DE10252005A1 - Rauscharmes Mikroskop - Google Patents

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Abstract

Ein Mikroskop mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung einer Probe und mit einem Detektor zur Detektion von von der Probe ausgehendem Detektionslicht ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Probe und dem Detektor ein optischer Verstärker vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung einer Probe und mit einem Detektor zur Detektion von von der Probe ausgehendem Detektionslicht.
  • In der Scanmikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Reflexions- oder Fluoreszenzlicht zu beobachten. Der Fokus eines Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Objektebene 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 Lichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet.
  • Speziell in der konfokalen Scanmikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.
  • Ein konfokales Rastermikroskop umfasst im Allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende – die sog. 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 eine Punktinformation erhält, die durch sequentielles Abtasten des Objekts zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt, wobei die Bahn des Abtastlichtstrahles auf bzw. in dem Objekt idealer Weise einen Mäander beschreibt. (Abtasten einer Zeile in x-Richtung bei konstanter y-Position, anschließend x-Abtastung anhalten und per y-Verstellung auf die nächste abzutastende Zeile schwenken und dann, bei konstanter y-Position, diese Zeile in negativer x-Richtung abtasten u.s.w.). Um eine schichtweise Bilddatennahme zu ermöglichen, wird der Probentisch oder das Objektiv nach dem Abtasten einer Schicht verschoben und so die nächste abzutastende Schicht in die Fokusebene des Objektivs gebracht.
  • Bei vielen Anwendungen werden Proben mit einem oder mehreren Markern, beispielsweise mehreren unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen präpariert. Diese Farbstoffe können sequentiell, beispielsweise mit Beleuchtungslichtstrahlen, die unterschiedliche Anregungswellenlängen aufweisen, angeregt werden. Auch eine simultane Anregung mit einem Beleuchtungslichtstrahl, der Licht mehrerer Anregungswellenlängen beinhaltet, ist üblich. In der Mehrphotonen-Rastermikroskopie werden die Fluoreszenzphotonen detektiert, die auf einen Zwei- oder Mehrphotonenanregungsprozess zurückzuführen sind. Die Wahrscheinlichkeit eines x-Photonenüberganges ist von der x-ten Potenz der Anregungslichtleistung abhängig. Um solch hohe Leistungen zu erzielen, ist es zweckmäßig das Anregungslicht zu pulsen. Diese Technik ist weithin bekannt und wird sowohl mit Femtosekundenpulsen, als auch mit Picosekundenpulsen praktiziert.
  • Da die Lichtleistung des Detektionslichtes bei vielen Anwendungen sehr gering ist, werden oft elektrisch verstärkende Detektoren, wie Photomultiplier, Avalanche-Photodioden (Lawinendioden), eingesetzt, um überhaupt ein Detektionssignal aufnehmen zu können. Hierbei sei nur exemplarisch auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 199 02 625 A1 verwiesen.
  • Bei der Detektion spielt insbesondere das Rauschverhalten und das Verstärken von Rauschsignalen eine große störende Rolle. Bei Detektionslicht von kleiner Lichtleistung müssen an Photomultiplier-Detektoren hohe Hochspannungen angelegt werden, um eine ausreichende Signalstärke zu erreichen. Avalanche-Photodioden zeigen bei großen Verstärkungsfaktoren ein unbefriedigendes Rauschverhalten, sind außerdem sehr empfindlich und müssen extrem vorsichtig behandelt werden, damit kein Fremdlicht, z.B. Streulicht, auftrifft, weil dies zu einer bleibenden Störung des Detektors führt, der sich insbesondere in einem erhöhten Dunkelstrom äußert.
  • Aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 196 10 538 A1 ist eine Vorrichtung zum Ermitteln von Eingangsstrahlung, z. B. Röntgen-, γ-, ionisierende Strahlung bzw. Fluoreszenz- oder Restlicht, mit mindestens einem Erfassungselement, das einen Sensorteil (Szintillator) zur Umwandlung der Eingangsstrahlung in im UV-, sichtbaren oder IR-Teil des elektromagnetischen Spektrums liegende Photonen Szintillationslicht und einen optischen Verstärkerteil aufweist, der das vom Sensorteil gewandelte Licht aufnimmt, zur weiteren Verarbeitung weiterleitet und dabei verstärkt, bekannt. Der Verstärkerteil weist wenigstens einen optischen Lichtwellenleiter auf, dessen Material zur Verstärkung des Szintillationslichts optisch gepumpt ist.
  • Die Patentschrift US 6,356,699 B1 offenbart ein dotiertes Glas auf Silikatbasis, das als Lasermedium oder als optischer Verstärker verwendet werden kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskop vorzuschlagen, das es ermöglicht, insbesondere schwach leuchtende Proben exakt, effektiv und rauscharm zu untersuchen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Mikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen der Probe und dem Detektor ein optischer Verstärker vorgesehen ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass auch Proben, die nur wenig Detektionslicht abgeben, zuverlässig derart detektierbar sind, dass ein scharfes und klares Abbild erzeugbar ist. Hierbei spielt es primär keine Rolle, welcher Art das Detektionslicht ist. Es kann sich beispielsweise um Fluoreszenzlicht oder um Reflexionslicht oder um Detektionslicht, das über nichtlineare Prozesse, wie beispielsweise Second-Harmonic-Generation (SHG) oder Mehrphotonenanregung erzeugt wurde, handeln. Die optische Verstärkung ist erfindungsgemäß effizient und rauscharm. Vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Technologie auch durch wenig aufwändiges Umrüsten – beispielsweise mit einem Nachrüstmodul, das vorzugsweise vorjustiert in den Strahlengang einbringbar ist – bestehender herkömmlicher Mikroskope umsetzbar.
  • Im Prinzip funktioniert die optische Verstärkung folgendermaßen: Der optische Verstärker wird entweder durch optische Anregung oder elektrisch mit einem elektrischen Pumpstrom optisch „aufgeladen". Das Photon bzw. die zu verstärkenden Photonen, durchlaufen den optischen Verstärker und „räumen" dabei die „Aufladung" vorzugsweise durch induzierte Emission ab.
  • Im Anschluss an die optische Verstärkung wird das verstärkte Detektionslicht detektiert, wobei eine Umsetzung der Detektionslichtsignale in elektrische Signale erfolgt. Durch die optische Verstärkung sind die Anforderungen an die nachfolgenden Detektoren wesentlich niedriger, so dass beispielsweise Photomultiplier mit einer geringeren und weniger kritischen Hochspannung betrieben werden können.
  • In einer ganz besonderen Ausgestaltungsform besteht der optische Verstärker aus einem Halbleiterelement, das vorzugsweise elektrisch gepumpt ist. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausführungsform, bei der an dem Ausgangsende des Halbleiterelements ein Halbleiterdetektor angebracht ist. Eine solche Anordnung ist besonders kompakt und auf verschiedene Wellenlängen abstimmbar. Optische Verstärker auf Halbleiterbasis sind kommerziell erhältlich.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der optische Verstärker optisch gepumpt.
  • Der optische Verstärker ist vorzugsweise als eine optisch gepumpte Lichtleitfaser oder Lichtleitfaserbündel, eine Photonic-Bandgap-Faser oder Waveguides ausgeführt. Das Material, in dem das Detektionslicht verstärkt wird, ist vorzugsweise geeignet dotiert. Die Photonic-Bandgap-Faser kann aus einer „Hollow Fiber", einer photonischen Faser mit einem Hohlkern, der einen großen Durchmesser aufweist, bestehen, wobei der Hohlraum mit einem lichtverstärkendem Medium (Gas, Flüssigkeit) gefüllt ist, das optisch gepumpt wird. Das erfindungsgemäße Mikroskop mit solchen optischen Verstärkern auf der Basis von Lichtleitern sind besonders vorteilhaft bei kompakter Mikroskopbauweise, wie beispielsweise bei einem kompakten konfokalen Scanmikroskop und insbesondere bei einem mikroskopischen Endoskop. Bei einer endoskopischen Ausführung ist der das Detektionslicht abtransportierende Lichtleiter gleichzeitig der optische Verstärker.
