DE202007015506U1

DE202007015506U1 - Device for controlling an acousto-optic component

Info

Publication number: DE202007015506U1
Application number: DE200720015506
Authority: DE
Original assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2017-11-07

Abstract

Vorrichtung zur Ansteuerung eines akustooptischen Bauteils (1) zum Beeinflussen hindurchtretenden Lichts, insbesondere zum Beeinflussen des Beleuchtungslichts und/oder des Detektionslichts im Strahlengang eines Mikroskops, vorzugsweise eines konfokalen Laserscanmikroskops, mit einem Radiofrequenzgenerator (9) zur Versorgung des akustooptischen Bauteils (1) mit einer Radiofrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass temperaturschwankungsbedingte Fehlfunktionen des akustooptischen Bauteils (1) durch Anpassung der Radiofrequenz kompensierbar sind.contraption for controlling an acousto-optical component (1) for influencing passing light, in particular for influencing the illumination light and / or the detection light in the beam path of a microscope, preferably a confocal laser scanning microscope, with a radio frequency generator (9) for supplying the acousto-optic component (1) with a radio frequency, characterized in that temperature fluctuation-related malfunction of the acousto-optic component (1) can be compensated by adapting the radio frequency are.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines akustooptischen Bauteils zum Beeinflussen hindurchtretenden Lichts, insbesondere zum Beeinflussen des Beleuchtungslichts und/oder des Detektionslichts im Strahlengang eines Mikroskops, vorzugsweise eines konfokalen Laserscanmikroskops, mit einem Radiofrequenzgenerator zur Versorgung des akustooptischen Bauteils mit einer Radiofrequenz.The The invention relates to a device for controlling an acousto-optic Component for influencing passing light, in particular for influencing the illumination light and / or the detection light in the beam path of a microscope, preferably a confocal Laserscanmicroscope, with a radio frequency generator for supply the acousto-optic component with a radio frequency.

Es geht hier grundsätzlich um die Ansteuerung akustooptischer Bauteile zum Beeinflussen hindurchtretenden Lichts. Solche Bauteile umfassen üblicherweise einen akustooptischen Kristall, an dem ein elektrischer Transducer vorgesehen ist. Der Transducer besteht üblicherweise aus einem piezoelektrischen Material und einer darüber und darunter liegenden Elektrode. Durch elektrisches Beschalten der beiden Elektroden mit Radiofrequenzen, die üblicherweise im Bereich zwischen 30 MHz und 800 MHz liegen, wird das piezoelektrische Material in Schwingung versetzt, so dass eine akustische Welle (Schallwelle) entsteht, die aufgrund der Anordnung des Transducers den Kristall durchläuft. Die Schallwelle wird nach Durchlaufen des optischen Wechselwirkungsgebiets an der gegenüberliegenden Kristallseite üblicherweise absorbiert oder wegreflektiert. Akustooptische Kristalle, wie sie bei den hier in Rede stehenden akustooptischen Elementen Anwendung finden, zeichnen sich dadurch aus, dass die entstehende Schallwelle die optische Eigenschaft des Kristalls verändert, wobei durch den Schall ein optisches Gitter oder eine vergleichbare optisch aktive Struktur, beispielsweise in Form eines Hologramms, induziert wird. Durch den Kristall hindurchtretendes Licht erfährt an dem so entstehenden optischen Gitter eine Beugung, wobei das Licht in verschiedene Beugungsordnungen oder Beugungsrichtungen gelenkt wird.It is basically here to control the acousto-optical components for influencing passing Light. Such components usually include an acousto-optic Crystal on which an electrical transducer is provided. The transducer usually exists of a piezoelectric material and one above and underlying electrode. By electrical wiring of the two electrodes with radio frequencies, usually in the range between 30 MHz and 800 MHz, the piezoelectric material is in vibration offset so that an acoustic wave (sound wave) is created, which passes through the crystal due to the arrangement of the transducer. The Sound wave becomes after passing through the optical interaction area at the opposite Crystal side usually absorbed or reflected away. Acousto-optic crystals, like them apply to the acousto-optic elements at issue here, characterized by the fact that the resulting sound wave the optical property of the crystal changes, being affected by the sound an optical grating or a comparable optically active structure, for example in the form of a hologram. Passing through the crystal Light experiences on the resulting optical grating, a diffraction, wherein the Light in different diffraction orders or diffraction directions is steered.

