DE10340020A1 - Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls - Google Patents

Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls (1), umfassend ein Element zum spektralen Auffächern des Lichtstrahls (1) und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray (4), ist dadurch gekennzeichnet, dass das Element und das Detektorarray (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bestimmte vorgebbare Wellenlängenanteile des Lichtstrahls (1) auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Lichtstrahls (1) auf lichtempfindliche Bereiche (6, 5) des Detektorarrays (4) treffen. Ferner ist ein Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien (7) im Detektionslichtstrahl (14) eines Mikroskops, insbesondere zur Anwendung in einem Fluoreszenzmikroskop, bei dem im Strahlengang des Detektionslichtstrahls (14) ein Element zum spektralen Auffächern des Detektionslichtstrahls (14) und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray (4) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Element und das Detektorarray (4) derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Anregungslinien (7) zumindest teilweise auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Detektionslichtstrahls (14) auf lichtempfindliche Bereiche (6, 5) des Detektorarrays (4) treffen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls, umfassend ein Element zum spektralen Auffächern des Lichtstrahls und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien im Detektionslichtstrahl eines Mikroskops, insbesondere zur Anwendung in einem Fluoreszenzmikroskop, bei dem im Strahlengang des Detektionslichtstrahls ein Element zum spektralen Auffächern des Detektionslichtstrahls und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray angeordnet wird.
  • Vorrichtungen zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls sind aus der Praxis seit geraumer Zeit bekannt, wobei lediglich beispielhaft auf die DE 101 02 033 A1 hingewiesen sei. Die dortige 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der ein zu detektierender Lichtstrahl mittels eines Prismas spektral aufgespalten wird. Hinter dem Prisma befindet sich eine Selektionseinrichtung in Form einer Spaltblende. Bestimmte Wellenlängenanteile werden von der Spaltblendenbacke ausgeblendet, während andere Wellenlängenanteile die Spaltblende passieren und in einem ersten Detektor nachgewiesen werden und wiederum andere Wellenlängenanteile von der Spaltblendenbacke mittels einer total reflektierenden Beschichtung reflektiert und sodann in einem zweiten Detektor nachgewiesen werden. Diese Anordnung ist mit einer Vielzahl von Bauteilen äußerst aufwendig und zudem wenig flexibel im Hinblick auf eine veränderte Zusammensetzung der nachzuweisenden Spektralbereiche.
  • Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien im Detektionslichtstrahl eines Mikroskops der eingangs genannten Art sind ebenfalls aus der Praxis bekannt. Bei den bekannten Verfahren werden zur Ausblendung der Anregungslinien im Allgemeinen spezielle – beispielsweise elektrooptische – Filter eingesetzt, die für die Wellenlängen der Anregungslinien absorbierend wirken. Nachteilig ist in diesem Zusammenhang, dass die Absorption in der Regel nicht vollständig ist, so dass trotz der Filterung noch Anregungslicht auf den Detektor trifft. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn die Intensität der Anregungslinie die Intensität des eigentlichen Detektionslichts um ein Vielfaches übersteigt, wie dies in der Fluoreszenzmikroskopie typischerweise der Fall ist. Darüber hinaus ist nachteilig, dass im Allgemeinen auch das Detektionslicht durch die Filterung beeinflusst wird und das Messergebnis somit verfälscht wird.
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien im Detektionslichtstrahl eines Mikroskops derart auszugestalten und weiterzubilden, dass bei einfachem und flexiblem Aufbau die Detektion unerwünschter Wellenlängenanteile eines zu detektierenden Lichtstrahls möglichst vollständig unterdrückt ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung der gattungsgemäßen Art löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Element und das Detektorarray derart aufeinander abgestimmt sind, dass bestimmte vorgebbare Wellenlängenanteile des Lichtstrahls auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Lichtstrahls auf lichtempfindliche Bereiche des Detektorarrays treffen.
  • Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es zur Vermeidung des Nachweises unerwünschter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls nicht zwingend notwendig ist, die Wellenlängenanteile vor Erreichen eines Detektors in aufwendiger Weise aus dem Strahlengang des Lichtstrahls auszublenden. Vielmehr werden das Element zum spektralen Auffächern des Lichtstrahls und der Detektor in Form eines Detektorarrays in erfindungsgemäßer Weise derart aufeinander abgestimmt, dass die unerwünschten Wellenlängenanteile auf lichtunempfindliche Bereiche des Detektorarrays treffen. Die Erfindung macht sich folglich die spezielle Bauweise des Detektorarrays zunutze, das zwischen den eigentlichen photosensitiven Bereichen – den so genannten Kanälen – herstellungs- bzw. funktionsbedingt lichtunempfindliche Bereiche aufweist. Durch eine Justierung, bei der diese photoinaktiven Bereiche mit den unerwünschten Wellenlängenanteilen zusammenfallen, können letztere somit in einfacher Weise bei der Detektion unterdrückt werden.
