DE102017203742A1 - Method and device for measuring the spatial extent of the illumination spot image function - Google Patents

Method and device for measuring the spatial extent of the illumination spot image function Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie.Aufgabe ist es, die räumliche Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion mit geringem Aufwand und hoher Genauigkeit zu messen. Die Messeinrichtung, soll robust ohne großen Justieraufwand arbeiten und durch eine kleine handliche Bauform insbesondere für den universellen Einsatz von Routinemessungen als auch im Servicebereich nutzbar sein.Erfindungsgemäß wird durch die Aufteilung eines auszuwertenden Laserstrahls (2) durch einen polarisationsunabhängigen oder einen polarisationsabhängigen Strahlteiler (3) auf einen linearen Detektor (4) und einen nichtlinearen Detektor (5) und durch die Quotientenbildung eines Messsignals (S1) des linearen Detektors (4) und eines Messsignals (S) des nichtlinearen Detektors (5), die bei Ein- und Mehrphotonen-Wechselwirkungen entstehen, die räumliche Halbwertsbreite bestimmt, aus der Informationen über die räumliche Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie ableitbar sind.The invention relates to a method and a device for measuring the spatial extent of the illumination spot image function in multi-photon microscopy. The task is to measure the spatial extent of the illumination spot image function with little effort and high accuracy. The measuring device, should work robustly without great adjustment effort and be usable by a small handy design especially for the universal use of routine measurements as well as in the service area. According to the invention, the distribution of a laser beam (2) to be evaluated by a polarization-independent or a polarization-dependent beam splitter (3) to a linear detector (4) and a non-linear detector (5) and by the quotient of a measurement signal (S1) of the linear detector (4) and a measurement signal (S) of the nonlinear detector (5), which in single and multiphoton interactions arise, the spatial half width determines from which information about the spatial extent of the illumination point image function in the multi-photon microscopy are derivable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie. Die momentan im High-End-Bereich der Multi-Photon-Mikroskopie verwendeten Verfahren zur Messung der räumlichen Beleuchtungspunktbildfunktion (PSF) basieren meistens auf dem Abtasten der räumlichen Beleuchtungspunktbildfunktion mittels ultrakleiner fluoreszierender Kügelchen (Beads) oder ultradünner Fluoreszenzschichten (Brakenhoff) und erfordern einen großen technischen Aufwand zur Realisierung solcher Verfahren. Es müssen geeigneten Proben hergestellt werden, die meist nicht allzu lange haltbar und vom Bleichen betroffen sind. Es müssen z-Stacks gemessen werden und die Daten müssen mit FIT-Algorithmen ausgewertet werden.The invention relates to a method and a device for measuring the spatial extent of the illumination spot image function in multi-photon microscopy. The spatial illumination spot image (PSF) measurement methods currently used in the high-end area of multi-photon microscopy are mostly based on scanning the spatial illumination spot image function using ultra-small beads or ultra-thin fluorescent layers (Brakenhoff) and require a large amount of technical expertise Effort to implement such methods. It must be prepared suitable samples, which are usually not too long lasting and affected by bleaching. Z-stacks must be measured and the data must be evaluated with FIT algorithms.

Es ist bekannt, dass die Messung der Pulsdauer kurzer Lichtimpulse bis zu einer Dauer von 10ps mittels schneller Photodetektoren direkt erfolgt und unterhalb dieser Grenze bis etwa 0,5ps mittels Streakkameras und im Pikosekunden- und Subpikosekundenbereich indirekt über Korrelationsverfahren. So ist aus der DE 199 44 913 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pulsdauermessung sehr kurzer Lichtimpulse, insbesondere zur Pulsdauermessung von Femto- und Pikosekundenlaserimpulsen mit einer Strahlteilung bekannt, indem bei dem Verfahren zur Pulsdauermessung sehr kurzer Lichtimpulse die Teilstrahlen gleicher optischer Eigenschaften getrennt und hinsichtlich ihrer Signale detektiert werden, die jeweils unterschiedlich von der Impulsdauer der auszuwertenden Lichtimpulse abhängen und dass die Detektorsignale der Teilstrahlen dazu im Verhältnis zueinander ausgewertet werden.It is known that the measurement of the pulse duration of short light pulses up to a duration of 10ps by means of fast photodetectors directly and below this limit to about 0.5ps by means of streak cameras and in the picosecond and subpicosecond range indirectly via correlation methods. So is out of the DE 199 44 913 A1 a method and apparatus for pulse duration measurement of very short light pulses, in particular for pulse duration measurement of femtosecond and picosecond laser pulses with a beam splitting by the sub-beams of the same optical properties are separated and detected with respect to their signals in the method for pulse width measurement of very short light pulses, each different from depend on the pulse duration of the evaluated light pulses and that the detector signals of the partial beams are evaluated in relation to each other.