Bei den hier in Rede stehenden akustooptischen Bauteilen unterscheidet man zwischen Bauteilen, die das gesamte einfallende Licht mehr oder weniger unabhängig von der Wellenlänge beeinflussen (z.B. AOM, AOD und Frequency Shifter) und Bauteilen, die beispielsweise in Abhängigkeit von eingestrahlten Radiofrequenzen selektiv auf einzelne Wellenlängen wirken (z.B. AOTFs).at distinguishes the here in question acousto-optical components one between components, which the whole incident light more or less independent from the wavelength influence (e.g. AOM, AOD and Frequency Shifter) and components, for example, depending on of radiated radio frequencies selectively to single wavelengths (e.g., AOTFs).

Häufig bestehen die akustooptischen Elemente aus doppelbrechenden Kristallen, wie beispielsweise Tellurdioxid, wobei die Lage der Kristallachse relativ zur Einfall ebene des Lichts und seiner Polarisation die optischen Eigenschaften des akustooptischen Elements bestimmt.Often exist the acoustooptic elements made of birefringent crystals, such as For example, tellurium dioxide, wherein the position of the crystal axis relative to the plane of incidence of the light and its polarization the optical Properties of the acousto-optic element determined.

Bei konkreten Anwendungen wird wahlweise das durch die Beugung unbeeinflusste Licht, das in verschiedene Beugungsordnungen abgelenkte Licht oder sowohl das unbeeinflusste als auch das abgelenkte Licht genutzt.at concrete applications is optionally uninfluenced by the diffraction Light, the light deflected in different orders of diffraction or used both the unaffected and the deflected light.

Bei den aus der Praxis bekannten akustooptischen Bauteilen wird die Radiofrequenz üblicherweise über ein Koaxialkabel dem akustooptischen Bauteil zugeführt. Dort erfolgt auf einer Elektronikplatine eine Impedanzanpassung, wobei zu beachten ist, dass es zu keinen RF-Reflexionen kommt. Es soll möglichst viel RF-Leistung zum Kristall gelangen, der üblicherweise eine andere Impedanz als das RF-Kabel hat. Von der Elektronikplatine wird die Radiofrequenz zum Transducer auf dem Kristall weitergeleitet, wo die akustische Welle erzeugt wird.at the known from practice acousto-optic components is the Radiofrequency usually over one Coaxial cable supplied to the acousto-optic component. There takes place on one Electronics board an impedance matching, bearing in mind that there are no RF reflections. It should as possible a lot of RF power get to the crystal, which is usually has a different impedance than the RF cable. From the electronics board the radio frequency is relayed to the transducer on the crystal, where the acoustic wave is generated.

In der Vergangenheit wurden die hier in Rede stehenden akustooptischen Bauteile, vor allem bei AOTFs, meist dazu verwendet, Lichtintensitäten einzustellen und zu regeln. Neuerdings besteht der Bedarf, entsprechende Bauteile zum „Ausschneiden" von bestimmten Anteilen des Lichts aus einem mehr oder weniger spektral breitbandigen Licht zu nutzen. Dazu sei lediglich beispielhaft auf die DE 101 15 488 A1 verwiesen.In the past, the acousto-optic components discussed here, especially in AOTFs, were mostly used to set and control light intensities. Recently, there is a need to use corresponding components for "cutting out" certain portions of the light from a more or less spectrally broadband light DE 101 15 488 A1 directed.

