert. Eine solche Ausführung hat in aller Regel den Vorteil, dass das weitere Korrekturelement zwar schnell sein muss, um der schnelleren Scanbewegung folgen zu können, wobei es jedoch trotzdem insgesamt einfacher aufgebaut sein kann, weil es die Fehlerkomponente, die bereits das in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung wirkenden Korrekturelement korrigiert, nicht gleichzeitig auch korrigieren muss.
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Wie bereits beispielhaft erwähnt, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Korrektur der Aberration durch, insbesondere motorgesteuertes – beispielsweise (elektrisch) spannungsgesteuertes und/oder druckgesteuertes und/oder kraftgesteuertes – Verschieben wenigstens einer Linse erfolgt und/oder durch Verschieben wenigstens einer Linse in Richtung entlang der optischen Achse erfolgt und/oder durch Verschieben wenigstens einer Linse senkrecht zur optischen Achse erfolgt und/oder durch Kippen wenigstens einer Linse erfolgt und/oder durch Verstellen eines Korrekturringes eines Objektivs erfolgt und/oder durch Steuern einer adaptiven Optik, insbesondere eines verformbaren Spiegels, verformbarer Linsen oder eines LCD-Elements oder einer steuerbaren Pixelmatrix, erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Scanmikroskop sind insbesondere dazu geeignet, eine Schichtaufnahme oder einen Stapel von Schichtaufnahmen zu erzeugen. Die Schichtaufnahmen können hierbei vorteilhaft aus Ebenen gewonnen werden, die senkrecht zur optischen Achse des Scanmikroskops angeordnet sind. Es ist jedoch auch denkbar, die Scanbewegungen so zu wählen, dass eine zwei- oder dreidimensionale Abbildung auf andere Weise, insbesondere entlang kompliziertere Scanbahnen, erzeugt wird.
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Der schnellere Scanparameter ist der Parameter, für den ein Korrekturglied in der gleichen Zeit stärker verändert werden muss oder müsste, und die langsameren Scanparameter sind die Parameter, für die ein Korrekturglied in der gleichen Zeit weniger verändert werden muss oder müsste.
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Speziell in Bezug auf ortsabhängige Aberrationskorrekturen sei klargestellt, dass eine Scanbewegung dann als die schnellere Scanbewegung anzusehen ist, wenn der Fokus bei isolierter Ausführung der dieser Scanbewegung in einer Zeiteinheit einen längeren Weg überstreicht, als bei isolierter Ausführung einer anderen, also langsameren, Scanbewegung.
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Darüber hinaus sei klargestellt, dass mit einer ortsabhängigen Aberration ein Abbildungsfehler gemeint ist, der wenigstens in Bezug auf zwei unterschiedliche Probenorte unterschiedlich ist.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigt:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scanmikroskops und
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scanmikroskops.
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Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scanmikroskop s mit einer Lichtquelle 1, die ein Beleuchtungslichtbündel 12 emittiert. Das Beleuchtungslichtbündel 12 wird von einem Strahlteiler 3 umgelenkt und gelangt zunächst zu einem Kippglied 4, das beispielsweise eine Linse beinhalten kann, die um eine zur optischen Achse senkrechten Achse gesteuert gekippt werden kann. Nach Durchtritt durch das Kippglied 4 gelangt das Beleuchtungslichtbündel 12 zu einem Fokusschieber 5, der beispielsweise eine entlang der optischen Achse gesteuert verschiebbare Linse aufweisen kann.
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Anschließend gelangt das Beleuchtungslichtbündel 12 zu einer Strahlablenkeinrichtung 11 die zur Erzeugung einer langsameren Scanbewegung einem Galvanometerspiegel 6 und zur Erzeugung einer schnelleren Scanbewegung einen rotierenden Königsrotator 7 aufweist.
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Von der Strahlablenkeinrichtung 11 gelangt das Beleuchtungslichtbündel 12 zunächst zur Scanoptik 8, die eine Scanlinse und eine Tubuslinse aufweist. Anschließend gelangt das Beleuchtungslichtbündel 12 durch ein Objektiv 9 hindurch zur abzuscannenden Probe 10. Das Objektiv 9 weist einen Korrekturring auf, mit dem innerhalb des Objektivs 9 angeordnete optische Bauteile zur Herbeiführung einer Korrekturwirkung verstellt werden können.
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Der Galvanometerspiegel 6 erzeugt als Scanbewegung eine Radialbewegung, während der Königsrotator 7 als Scanbewegung eine Kreisbewegung erzeugt. Die Überlagerung dieser Scanbewegungen ergibt eine spiralförmige Scanbahn.