  • Im Konkreten könnte es sich bei dem Element zum spektralen Auffächern bspw. um ein Prisma, ein Gitter oder ein diffraktives optisches Element, etwa in Form eines Hologramms, handeln. Im Hinblick auf eine hochpräzise Justierung erweisen sich elektrooptische Elemente oder mikromechanische Scanner als vorteilhaft.
  • Vor dem Detektorarray könnte in vorteilhafter Weise eine Maske angeordnet sein, mit der auf künstliche Weise – unabhängig von der konkreten Bauweise des Detektorarrays – zusätzliche photoinaktive Bereiche auf dem Detektorarray erzeugt werden könnten. Zusätzlich oder alternativ zu einer Maske könnte ein mikrooptisches Element, bspw. in Form eines Mikrolinsenarrays oder eines Polarisationsarrays, vor dem Detektorarray angeordnet sein.
  • Zur Erhöhung der Variabilität der Vorrichtung könnte vorgesehen sein, dass das Detektorarray, die Maske und/oder das mikrooptische Element – jeweils unabhängig voneinander – bewegbar sind. Für die Feinjustage der einzelnen Bauteile ist es dabei von Vorteil, wenn eine Bewegbarkeit der einzelnen Bauteile in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden gegeben ist.
  • Als konkrete Verwendungsmöglichkeit der Vorrichtung bietet sich insbesondere der Einsatz in einem Fluoreszenzmikroskop an. Beim Fluoreszenzmikroskop wird ein Anregungslichtstrahl einer Beleuchtungslichtquelle mittels einer Mikroskopoptik auf eine Probe geführt, von der ein Detektionslichtstrahl ausgeht. Das im Detektionslichtstrahl enthaltene Anregungslicht, das von der Probe reflektiert wurde, könnte dabei – zumindest teilweise – auf die lichtunempfindlichen Bereiche des Detektorarrays treffen, während das in der Probe entstandene Fluoreszenzlicht auf lichtempfindliche Bereiche trifft. Auf diese Weise können die Anregungslinien in besonders raffinierter Weise von der Detektion ausgeschlossen werden.
  • In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst. Hiernach ist ein Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien im Detektionslichtstrahl eines Mikroskops der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Element und das Detektorarray derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Anregungslinien zumindest teilweise auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Detektionslichtstrahls auf lichtempfindliche Bereiche des Detektorarrays treffen.
  • Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass durch eine Abstimmung des Elements zur spektralen Auffächerung des Detektionslichtstrahls und des Detektorarrays aufeinander, durch die die Anregungslinien auf lichtunempfindliche Bereiche des De tektorarrays treffen, ein Nachweis der Anregungslinien vermieden werden kann. Das Detektorarray „sieht" somit eine verminderte Lichtintensität, nämlich im Wesentlichen nur noch das eigentliche Detektionslicht, insbesondere Fluoreszenzlicht, und die Anzahl elektronischer Kanalübersprecher ist deutlich reduziert.
  • Bei gegebenem Aufbau des Detektorarrays könnten die Anregungslinien derart ausgewählt werden, dass sie mit den unempfindlichen Bereichen des Detektorarrays zusammenfallen. Dabei könnten die Anregungslinien entweder – bspw. durch Filterung – aus einer Weißlichtquelle ausgeschnitten werden oder mit einer durchstimmbaren Laserlichtquelle erzeugt werden.
  • Die Abstimmung zwischen dem Element zum spektralen Auffächern des Detektionslichtstrahls und dem Detektorarray kann bei fest vorgegebenen Anregungslinien auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann z. B. bei fester Einstellung des Elements zum spektralen Auffächern das Detektorarray so lange verschoben werden, bis die Anregungslinien auf lichtunempfindliche Bereiche des Detektorarrays treffen. Umgekehrt ist es möglich, bei fest vorgegebener Stellung des Detektorarrays die Einstellung des Elements zum spektralen Auffächern zu verändern. Die genannten Einstellungen könnten in vorteilhafter Weise sogar während einer Messung durchgeführt werden.