Die hier in Rede stehenden akustooptischen Bauteile dienen im Rahmen der zuvor angesprochenen Verwendungen vor allem zum Ausschneiden bestimmter spektraler Anteile einer kontinuierlichen oder breitbandigen Lichtquelle zu Beleuchtungszwecken. Dazu sei lediglich beispielhaft auf die Verwendung in Verbindung mit Weißlichtlasern, Breitbandlaser, Ultrakurzpulslasern, Superluminiszenz-LEDs oder anderen Superluminiszenzlichtquellen, ASE-Lichtquellen, Glühbirnen, Point-Source-LEDs und anderen LEDs, Sonnen- oder Sternenlicht, etc. verwiesen. Auch dienen die optischen Bauteile zum Ausschneiden bestimmter spektraler Lichtanteile zu Detektionszwecken, beispielsweise zum Einsatz in programmierbaren spektralen Filtern. Auch die Verwendung des akustooptischen Bauteils innerhalb eines programmierbaren Strahlteilers (AOBS) ist von Bedeutung. Aus der Praxis ist es des Weiteren bekannt, dass die hier in Rede stehenden akustooptischen Bauteile im Temperaturverlauf ihr Verhalten ändern, wobei dies hauptsächlich auf eine Änderung der Schallgeschwindigkeit im Kristall zurückzuführen ist. Will man das akustooptische Bauteil bei sich ändernden Temperaturen verwenden, ist eine Kompensation des durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Verhaltens erforderlich. Entsprechende Kompensationsmethoden sind bereits bekannt. Dort wird vorgeschlagen, den den Temperaturschwankungen ausgesetzten Kristall zu heizen oder zu kühlen, um nämlich eine Temperaturstabilisierung am Kristall hervorzurufen. Dazu ist eine besondere Temperaturregelung vorgesehen. Insoweit sei ebenso auf die EP 0 834 762 A2 verwiesen, wonach eine Art Dummy-Radiofrequenz vorgesehen ist, die immer dann eingespeist wird, wenn die eigentliche Radiofrequenz ausgeschaltet ist, so dass stets die gleiche Wärme im Kristall über eine Heizung deponiert werden kann.The acousto-optical components in question serve in the context of the above-mentioned uses, especially for cutting certain spectral components of a continuous or broadband light source for illumination purposes. For this purpose, reference is merely made, by way of example, to the use in connection with white-light lasers, broadband lasers, ultrashort pulse lasers, superluminescent LEDs or other superluminescent light sources, ASE light sources, light bulbs, point source LEDs and other LEDs, solar or starlight, etc. The optical components also serve to cut out certain spectral light components for detection purposes, for example for use in programmable spectral filters. Also, the use of the acousto-optic device within a programmable beam splitter (AOBS) is important. It is further known from practice that the acousto-optic components in question change their behavior over the course of time, this being mainly due to a change in the speed of sound in the crystal. If you want to use the acousto-optic component at changing temperatures, a compensation of the behavior caused by the temperature change behavior is required. Corresponding compensation methods are already known. There it is proposed to heat or cool the crystal exposed to the temperature fluctuations, namely to cause a temperature stabilization of the crystal. For this purpose, a special temperature control is provided. Insofar as was on the EP 0 834 762 A2 reference, according to which a kind of dummy radio frequency is provided, which always is fed when the actual radio frequency is turned off, so that always the same heat can be deposited in the crystal via a heater.

Alternativ zu der voranstehend genannten Methode wird die Radiofrequenz entsprechend einer gemessenen Temperaturänderung gemäß der DE 198 27 140 C2 nachgeführt. Dabei ist man jedoch bislang davon ausgegangen, dass der relevante Kompensationsparameter wie auch die Radiofrequenz selbst, die zum Betreiben des akustooptischen Bauteils notwendig ist, von unzähligen Parametern abhängt, beispielsweise von der Wellenlänge des abzulenkenden Lichts, vom Einfallwinkel des Lichts in den Kristall, von den Einbaubedingungen des Kristalls, etc. Daher bestimmte man bisher den Betrag der Frequenzänderung iterativ experimentell oder legte Tabellen für die Kompensationsparameter in Abhängigkeit von der Wellenlänge und von aparativen Bedingungen an. Dabei ist es erforderlich gewesen, die Kompensationsparameter für jedes einzelne Gerät individuell zu bestimmen. Insoweit sei insbesondere auf Abschnitt [0014] der DE 198 27 140 C2 verwiesen.As an alternative to the above method, the radio frequency corresponding to a measured temperature change according to the DE 198 27 140 C2 tracked. However, it has hitherto been assumed that the relevant compensation parameter as well as the radio frequency itself, which is necessary for operating the acousto-optic component, depends on innumerable parameters, for example the wavelength of the light to be deflected, the angle of incidence of the light in the crystal, of the Installation conditions of the crystal, etc. Therefore, so far determined the amount of frequency change iteratively experimentally or tables for the compensation parameters as a function of the wavelength and of aparativen conditions. It was necessary to individually determine the compensation parameters for each individual device. In that regard, reference should be made in particular to Section [0014] of DE 198 27 140 C2 directed.