  • In einer anderen Variante beinhaltet der optische Verstärker einen optisch pumpbaren Farbstoff oder ein optisch pumpbares Medium, vorzugsweise aus Glas oder Keramik oder Kunststoff oder einen Kristall, oder ein dotiertes Glas oder einen dotierten Kristall, der beispielsweise ein Laserkristall sein kann.
  • In dem erfindungsgemäßen Mikroskop ist vorzugsweise einer Energiequelle zum Pumpen des optischen Verstärkers vorgesehen. Diese ist für die optisch pumpbaren Verstärker vorzugsweise als Laser – insbesondere als Halbleiterlaser – ausgeführt.
  • Die Wellenlänge des Lasers ist vorzugsweise einstellbar, so dass durch die Wahl der Wellenlänge des Pumplichtes und ggf. durch geeignete Beeinflussung des optischen Verstärkers die Verstärkung auf bestimmte Detektionslichtwellenlängen begrenzbar ist. Bei der Verwendung von Farbstoffen als Verstärkungsmedium hat man in der Regel einen sehr breiten Spektralbereich für eine optische Verstärkung verfügbar. Um sicherzustellen, dass das angeregte pumpbare Medium des optischen Verstärkers genau zum richtigen Zeitpunkt aufgeladen ist, sollte das Pumplicht nur während der Bildaufnahme das Verstärkermedium bestrahlen. Auto-Fluoreszenz-Licht oder verstärkte spontane Emission (ASE) aus dem pumpbaren Medium ist vorzugsweise durch geeignete Filter und durch die Dosierbarkeit der Pumpenergie, unterdrückbar, um zu vermeiden das dieses Licht dem Detektionslicht spektral überlagert ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Detektor als Multibanddetektor, der auf verschiedene Detektionswellenlängenbereiche einstellbar ist, ausgeführt.
  • Vorzugsweise ist das Mikroskop als ein Scanmikroskop oder ein konfokales Scanmikroskop oder ein Endoskop ausgeführt.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 Ein erfindungsgemäßes Mikroskop,
  • 2 ein erfindungsgemäßes Mikroskop, das als Scanmikroskop ausgebildet ist,
  • 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop,
  • 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop und
  • 5 ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop mit einem Multibanddetektor.
  • 1 zeigt schematisch einen Prinzipaufbau eines erfindungsgemäßen Mikroskops 1. Das von einer Lichtquelle 3, die als Beleuchtungs-Laser ausgebildet ist, emittierte Beleuchtungslicht wird mit einer Beleuchtungs-Lichtleitfaser 5 zu einer Mikroskopoptik 7 transportiert und von der Mikroskopoptik 7 auf einer Probe 9 fokussiert. Das von der Probe ausgehende Detektionslicht gelangt durch die Mikroskopoptik 7 hindurch und durch einen optischen Verstärker 11, der als optisch gepumpte Lichtleitfaser 13 aus einem dotierten Glas ausgebildet ist, zu einem Detektor 15. Der Detektor 15 ist als Halbleiterdetektor 17 ausgeführt. Zum optischen Pumpen des optischen Verstärkers 11 ist eine Energiequelle 19 vorgesehen, die im Wesentlichen aus einem Laser 21 besteht. Das Pumplicht des Lasers 21 wird in eine erste Lichtleitfaser 23 eingekoppelt und gelangt über einem ersten Faserkoppler 25 in den optischen Verstärker 11. Die Ausbreitungsrichtung des Pumplichtes ist der des Detektionslichtes entgegengesetzt, wodurch weitgehend vermieden ist, dass Pumplicht störender Weise zum Detektor gelangt. Mit einem zweiten Faserkoppler 27 wird das Pumplicht auf dem optischen Verstärker 11 wieder ausgekoppelt und über eine weitere Lichtleitfaser 29 einer Strahlfalle 31 zugeführt.