Die Vorrichtung zur Pulsdauermessung sehr kurzer Lichtimpulse umfasst einen Strahlteiler zur Aufteilung des auszuwertenden Lichtstrahls in zwei mit gleichen optischen Eigenschaften zu detektierende Teilstrahlen und zwei Lichtempfänger mit jeweils von der Impulsdauer unterschiedlich abhängenden Ausgangssignalen für die durch den Strahlteiler getrennten Teilstrahlen. Die Lichtempfänger stehen mit einer Auswertestufe zur Quotientenbildung der Ausgangssignale der Lichtempfänger in Verbindung.The apparatus for pulse duration measurement of very short light pulses comprises a beam splitter for splitting the light beam to be evaluated into two sub-beams to be detected with the same optical properties and two light receivers each having output signals different from the pulse duration for the sub-beams separated by the beam splitter. The light receivers are connected to an evaluation stage for quotient formation of the output signals of the light receivers.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie zu schaffen, das mit geringem Aufwand und hoher Genauigkeit die Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion ermöglicht. Weiterhin soll eine entsprechende Messeinrichtung vorgeschlagen werden, die robust und ohne großen Justieraufwand arbeitet und durch eine kleine handliche Bauform insbesondere für den universellen Einsatz von Routinemessungen auch im Servicebereich nutzbar ist.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a method for measuring the spatial extent of the illumination point image function in multi-photon microscopy, which allows the measurement of the spatial extent of the illumination point image function with little effort and high accuracy. Furthermore, a corresponding measuring device is to be proposed, which works robustly and without great adjustment effort and can be used in the service sector, in particular for the universal use of routine measurements, by means of a small, handy design.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem durch die Quotientenbildung eines Messsignals eines linearen Detektors und eines Messsignals eines nichtlinearen Detektors, die bei Ein-Photonen-Wechselwirkungen beziehungsweise bei Mehrphotonen-Wechselwirkungen entstehen, die räumliche Halbwertsbreite bestimmt wird. Aus diesen Quotienten sind Informationen über die räumliche Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie ableitbar. Die Messeinrichtung (oder kurz: Einrichtung) zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion umfasst einen Strahlteiler zur Aufteilung des auszuwertenden Lichtstrahls in zwei zu detektierende Teilstrahlen. Ein aus einem Kalibrierobjektiv austretender Laserstrahl wird durch einen polarisationsunabhängigen oder durch einen polarisationsabhängigen Strahlteiler auf einen linearen Detektor und auf einen nichtlinearen Detektor verteilt. Die von dem linearen Detektor und dem nichtlinearen Detektor jeweils ermittelten und in Verstärkern verstärkten Signale sind einer Auswerteeinheit zur Bildung eines Quotienten bereitgestellt beziehungsweise bereitstellbar. Die Quotientenbildung ist zur Bestimmung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion vorgesehen. Der Einsatz von Photodioden als lineare bzw. nichtlineare Detektoren (z.B. SiC) führt zu einem breiten spektralen Einsatzbereich, der durch die elektronische Bandstruktur der Halbleiter gegeben ist. Nach der Messung der beiden Signale kann dann durch die Quotientenbildung die räumliche, insbesondere 2D-, Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion (2D-FWHM) mittels eines Computers bestimmt werden. Dazu wird nach der Messung der beiden Signale durch Quotientenbildung die räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion mittels analoger oder digitaler Auswerteeinheiten bestimmt. Ein Computer kann ein bekannter PC, aber auch eine Rechnereinheit (z. B. CPU) sein, die zudem in einer Auswerteeinheit integriert oder mit dieser verbunden sein kann. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung ist unempfindlich gegenüber klimatischen Schwankungen, eine Justierung ist nicht notwendig und damit entfallen Justierzeiten. Weiterhin besitzt die Messeinrichtung eine kleine handliche Bauform.To achieve this object, the invention proposes a method in which the spatial half-width is determined by the quotient of a measurement signal of a linear detector and a measurement signal of a nonlinear detector, which arise in one-photon interactions or multiphoton interactions. Information about the spatial extent of the illumination spot image function in multi-photon microscopy can be derived from these quotients. The measuring device (or in short: device) for measuring the spatial extent of the illumination point image function comprises a beam splitter for splitting the light beam to be evaluated into two partial beams to be detected. A laser beam emerging from a calibration lens is distributed by a polarization-independent or by a polarization-dependent beam splitter to a linear detector and to a nonlinear detector. The signals respectively determined by the linear detector and the nonlinear detector and amplified in amplifiers are provided or can be made available to an evaluation unit for forming a quotient. The quotient formation is provided for determining the spatial extent of the illumination spot image function. The use of photodiodes as linear and non-linear detectors (e.g., SiC) results in a broad spectral range of use given by the electronic band structure of the semiconductors. After measuring the two signals, the spatial, in particular 2D, expansion of the illumination point image function (2D-FWHM) can then be determined by means of a computer by quotient formation. For this purpose, after the measurement of the two signals by quotient formation, the spatial extent of the illumination point image function is determined by means of analog or digital evaluation units. A computer may be a known PC, but also a computer unit (eg CPU), which may also be integrated in or connected to an evaluation unit. The measuring device according to the invention is insensitive to climatic fluctuations, an adjustment is not necessary and thus accounts adjustment times. Furthermore, the measuring device has a small handy design.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass als lineare und nichtlineare Detektoren Photodioden mit einem breiten spektralen Bereich vorgesehen sind, wobei für den linearen Detektor ein deutlich geringerer Lichtanteil ausreichend ist, als für den nichtlinearen Detektor.It is advantageously provided that photodiodes having a broad spectral range are provided as linear and nonlinear detectors, wherein a significantly lower light component is sufficient for the linear detector than for the nonlinear detector.

Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass die Bandlücke des linearen Detektors eine Ein-Photonenanregung ermöglicht und die Bandlücke des nichtlinearen Detektors eine Zwei-Photonenanregung.Preferably, it is further provided that the band gap of the linear detector has a Photon excitation allows and the band gap of the nonlinear detector a two-photon excitation.

Die Erfindung wird folgend anhand eines schematisch in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment schematically illustrated in a drawing.

Es zeigt:

  • 1 eine Prinzipdarstellung der Messeinrichtung.
It shows:
  • 1 a schematic diagram of the measuring device.

1 zeigt eine Messeinrichtung M und eine Integration des Messverfahrens in ein Kalibrierobjektiv 1 für ein Multi-Photon-Mikroskop 9. Der Einsatz von Photodioden als lineare bzw. nichtlineare Detektoren 4, 5 (z.B. SiC) führt zu einem breiten spektralen Einsatzbereich, der durch die elektronische Bandstruktur der Halbleiter der Detektoren 4, 5 gegeben ist. 1 shows a measuring device M and an integration of the measuring method into a calibration objective 1 for a multi-photon microscope 9 , The use of photodiodes as linear or non-linear detectors 4 . 5 (eg SiC) leads to a broad spectral range of application, which is due to the electronic band structure of the semiconductors of the detectors 4 . 5 given is.