  • Für konkrete Einsätze, bspw. bei einem Mikroskop mit fest vorgegebenen Anregungslinien, könnte das Detektorarray bereits im Rahmen der Fertigung derart manipuliert werden, dass an den Stellen, an denen die Anregungslinien bei einer späteren Anwendung/Messung auftreffen, lichtunempfindliche Bereiche erzeugt werden.
  • Zur Vermeidung von Wiederholungen sei im Übrigen auch auf den auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bezogenen Teil der Beschreibung verwiesen.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 8 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevor zugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemein bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • 1 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls,
  • 2 in einer schematischen Darstellung die Vorrichtung aus 1 zusammen mit einem Diagramm, das die Nachweisempfindlichkeit entlang des Detektorarrays zeigt,
  • 3 in Diagrammform das Ergebnis einer Faltung des Spektrums des Anregungs- und Fluoreszenzlichts mit der räumlichen Empfindlichkeit des Detektorarrays,
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz in einem Fluoreszenzmikroskop,
  • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Abstimmung der unempfindlichen Bereiche des Detektorarrays auf die Wellenlängen des Anregungslichtstrahls durch ein verschiebbares (Mikro-) Linsenarray erfolgt, und
  • 6 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Abstimmung der unempfindlichen Bereiche des Detektorarrays und der diskreten Wellenlängen einer Anregungslichtquelle durch verschiebbare Masken erfolgt.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls 1. Zur spektralen Auffächerung tritt der Lichtstrahl 1 zunächst durch ein Prisma 2, und der aufgefächerte Lichtstrahl 3 trifft sodann auf ein Detektorarray 4. Bei dem Detektorarray 4 handelt es sich um einen handelsüblichen CCD-Zeilendetektor oder um ein handelsübliches PMT-Array, der oder das zwischen den einzelnen, in 1 hell dargestellten photosensitiven Bereichen 5 – Kanäle – dunkel dargestellte „photoinaktive" Bereiche 6 aufweist. Diese für Licht unempfindlichen Bereiche 6 sind grundsätzlich durch die Fertigung und die Bauweise des Detektorarrays 4 bedingt, können jedoch auch nachträglich künstlich erzeugt werden.
  • Erfindungsgemäß sind das Prisma 2 und das Detektorarray 4 derart aufeinander abgestimmt, dass diejenigen Wellenlängenteile des Lichtstrahls 1, 3, die nicht nachgewiesen werden sollen, auf unempfindliche Bereiche 6 des Detektorarrays 4 treffen, während die übrigen Wellenlängenanteile des Lichtstrahls 1, 3, deren Nachweis erwünscht ist, auf photosensitive Bereiche 5 des Detektorarrays 4 treffen.
  • In 2 ist die Vorrichtung aus 1 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile kennzeichnen. Zusätzlich ist in einem Diagramm die Empfindlichkeit E, d.h. die Photosensitivität, entlang des Detektorarrays 4 aufgetragen. Das zinnenförmige Muster spiegelt dabei exakt die Struktur des Detektorarrays 4 wieder: In den photosensitiven Bereichen 5 ist die Empfindlichkeit hoch und in den unempfindlichen Bereichen 6 zwischen den einzelnen Kanälen 5 vernachlässigbar.
  • 3 zeigt drei Diagramme, wobei in dem oberen Diagramm ein charakteristisches Anregungs- und Fluoreszenzspektrum aufgetragen ist, wie es in der Fluoreszenzmikroskopie typischerweise auftritt. Zu erkennen sind zwei scharfe Anregungslinien 7, die durch entsprechende Filter aus einer Weißlichtquelle ausgeschnitten oder mittels durchstimmbaren Laserlichtquellen erzeugt sind. Das von der angeregten Probe ausgesendete Fluoreszenzlicht 8 ist zu höheren Wellenlängen λ hin verschoben. Deutlich zu erkennen ist die im Allgemeinen niedrige Intensität 1 des Fluoreszenzlichts 8 im Vergleich zur Intensität der Anregungslinien 7.