  • 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Mikroskop 1, das als konfokales Scanmikroskop ausgeführt ist. Der von einer Lichtquelle 3, die als Pulslaser ausgeführt ist, kommende Beleuchtungslichtstrahl 33 wird von einem Hauptstrahlteiler 35 zu einer Strahlablenkeinrichtung 37 mit einem kardanisch aufgehängten Scanspiegel 39, gelenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 37 führt den Beleuchtungslichtstrahl 33 durch die Scanoptik 41, die Tubusoptik 43 und das Objektiv 45 hindurch über bzw. durch die Probe 9. Die Probe 9 ist mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Das von der Probe 9 ausgehende Detektionslicht wird von einem Kondensor 47 zu einem Detektionslichtstrahl 49 geformt und mit einem Spiegel 51 zu einer ersten Optik 53 gelenkt, die den Detektionslichtstrahl 49 auf einen optischen Verstärker 11, der als dotierter Kristall 55 ausgeführt ist fokussiert. Der aus dem optischen Verstärker 11 austretende verstärkte Detektionslichtstrahl 49 wird von einer zweiten Optik 57 kollimiert und trifft auf einen Detektor 15, der als Photomultiplier 59 ausgeführt ist. Der dotierte Kristall 55 ist von einer Energiequelle 19, die als Laserdiodenarray 61 ausgeführt ist, transversal gepumpt. In dieser Non-Descan-Detektion ist das Detektionslicht nicht über die Strahlablenkeinrichtung 37 geführt. Es ist zur Descan-Detektion ein weiterer Detektor 63 vorgesehen, vor dem ein weiterer optischer Verstärker vorgesehen sein könnte.
  • 3 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop, das weitgehend dem in 2 gezeigten entspricht. Vor dem Detektor 15, der als Photodiode 60 ausgeführt ist, ist ein optischer Verstärker 11 angeordnet. Der optische Verstärker beinhaltet ein elektrisch gepumptes Halbleiterelement 65, das einen trichterförmigen Durchtritt 67 aufweist und der von einer Energiequelle 19, die als geregelte Stromquelle 69 ausgestaltet ist, versorgt ist. Derartige Halbleiterverstärker werden als „Tapered Amplifiers" bezeichnet.
  • 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop. Das von der Probe kondensorseitig ausgehende Detektionslicht wird, wie bei den in 2 und 3 beschriebenen Scanmikroskopen zu einem Detektionslichtstrahl 49 geformt und mit einer Fokussieroptik 71 in einen optischen Verstärker 11, der als optisch gepumpte Lichtleitfaser 13 aus einem dotierten Glas ausgebildet ist, eingekoppelt. Mit der weiteren Fokussieroptik 73 wird das verstärkte Detektionslicht ausgekoppelt und mit einem dichroitischen Strahlteiler 75 in Abhängigkeit von der Wellenlänge auf einen ersten und einen zweiten Detektor 77, 79 verteilt. Das objektivseitig von der Probe ausgehende Detektionslicht wird von dem Objektiv zu einem weiteren Detektionslichtstrahl 81 geformt, der mit Hilfe eines weiteren Strahlteilers 83 aus dem Pfad des Beleuchtungslichtstrahls ausgekoppelt und am dichroitischen Strahlteiler 75 ebenfalls in Abhängigkeit von der Wellenlänge dem ersten und dem zweiten Detektor 77, 79 zugeführt wird. In dem Strahlengang des objektivseitig von der Probe ausgehenden Detektionslichts könnte ein weiterer optischer Verstärker vorgesehen sein. In dieser Anordnung wird ein Grossteil des von der Probe ausgehenden Detektionslichtes verwertet. Zum optischen Pumpen des optischen Verstärkers 11 ist eine Energiequelle 19 vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Laser 21 besteht. Das Pumplicht des Lasers 21 wird mit in einen erste Lichtleitfaser 23 eingekoppelt und gelangt über einem ersten Faserkoppler 25 in den optischen Verstärker 11. Mit einem zweiten Faserkoppler 27 wird das Pumplicht aus dem optischen Verstärker 11 wieder ausgekoppelt und über eine weitere Lichtleitfaser 29 einer Strahlfalle 31 zugeführt.