Der im Rahmen der Fehlerkompensation zu betreibende Aufwand gemäß druckschriftlichem Stand der Technik ist beachtlich, da für jede verwendete Laserwellenlänge und ggf. für jedes zum Einsatz kommende System besondere Korrekturparameter zu speichern und zu handhaben sind. Obendrein ist es erforderlich, die Treiberelektronik mit Informationen zu versorgen, um nämlich zu definieren, welche konkrete Laserwellenlänge und welche experimentellen Parameter vorliegen, um den darauf bezogenen Kompensationsparameter einsetzen zu können. Folglich kann gemäß druckschriftlichem Stand der Technik die Temperaturkompensation nicht direkt vom Radiofrequenzgenerator vorgenommen werden, muss vielmehr von einer höheren Bedienebene unterstützt oder gar insgesamt vorgenommen werden, da nämlich zur Temperaturkompensation die insgesamt erforderlichen Systeminformationen liquide sein müssen. Dies steht einer einfachen Bedienbarkeit des Systems sowie einer schnellen Temperaturstabilisierung auf kleinen Zeitskalen entgegen. So ist es beispielsweise erforderlich, bei einem Konfokalmikroskop eine höhere Software-Ebene vorzusehen, die über Informationen verfügt, welche Laserwellenlängen gerade vom Kristall abzulenken sind, die die erforderlichen Kompensationsparameter für den Radiofrequenzgenerator zur Verfügung stellen, so dass der Radiofrequenzgenerator die Frequenznachführung korrekt vornehmen kann. Entsprechend wird die Temperaturkompensation gemäß druckschriftlichem Stand der Technik nicht vom Radiofrequenzgenerator sondern von dem ihn ansteuernden Computer durchgeführt, der dem Radiofrequenzgenerator bereits temperaturkompensierte Radiofrequenz-Sollwerte – meist unveränderbar – vorgibt. Dies führt zu einer enormen Komplexität und Fehleranfälligkeit des gesamten Systems.Of the in the context of the error compensation to be operated expenses according to the printed version The technique is remarkable for every laser wavelength used and possibly for every system used has special correction parameters save and handle. On top of that, it is necessary to supply the driver electronics with information, namely to define which specific laser wavelength and which experimental one Parameters are available to the related compensation parameter to be able to use. consequently can according to printed The prior art, the temperature compensation not directly from the radio frequency generator must rather be supported by a higher operating level or even be made in total, namely because of the temperature compensation the total system information required must be liquid. This stands for easy usability of the system as well as a fast Temperature stabilization on small time scales contrary. So is For example, it is necessary in a confocal microscope higher Provide software level over Information, which laser wavelengths just to distract from the crystal, which are the required compensation parameters for the Radio frequency generator available set so that the radio frequency generator corrects the frequency tracking can make. Accordingly, the temperature compensation according to printed version the technology not from the radio frequency generator but from him driving computer performed, the radiofrequency generator already temperature compensated radio frequency setpoints - usually immutable - pretends. this leads to to a huge complexity and error rate of the entire system.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass bei sich ändernden Temperaturen ein fehlerfreier automatischer Betrieb bei einfacher Konstellation des Systems möglich ist. Außerdem soll der Benutzer keinerlei Entscheidungen in Bezug auf etwaige Einstellungen bzw. Parameter zur temperaturabhängigen Fehlerkompensation treffen müssen.in the Light of the foregoing The present invention is based on the object, a device of the genre-forming kind in such a way and further develop, that at changing Temperatures a faultless automatic operation with easier Constellation of the system possible is. Furthermore The user should not make any decisions regarding any Make settings or parameters for temperature-dependent error compensation have to.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzansprüche 1 gelöst.The The above object is achieved by the features of the protection claims 1.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass sich temperaturschwankungsbedingte Fehlfunktionen des akustooptischen Bauteils in einfacher und dabei idealer Weise durch Anpassung der Radiofrequenz kompensieren lassen. Diese Erkenntnis ist für die Fachwelt überraschend, geht man von dem im einschlägigen Stand der Technik betriebenen Aufwand aus. Vor allem ist überraschend, dass der für die Radiofrequenz-Nachführung notwendige Kompensationsparameter (in kHz/°C) nur scheinbar willkürlich von allen möglichen Systemparametern abhängt, so beispielsweise von der Wellenlänge des abzulenkenden Lichts, vom Einfallwinkel des Lichts in den Kristall, von den Einbaubedingungen des Kristalls, etc. Ungeachtet der zuvor genannten Abhängigkeiten ist es nämlich mög lich, dass die Kompensationsparameter direkt und alleine mit der einzustellenden Radiofrequenz verknüpft werden, wobei die Radiofrequenz ihrerseits tatsächlich auf komplexe Weise von zahlreichen Parametern abhängt. Die hier zugrunde liegende Verknüpfung zur Vorgabe eines geeigneten Kompensationsparameters folgt einer äußerst einfachen, im Wesentlichen bis auf kleine Korrekturen linearen mathematischen Beziehung.In according to the invention it has been recognized that temperature fluctuations caused by malfunction the acousto-optic component in a simple and ideal way compensate by adjusting the radio frequency. This realization is for surprising the experts, you go from the relevant State of the art operated effort. Above all, it is surprising that for the radio frequency tracking necessary compensation parameters (in kHz / ° C) only seemingly arbitrary from all possible System parameters depends, such as the wavelength of the light to be deflected, from the angle of incidence of the light in the crystal, from the installation conditions of the crystal, etc. Regardless of the aforementioned dependencies it is possibly that the compensation parameters directly and alone with the Radio frequency linked In fact, the radio frequency is in turn actually complex depends on numerous parameters. The underlying link to specify a suitable compensation parameter follows an extremely simple in essence, except for minor corrections linear mathematical Relationship.