  • Im mittleren Diagramm von 3 ist wiederum die Empfindlichkeit E entlang des Detektorarrays 4 dargestellt. Das Ergebnis einer Faltung des Anregungs- und Fluoreszenzspektrums aus dem oberen Diagramm mit der Empfindlichkeit aus dem mittleren Diagramm ist in dem unteren Diagramm dargestellt. Wie leicht zu erkennen ist, sind die beiden Anregungslinien 7 nahezu vollständig verschwunden, während die beiden Wellenlängenbereiche mit dem Fluoreszenzlicht 8 nahezu unverändert wiedergegeben werden. Das Messergebnis wird insofern nicht durch eine Vielzahl von elektronischen Übersprechern zwischen den einzelnen Kanälen 5 des Detektorarrays 4 gestört. Darüber hinaus kann das Detektorarray 4 in einem Bereich weit unterhalb seiner Sättigungsschwelle betrieben werden bzw. die Anregungsintensität erhöht werden, um so die Messung mit einer ausreichenden Photonenstatistik in einer kürzeren Zeit durchzuführen.
  • 4 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung in Zusammenhang mit einem Fluoreszenzmikroskop. Ein von einer Weißlichtquelle 9 ausgesendeter Lichtstrahl 1 wird auf einen AOTF (Acousto Optical Tunable Filter) 10 gelenkt. Mit diesem schnellen akoustooptischen Bauteil kann die Lichtleistung für die auftreffenden Wellenlängen geschaltet und somit ein Anregungslichtstrahl 11 mit einer oder mehreren scharfen Anregungslinien erzeugt werden. Der Anregungslichtstrahl 11 wird über einen Strahlteiler 12 und eine entsprechende Mikroskopoptik auf eine Fluoreszenzprobe 13 geleitet. Die Mikroskopoptik ist einem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann hinlänglich bekannt ist und aus Gründen der Übersichtlichkeit in 4 nicht dargestellt.
  • Der Detektionslichtstrahl 14, der sowohl in der Probe 13 erzeugtes Fluoreszenzlicht als auch von der Probe 13 reflektiertes Anregungslicht enthält, wird über den Strahlteiler 12 auf ein Prisma 2 gelenkt. Der von dem Prisma 2 aufgefächerte Detektionslichtstrahl 15 trifft auf das Detektorarray 4, wobei das Prisma 2 und das Detektorarray 4 in erfindungsgemäßer Weise derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Anregungslinien auf unempfindliche Bereiche 6 des Detektorarrays 4 treffen. Die Abstimmung kann dabei durch Verschieben des Detektorarrays 4 entlang der durch die Doppelpfeile angedeuteten Richtungen erfolgen. Prinzipiell ist zur Feinabstimmung eine Bewegbarkeit des Detektorarrays 4 in allen sechs Freiheitsgraden (3 Translation, 3 Rotation) denkbar. Insbesondere kann die Abstimmung durch Verschieben des Detektorarrays 4 auch während einer Messung vorgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Abstimmung durch Drehen des Prismas 2 durchgeführt werden.
  • 5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der vor dem Detektorarray 4 ein (Mikro-)Linsenarray 16 angeordnet ist. Das Linsenarray 16 ist in den durch die Doppelpfeile angedeuteten Richtungen verschiebbar und dient zur Anpassung der unempfindlichen Bereiche 6 des Detektorarrays 4 auf die Anregungswellenlängen.
  • 6 zeigt schließlich – schematisch – eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Abstimmung zwischen dem Prisma 2 und dem Detektorarray 4 mittels verschiebbarer Masken 17 durchführbar ist. Die Masken 17 sind entlang der durch die Doppelpfeile angezeigten Richtungen parallel zur Oberfläche des Detektorarrays 4 verschiebbar und erzeugen auf künstliche Weise unempfindliche Detektorbereiche 6. Je näher eine Maske 17 dabei an der Oberfläche des Detektorarrays 4 angeordnet ist, desto schmaler ist der von der Maske 17 ausgeblendete Spektralbereich. Das bedeutet, dass zum Ausblenden einer unscharfen, d. h. breiten Anregungslinie die entsprechende Maske 17 in entsprechend größerer Entfernung von der Oberfläche des Detektorarrays 4 angeordnet werden muss.