  • 5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Scanmikroskop mit einem Multibanddetektor. Der von einer Lichtquelle 3, die als Diodenlaser ausgeführt ist, kommende Beleuchtungslichtstrahl 33 wird von einem Hauptstrahlteiler 35 zu einer Strahlablenkeinrichtung 37 mit einem kardanisch aufgehängten Scanspiegel 39 gelenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 37 führt den Beleuchtungslichtstrahl 33 durch die Scanoptik 41, die Tubusoptik 43 und das Objektiv 45 hindurch über bzw. durch die Probe 9. Das von der Probe 9 ausgehende Detektionslichtstrahl 49 gelangt auf demselben Lichtweg zurück zum Hauptstrahlteiler 35 und passiert diesen, um anschließend auf einen optischen Verstärker 11, der als transversal gepumpter dotierter Glasbock 109 ausgeführt ist, zu treffen. Zum Pumpen des optischen Verstärkers 11 ist eine Energiequelle 19 vorgesehen, die Blitzlampen 111 beinhaltet. In dem optischen Verstärker 11 wird der Detektionslichtstrahl 49 verstärkt und trifft anschließend auf einen Multibanddetektor 85. Der Detektionslichtstrahl 49 wird mit einem Prisma 87 räumlich spektral aufgespalten. Eine weitere Möglichkeit der spektralen Aufspaltung ist die Verwendung eines Reflexions-, oder Transmissionsgitters oder eines holographischen Gitters. Der spektral aufgespaltene Lichtfächer 89 wird mit der Fokussieroptik 91 fokussiert und trifft anschließend auf eine Spiegelblendenanordnung 93, 95. Die Spiegelblendenanordnung 93, 95, das Prisma 87, die Fokussieroptik 91 und die Detektoren 97 und 99 werden zusammen als Multibanddetektor 85 bezeichnet. Ein Teil des aufgespaltenen Lichtfächers 89, der nur Licht eines vorgewählten Spektralbereichs umfasst, passiert die Spiegelblendenanordnung und wird von dem Detektor 97, der als Photomultiplier ausgeführt ist, detektiert. Ein anderer Teil des aufgespaltenen Lichtfächers 89 wird an der Spiegelblendenanordnung 95 reflektiert und gelangt zu Detektor 99, der ebenfalls als Photomultiplier ausgeführt ist. Die Spiegelblendenanordnungen sind, in den durch die Doppelpfeile illustrierten Richtungen verschiebbar, so dass die spektralen Detektionsbereiche des den Detektoren 97, 99 zugeführten Lichtes kontinuierlich einstellbar sind. Es ist möglich, jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, noch weitere Detektoren einzubauen und weiteren Spiegelblenden zuzuordnen. In den Detektoren 97, 99 werden elektrische, zur Leistung des von der Probe 9 ausgehenden Detektionslichtstrahls 49 des jeweiligen Spektralbereichs proportionale Messwerte erzeugt, die in einer Verarbeitungseinheit 103 den in der Strahlablenkeinrichtung 37 mit Hilfe eines Positionssensors erfassten Positionssignalen zugeordnet werden. Anschließend werden sie mit einem PC zu einem Abbild zusammengesetzt. Weggelassen sind wegen der besseren Anschaulichkeit außerdem einige optische Elemente zur Führung und Formung der Lichtstrahlen. Diese sind einem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann hinlänglich bekannt. Das Prisma 87 weist eine besondere wellenlängenabhängige Charakteristik auf. Innerhalb eines durch räumliche Aufspaltung mit dem Prisma 87 erzeugten Spektrums gehören zu gleich breiten räumlichen Abschnitten unterschiedlich breite spektrale Abschnitte. Die Berücksichtigung dieser in Form eines Datensatzes im Speicher 101 einer Verarbeitungseinheit 103 abgelegten wellenlängenabhängigen Charakteristik erfolgt durch Steuerung der Verschiebeantriebe 105, 107 der Spaltblenden 93, 95. Die örtliche Breite des Spaltabstandes wird derart gesteuert, dass die spektrale Breite der detektierten Wellenlängenbereiche von der spektralen Lage der Wellenlängenbereiche unabhängig ist.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • 1