Die in ihrem Aufbau dargestellte Messeinrichtung M weist ein Kalibrierobjektiv 1 auf. Ein aus dem Kalibrierobjektiv 1 austretender Laserstrahl 2 wird durch einen polarisationsunabhängigen - oder in einer weiteren Ausführungsform einen polarisationsabhängigen- Strahlteiler 3 beispielsweise in Form einer Glasplatte in zwei Teilstrahlen aufgeteilt und auf einen linearen Detektoren 4 und auf einen nichtlinearen Detektor 5 geleitet. Dabei kann der Lichtanteil für den linearen Detektor 4 deutlich geringer als der für den nichtlinearen Detektor 5 ausfallen. Die Bandlücke des linearen Detektors 4 muss eine Ein-Photonenanregung ermöglichen. Entsprechendes gilt für den nichtlinearen Detektor 5, der eine Zwei-Photonenanregung ermöglicht. Die durch die beiden Detektoren 4, 5 erzeugten Signale werden jeweils durch elektronische Verstärker 6, 7 zu elektrischen Signalen verstärkt und dann einer analogen oder digitalen Auswerteeinheit 8 zugeführt, in der durch Quotientenbildung die räumliche, insbesondere die 2D-Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion mittels Computer bestimmt wird.The measuring device shown in its construction M has a calibration lens 1 on. On from the calibration lens 1 emerging laser beam 2 is by a polarization independent - or in another embodiment, a polarization-dependent- beam splitter 3 for example, in the form of a glass plate divided into two sub-beams and a linear detectors 4 and to a nonlinear detector 5 directed. In this case, the proportion of light for the linear detector 4 significantly lower than that for the nonlinear detector 5 fail. The bandgap of the linear detector 4 must allow one-photon excitation. The same applies to the nonlinear detector 5 which enables a two-photon excitation. The through the two detectors 4 . 5 Signals generated by electronic amplifiers 6 . 7 amplified to electrical signals and then an analog or digital evaluation 8th in which the spatial, in particular the 2D extension of the illumination point image function is determined by quotient formation by means of computer.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Quotientenbildung eines linearen und nichtlinearen Messsignals, wie es bei der Ein-Photon-Wechselwirkung bzw. der Mehr-Photonen-Wechselwirkung entsteht, zugrunde: S n = C n P a v g ( τ f A ) n 1

Figure DE102017203742A1_0001

  • Sn - Messsignal
  • Cn - Proportionalitätsfaktor, material-(detektor-)spezifisch, z.B. kann darin der Absorptionsquerschnitt enthalten sein
  • Pavg - mittlere Laserleistung
  • τ - Impulsdauer
  • f - Laser-Repetitionsrate
  • A - Beleuchtungsquerschnittsfläche: A = π wo 2 wo ist der 1/e^2-Radius und steht in unmittelbaren Zusammenhang zur Halbwertsbreite (FWHM) w F W H M = w 0 2 ln ( 2 )
    Figure DE102017203742A1_0002
The method according to the invention is based on the quotient formation of a linear and non-linear measurement signal, as arises in the one-photon interaction or the multi-photon interaction: S n = C n P a v G ( τ f A ) n - 1
Figure DE102017203742A1_0001
  • S n - measuring signal
  • C n - proportionality factor, material (detector) specific, eg it may contain the absorption cross section
  • P avg - average laser power
  • τ - pulse duration
  • f - laser repetition rate
  • A - illumination cross-sectional area: A = π w o 2 w o is the 1 / e ^ 2 radius and is directly related to the full width at half maximum (FWHM) w F W H M = w 0 2 ln ( 2 )
    Figure DE102017203742A1_0002

Die obige Berechnung des Messsignals Sn wird für den linearen Detektor 4 ausgeführt, wodurch das Ein-Photon-Signal S1 erhalten wird. Ebenso wird die Berechnung für den nichtlinearen Detektor 5 ausgeführt, wodurch das Mehr-Photon-Signal, im Beispiel hier das Zwei-Photon-Signal S2, erhalten wird. Die Quotientenbildung des quadrierten Ein-Photon-Signals S1 und des Zwei-Photon-Signals S2 führt zu dem Quotienten QMess: Q M e s s = S 1 2 S 2 = C 1 2 C 2 τ f π w o 2

Figure DE102017203742A1_0003
The above calculation of the measurement signal S n becomes for the linear detector 4 carried out, whereby the one-photon signal S 1 is obtained. Likewise, the calculation for the nonlinear detector 5 executed, whereby the multi-photon signal, in this example, the two-photon signal S 2 , is obtained. The quotient formation of the squared one-photon signal S 1 and the two-photon signal S 2 leads to the quotient Q Mess : Q M e s s = S 1 2 S 2 = C 1 2 C 2 τ f π w O 2
Figure DE102017203742A1_0003

Während in bekannten Messverfahren der Quotient QMess zur Messung der Impulsdauer verwendet wird, geht es in der vorliegenden Erfindung um die Nutzung der Anordnung einschließlich der Signalauswertung zur Bestimmung der räumlichen Halbwertsbreite, da der Quotient QMess sehr empfindlich auf Änderungen der räumlichen Halbwertsbreite reagiert: w o 2 = F λ S 1 2 S 2 = F λ Q M e s s