  • Abschließend sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum selektiven Nachweis bestimmter Wellenlängenanteile eines Lichtstrahls (1), umfassend ein Element zum spektralen Auffächern des Lichtstrahls (1) und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray (4), dadurch gekennzeichnet , dass das Element und das Detektorarray (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bestimmte vorgebbare Wellenlängenanteile des Lichtstrahls (1) auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Lichtstrahls (1) auf lichtempfindliche Bereiche (6, 5) des Detektorarrays (4) treffen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zum spektralen Auffächern ein Prisma (2), ein Gitter oder ein diffraktives optisches Element ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zum spektralen Auffächern ein elektrooptisches Element oder ein (mikro-)mechanischen Scanner ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Detektorarray (4) eine Maske (17) und/oder ein mikrooptisches Element angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrooptische Element ein Mikrolinsenarray (16) oder ein Polarisationsarray ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorarray (4) und/oder die Maske (17) oder das mikrooptische Element in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden bewegbar sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zum Einsatz in einem Fluoreszenzmikroskop mit einem Anregungslichtstrahl (11) einer Beleuchtungslichtquelle, einer Mikroskopoptik zur Führung des Anregungslichtstrahls (11) auf eine Probe (13) und einem von der Probe (13) ausgehenden Detektionslichtstrahl (14), dadurch gekennzeichnet, dass das von der Probe (13) reflektierte, im Detektionslichtstrahl (14) enthaltene Anregungslicht zumindest teilweise auf lichtunempfindliche und das in der Probe entstandene Fluoreszenzlicht auf lichtempfindliche Bereiche (6, 5) des Detektorarrays (4) trifft.
  8. Verfahren zur Unterdrückung von Anregungslinien (7) im Detektionslichtstrahl (14) eines Mikroskops, insbesondere zur Anwendung in einem Fluoreszenzmikroskop, bei dem im Strahlengang des Detektionslichtstrahls (14) ein Element zum spektralen Auffächern des Detektionslichtstrahls (14) und ein dem Element nachgeschaltetes Detektorarray (4) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Element und das Detektorarray (4) derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Anregungslinien (7) zumindest teilweise auf lichtunempfindliche und die übrigen Wellenlängenanteile des Detektionslichtstrahls (14) auf lichtempfindliche Bereiche (6, 5) des Detektorarrays (4) treffen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungslinien (7) entsprechend dem Aufbau des Detektorarrays (4) derart ausgewählt werden, dass sie mit den unempfindlichen Bereichen (6) des Detektorarrays (4) zusammenfallen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungslinien (7) aus einer Weißlichtquelle (9) ausgeschnitten oder mit einer durchstimmbaren Laserlichtquelle erzeugt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfallen der Anregungslinien (7) mit den unempfindlichen Bereichen (6) des Detektorarrays (4) durch Verschieben des Detektorarrays (4) erreicht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorarray (4) derart gefertigt wird, dass an den Stellen, an denen Anregungslinien (7) auftreffen, lichtunempfindliche Bereiche (6) sind.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterdrückung der Anregungslinien (7) geeignete Masken (17) oder mikrooptische Elemente vor das Detektorarray (4) gesetzt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorarray (4) und/oder die Maske (17) oder das mikrooptische Element zur Feinjustage während der Messung verschoben werden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7706090B2 (en) 2005-12-08 2010-04-27 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Diaphragm device
EP3033602A1 (de) * 2013-08-15 2016-06-22 The Boeing Company Spektralausgleichsverfahren
EP2037255B1 (de) 2006-06-05 2017-06-21 Nikon Corporation Spektrumbeobachtungsverfahren und -system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10016361A1 (de) * 2000-04-03 2001-10-11 Leica Microsystems Optische Anordnung
DE10102033A1 (de) * 2001-01-18 2002-08-08 Leica Microsystems Vorrichtung und Scanmikroskop zur gleichzeitigen Detektion mehrerer Spektralbereiche eines Lichtstrahls

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10016361A1 (de) * 2000-04-03 2001-10-11 Leica Microsystems Optische Anordnung
DE10102033A1 (de) * 2001-01-18 2002-08-08 Leica Microsystems Vorrichtung und Scanmikroskop zur gleichzeitigen Detektion mehrerer Spektralbereiche eines Lichtstrahls

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7706090B2 (en) 2005-12-08 2010-04-27 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Diaphragm device
US7933083B2 (en) 2005-12-08 2011-04-26 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Diaphragm device
EP2037255B1 (de) 2006-06-05 2017-06-21 Nikon Corporation Spektrumbeobachtungsverfahren und -system
EP2037255B2 (de) 2006-06-05 2020-11-18 Nikon Corporation Spektrumbeobachtungsverfahren und -system
EP3033602A1 (de) * 2013-08-15 2016-06-22 The Boeing Company Spektralausgleichsverfahren
EP3033602B1 (de) * 2013-08-15 2021-08-04 The Boeing Company Spektrale ausgleichstechnik

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