    Mikroskop
    3
    Lichtquelle
    5
    Lichtleitfaser
    7
    Mikroskopoptik
    9
    Probe
    11
    optischer Verstärker
    13
    Lichtleitfaser
    15
    Detektor
    17
    Halbleiterdetektor
    19
    Energiequelle
    21
    Laser
    23
    erste Lichtleitfaser
    25
    erster Faserkoppler
    27
    zweiter Faserkoppler
    29
    zweite Lichtleitfaser
    31
    Strahlfalle
    33
    Beleuchtungslichtstrahl
    35
    Hauptstrahlteiler
    37
    Strahlablenkeinrichtung
    39
    Scanspiegel
    41
    Scanoptik
    43
    Tubusoptik
    45
    Objektiv
    47
    Kondensor
    49
    Detektionslichtstrahl
    51
    Spiegel
    53
    erste Optik
    55
    dotierter Kristall
    57
    zweite Optik
    59
    Photomultiplier
    60
    Photodiode
    61
    Laserdiodenarray
    63
    weiterer Detektor
    65
    Halbleiterelement
    67
    trichterförmiger Durchtritt
    69
    Stromquelle
    71
    Fokussieroptik
    73
    weitere Fokussieroptik
    75
    dichroitischer Strahlteiler
    77
    erster Detektor
    79
    zweiter Detektor
    81
    Detektionslichtstrahl
    83
    Strahlteiler
    85
    Multibanddetektor
    87
    Prisma
    89
    Lichtfächer
    91
    Fokussieroptik
    93
    Spiegelblendenanordnung
    95
    Spiegelblendenanordnung
    97
    Detektor
    99
    Detektor
    101
    Speicher
    103
    Verarbeitungseinheit
    105
    Verschiebeantrieb
    107
    Verschiebeantrieb
    109
    Glasblock
    111
    Blitzlampe

Claims (12)

  1. Mikroskop mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung einer Probe und mit einem Detektor zur Detektion von von der Probe ausgehendem Detektionslicht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Probe und dem Detektor ein optischer Verstärker vorgesehen ist.
  2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker elektrisch gepumpt ist.
  3. Mikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker ein Halbleiterelement beinhaltet.
  4. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker optisch gepumpt ist.
  5. Mikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker eine optisch gepumpte Lichtleitfaser, eine Photonic-Bandgap-Faser oder Waveguides beinhaltet.
  6. Mikroskop nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker einen optisch pumpbaren Farbstoff beinhaltet.
  7. Mikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Verstärker ein optisch pumpbares Medium, vorzugsweise aus Glas oder Keramik oder Kunststoff oder einem Kristall, beinhaltet.
  8. Mikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische pumpbare Medium ein dotiertes Glas oder einen dotierten Kristall beinhaltet.
  9. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiequelle zum Pumpen des optischen Verstärkers vorgesehen ist.