Figure DE102017203742A1_0004
While the quotient Q measurement is used for measuring the pulse duration in known measuring methods, in the present invention the use of the arrangement including the signal evaluation for determining the spatial half-width is important, since the quotient Q Mess reacts very sensitively to changes in the spatial half-width. w O 2 = F λ S 1 2 S 2 = F λ Q M e s s
Figure DE102017203742A1_0004

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion besteht darin, dass gegenüber dem bekannten Verfahren zur Pulsdauermessung sehr kurzer Lichtimpulse, bei dem die Quotientenbildung aus den beiden detektierten Empfängersignalen zur Bestimmung der Impulsdauer sowohl analog als auch digital in einem Rechner ausgeführt wird, im erfindungsgemäßen Verfahren dagegen durch die Quotientenbildung eines Messsignals S1 eines linearen Detektors 4 und eines Messsignals S2 eines nichtlinearen Detektors 5, die bei der Ein- oder Mehr-Photonen-Wechselwirkung entstehen, die räumliche Halbwertsbreite mit höherer Empfindlichkeit als im genannten Verfahren zum Stand der Technik bestimmt wird. Das neue Verfahren liefert Informationen über die räumliche Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie.The advantage of the inventive method for measuring the spatial extent of the illumination point image function is that compared to the known method for pulse duration measurement of very short light pulses, in which the quotient formation from the two detected receiver signals for determining the pulse duration is performed both analog and digital in a computer, in the inventive method, however, by the quotient of a measurement signal S 1 of a linear detector 4 and a measurement signal S 2 of a nonlinear detector 5 , which arise in the single or multi-photon interaction, the spatial half-width is determined with higher sensitivity than in the said prior art method. The new method provides information about the spatial extent of the illumination spot image function in multi-photon microscopy.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, dass gegenüber bekannten Verfahren zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion keine aufwendigen Detektionsmedien, beispielsweise fluoreszierende Beads oder ultradünne Schichtproben notwendig sind. Weiterhin sind keine pixelierte 2D-Detektoren notwendig. Auch die Aufnahme von z-Stacks, d.h. die Aufnahme von 3D-Probenvolumina entfällt. Das Verfahren der Quotientenbildung hat neben der rechentechnisch einfachen Auswertung den Vorteil, dass im Gegensatz zum Stand der Technik keine Justierungen der Messeinrichtung notwendig sind und damit aufwendige Justier- und Einrichtungszeiten entfallen. Weiterhin sind, wie bei bekannten sogenannten Einzelschussverfahren, in denen alle Pixel eines dreidimensional aufgelösten Bildes gleichzeitig aufgenommen werden, keine beweglichen Komponenten, im Gegensatz zu jenen Verfahren aber keine ortsauflösenden Detektoren erforderlich, sondern nur zwei Lichtempfänger - insbesondere ohne spektrale Filter, wenn Dioden eingesetzt werden. Es tritt beim Einsatz von Dioden im Gegensatz zur Signalerzeugung in einer Fluoreszenzprobe auch kein Bleicheffekt auf.Further advantages of the method according to the invention are that over known methods for measuring the spatial extent of the illumination point image function no elaborate detection media, such as fluorescent beads or ultrathin layer samples are necessary. Furthermore, no pixelated 2D detectors are necessary. The inclusion of z-stacks, ie the recording of 3D sample volumes is eliminated. In addition to the computationally simple evaluation, the method of quotient formation has the advantage that, in contrast to the prior art, no adjustments of the measuring device are necessary, and thus complex adjustment and setup times are eliminated. Furthermore, as in known so-called single-shot methods, in which all pixels of a three-dimensionally resolved image are recorded simultaneously, no moving components, in contrast to those methods but no spatially resolving detectors required, but only two light receivers - especially without spectral filters when diodes are used , There is no bleaching effect when using diodes, in contrast to the signal generation in a fluorescence sample.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Ausführungsbeispiel, sondern ist in dem angewandten Verfahren und der Messeinrichtung M zur Messung der räumlichen Ausdehnung des Beleuchtungsspots variabel. Sie umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale bzw. Elemente gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus der Zeichnung ablesbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen erwähnt sind.The invention is not limited to the exemplary embodiment, but is in the method used and the measuring device M for measuring the spatial extent of the illumination spot variable. In particular, it also includes variants that can be formed by combining features or elements described in connection with the present invention. All mentioned in the foregoing description and readable from the drawing features are further components of the invention, although they are not particularly highlighted and mentioned in the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KalibrierobjektivCalibration objective
22
Laserstrahllaser beam
33
Stahlteilerbeam splitter
44
linearer Detektorlinear detector
55
nichtlinearer Detektornonlinear detector
66
Verstärkeramplifier
77
Verstärkeramplifier
88th
Auswerteeinheitevaluation
99
Mikroskopmicroscope
MM
Messeinrichtungmeasuring device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19944913 A1 [0002]DE 19944913 A1 [0002]