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Das Kippglied 4, der Fokusschieber 5, und das mit dem Korrekturring versehene Objektiv 9 dienen als Korrekturelemente, die in Abhängigkeit von der langsameren Scanbewegung, insbesondere synchron zur Einstellung des Galvanometerspiegels 6, gesteuert sind und eine Korrektur von ortsabhängigen Aberrationen bewirken.
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Das von der Probe 10 ausgehende Detektionslicht 13 gelangt auf umgekehrtem Lichtweg wie das Beleuchtungslichtbündel 12 zurück zum Strahlteiler 3, passiert diesen und betrifft anschließend auf einen Detektor 2, der für jeden Rasterpunkt ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Amplitude jeweils zur Lichtleistung des Detektionslicht 13 proportional ist.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scanmikroskops. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird Probe 10 mit einem Beleuchtungslichtbündel 12 einer Lichtquelle 1 beleuchtet. Das Beleuchtungslichtbündel 12 gelangt zunächst zu einem Fokusschieber 5, der beispielsweise eine entlang der optischen Achse gesteuert verschiebbare Linse aufweisen kann und anschließend zu einem Kippglied 4, das beispielsweise eine Linse beinhalten kann, die um eine zur optischen Achse senkrechten Achse gesteuert gekippt werden kann.
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Zum Führen des Beleuchtungslichtbündels 12 über die Probe 8 und zur Erzeugung einer schnelleren Scanbewegung, sowie einer langsameren Scanbewegung ist einerseits ein Königsrotator 14 vorgesehen, der nur eine kleine Durchgangsöffnung aufweist und daher wesentlich kleiner ausgeführt sein kann, als der des in 1 gezeigten Scanmikroskops. Insbesondere weist dieser Königsrotator 14 aufgrund der kleineren Bauform, auch ein geringeres Trägheitsmoment auf, was ein schnelles Drehen und/oder ein schnelles Ändern der Drehbewegung ermöglicht.
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Darüber hinaus ist ein X-Y-Scanner 17 vorgesehen, der beispielsweise aus einem ersten akustooptischen Deflektor 15 und einem zweiten akustooptischen Deflektor 16 bestehen kann. Durch phasenverschobene Ansteuerung der akustooptischen Deflektoren 15, 16 (insbesondere bei einem Phasenversatz von 90°) kann ein Spiralscan erzeugt werden. 20 sieben
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Anschließend erreicht das Beleuchtungslichtbündel 12 die Scanoptik 8 und gelangt nach Passieren eines Strahlteilers 19 und eines Objektivs 9 zur Probe 10.
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Die Detektion erfolgt in Non-Descan-Anordnung, also ohne dass das von der Probe ausgehende Detektionslicht 13 zurück über die Scaneinrichtung geführt wird. Zum einen ist ein erster Detektor 20 vorgesehen, der von der Probe entgegen der Beleuchtungsrichtung ausgehendes Detektionslicht, das ihre von dem Strahlteiler 19 reflektiert wird, empfängt. Darüber hinaus ist ein Durchlichtdetektor 21 vorgesehen, der von der Probe in Beleuchtungsrichtung ausgehendes Detektionslicht 13 und/oder durch die Probe getretenes Transmissionslicht 22 nach Passieren eines Kondensors 18 empfängt.
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Bei dieser Ausführungsform werden das Kippglied 4 und der Fokusschieber 5, sowie das mit einem motorisch verstellbaren Korrekturring versehene Objektiv 9 in Abhängigkeit von einem langsameren Scanparameter zur Korrektur von Aberrationen gesteuert. Insbesondere ist vorgesehen, dass der X-Y-Scanner 17 Signale hinsichtlich der jeweils aktuellen Stellung des Königsrotators 14 empfängt und diese bei der Ablenkung des Beleuchtungslichtbündels 12 berücksichtigt.
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Zur Korrektur insbesondere von Farbquerfehlern wird das Kippglied 4, der Fokusschieber 5, und der Korrekturring des Objektivs 9 synchron und in Abhängigkeit von der Drehstellung des X-Y-Scanner 17, der die langsamere der Scanbewegungen erzeugt, gesteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtquelle
- 2
- Detektor
- 3
- Strahlteiler
- 4
- Kipp Glied
- 5
- Fokusschieber
- 6
- Galvanometerspiegel
- 7
- Königsrotator
- 8
- Scanoptik
- 9
- Objektiv
- 10
- Probe
- 11
- Strahlablenkeinrichtung
- 12
- Beleuchtungslichtbündel
- 13
- Detektionslicht
- 14
- Königsrotator
- 15
- erster akustooptischer Deflektor
- 16
- zweiter akustooptischer Deflektor
- 17
- X-Y-Scanner
- 18
- Kondensor
- 19
- Strahlteiler
- 20
- erster Detektor
- 21
- Durchlichtdetektor
- 22
- Transmissionslicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10012462 A1 [0008]
- DE 19733193 B4 [0009]
- DE 10049296 A1 [0010]