  10. Mikroskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle ein Laser ist.
  11. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Multibanddetektor ist.
  12. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop ein Scanmikroskop oder ein konfokales Scanmikroskop ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7369073B2 (en) 2005-10-06 2008-05-06 Carl Zeiss Surgical Gmbh Microscopy system and recording method for visualizing fluorescence
US9476769B2 (en) 2005-11-18 2016-10-25 Omni Medsci, Inc. Broadband or mid-infrared fiber light sources

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007047093B4 (de) * 2007-10-01 2010-07-01 Ferton Holding S.A. Vorrichtung zur Messung von Fluoreszenzstrahlung an biologischen Substanzen mit einer Halbleitersensorenanordnung
DE102009005953A1 (de) * 2009-01-19 2010-07-22 Universität Tübingen Verfahren und System zur Charakterisierung einer Probe mittels bildgebender Fluoreszenzmikroskopie
DE102009029831A1 (de) * 2009-06-17 2011-01-13 W.O.M. World Of Medicine Ag Vorrichtung und Verfahren für die Mehr-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie zur Gewinnung von Informationen aus biologischem Gewebe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19610538A1 (de) * 1996-03-18 1997-09-25 Deutsches Krebsforsch Strahlungsermittlungsvorrichtung
DE19902625A1 (de) * 1998-01-28 1999-09-30 Leica Microsystems Vorrichtung zur gleichzeitigen Detektion mehrerer Spektralbereiche eines Lichtstrahls
US20010017727A1 (en) * 1999-01-29 2001-08-30 Gregg Sucha Method and apparatus for optical sectioning and imaging using time- gated parametric image amplification
US6307633B1 (en) * 1998-03-13 2001-10-23 Optical Biopsy Technologies, Inc. Method and apparatus for performing scanning optical coherence confocal microscopy through a scattering medium
US6356699B1 (en) * 1997-09-24 2002-03-12 Corning Incorporated Rare earth doped optical glasses

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423956B1 (en) * 2000-07-28 2002-07-23 Optical Biopsy Technologies Fiber-coupled, high-speed, integrated, angled-dual-axis confocal scanning microscopes employing vertical cross-section scanning

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19610538A1 (de) * 1996-03-18 1997-09-25 Deutsches Krebsforsch Strahlungsermittlungsvorrichtung
US6356699B1 (en) * 1997-09-24 2002-03-12 Corning Incorporated Rare earth doped optical glasses
DE19902625A1 (de) * 1998-01-28 1999-09-30 Leica Microsystems Vorrichtung zur gleichzeitigen Detektion mehrerer Spektralbereiche eines Lichtstrahls
US6307633B1 (en) * 1998-03-13 2001-10-23 Optical Biopsy Technologies, Inc. Method and apparatus for performing scanning optical coherence confocal microscopy through a scattering medium
US20010017727A1 (en) * 1999-01-29 2001-08-30 Gregg Sucha Method and apparatus for optical sectioning and imaging using time- gated parametric image amplification

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7369073B2 (en) 2005-10-06 2008-05-06 Carl Zeiss Surgical Gmbh Microscopy system and recording method for visualizing fluorescence
US9476769B2 (en) 2005-11-18 2016-10-25 Omni Medsci, Inc. Broadband or mid-infrared fiber light sources
US9726539B2 (en) 2005-11-18 2017-08-08 Omni Medsci, Inc. Broadband or mid-infrared fiber light sources
US10041832B2 (en) 2005-11-18 2018-08-07 Omni Medsci, Inc. Mid-infrared super-continuum laser
US10466102B2 (en) 2005-11-18 2019-11-05 Omni Medsci, Inc. Spectroscopy system with laser and pulsed output beam
US10942064B2 (en) 2005-11-18 2021-03-09 Omni Medsci, Inc. Diagnostic system with broadband light source

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