Claims (7)

Verfahren zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie dadurch gekennzeichnet, dass durch die Quotientenbildung eines Messsignals (S1) eines linearen Detektors (4) und eines Messsignals (S2) eines nichtlinearen Detektors (5), die bei Ein- und Mehrphotonen-Wechselwirkungen entstehen, die räumliche Halbwertsbreite bestimmt wird, aus der Informationen über die räumliche Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion in der Multi-Photon-Mikroskopie ableitbar sind.A method for measuring the spatial extent of the illumination spot image function in multi-photon microscopy, characterized in that by the quotient of a measurement signal (S 1 ) of a linear detector (4) and a measurement signal (S 2 ) of a nonlinear detector (5), the Single- and multi-photon interactions arise, the spatial half-width is determined from the information about the spatial extent of the illumination point image function in the multi-photon microscopy are derivable. Einrichtung (M) ausgebildet zur Messung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion mittels des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Strahlteiler (3) zur Aufteilung eines auszuwertenden Lichtstrahls (2) in zwei zu detektierende Teilstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserstrahl (2) durch einen polarisationsunabhängigen Strahlteiler (3) oder durch einen polarisationsabhängigen Strahlteiler (3) auf den linearen Detektor (4) und auf den nichtlinearen Detektor (5) so verteilt wird, dass die von dem linearen Detektor (4) und dem nichtlinearen Detektor (5) ermittelten und in Verstärkern (6 und 7) verstärkten Signale durch die Quotientenbildung in einer Auswerteeinheit (8) zur Bestimmung der räumlichen Ausdehnung der Beleuchtungspunktbildfunktion vorgesehen sind. Means (M) adapted to measure the spatial extent of the illumination dot image function by means of the method Claim 1 , with a beam splitter (3) for splitting a light beam (2) to be evaluated into two partial beams to be detected, characterized in that a laser beam (2) is transmitted through a polarization-independent beam splitter (3) or through a polarization-dependent beam splitter (3) to the linear detector (3). 4) and distributed to the non-linear detector (5) such that the signals detected by the linear detector (4) and the nonlinear detector (5) and amplified in amplifiers (6 and 7) are formed by the quotient formation in an evaluation unit (8). are provided for determining the spatial extent of the illumination dot image function. Einrichtung (M) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalibrierobjektiv (1) vorhanden ist, aus dem der Laserstrahl (2) austritt beziehungsweise austreten kann.Facility (M) to Claim 2 , characterized in that a calibration lens (1) is present, from which the laser beam (2) emerges or can emerge. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als lineare und nichtlineare Detektoren (4, 5) Photodioden mit einem breiten spektralen Bereich vorgesehen sind.Setup after Claim 2 or 3 , characterized in that as linear and non-linear detectors (4, 5) photodiodes are provided with a wide spectral range. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den linearen Detektor (4) ein deutlich geringerer Lichtanteil vorgesehen ist, als der Lichtanteil für den nichtlinearen Detektor (5).Setup after Claim 4 , characterized in that for the linear detector (4) a significantly lower proportion of light is provided, as the proportion of light for the non-linear detector (5). Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlücke des linearen Detektors (4) eine Ein-Photonenanregung ermöglicht.Furnishing according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the bandgap of the linear detector (4) enables one-photon excitation. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlücke des nichtlineareren Detektors (5) eine Zwei-Photonenanregung ermöglicht.Furnishing according to one of the Claims 2 to 6 , characterized in that the bandgap of the non-linear detector (5) enables two-photon excitation.
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