Die voranstehend genannte erfindungsgemäße Erkenntnis hat in Bezug auf die beanspruchte Vorrichtung ganz erhebliche Konsequenzen. So ist es in erfindungsgemäßer Weise möglich, alleine aus der für den Radiofrequenzgenerator vorgesehenen Radiofrequenz direkt den dazu passenden Kompensationswert (in kHz/°C) zu ermitteln. Mit anderen Worten lässt sich der Radiofrequenzgenerator alleine durch Kenntnis der Output-Radiofrequenz entsprechend der am akustooptischen Bauteil anliegenden Temperatur nachführen.The above-mentioned invention has knowledge in relation on the claimed device very significant consequences. So it is in accordance with the invention possible, alone from the for the radio frequency generator provided radio frequency directly to determine the appropriate compensation value (in kHz / ° C). In other words let yourself the radio frequency generator alone by knowledge of the output radio frequency according to the temperature applied to the acousto-optic component tracking the.

Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis bedeutet für den Benutzer eine erhebliche Erleichterung, da er sich beim Betrieb des jeweiligen Systems nicht um die im Bereich des akustooptischen Bauteils herrschende Temperatur, insbesondere nicht um die Kristall-Temperatur, kümmern muss. Sogar das Einkalibrieren des Systems auf die richtigen Radiofrequenzen zum Betrieben der jeweiligen akustooptischen Bauteile kann ebenfalls unter den Bedingungen der erfindungsgemäßen Temperaturkompensation erfolgen, so dass der Benutzer stets die richtigen Radiofrequenzen bezogen auf eine definierte Norm-Temperatur einstellt, und zwar unabhängig davon, welche Temperatur zum Zeitpunkt der Kalibrierung tatsächlich am akustooptischen Bauteil vorliegt.The knowledge underlying the invention means a considerable relief for the user, since he does not worry about the temperature prevailing in the region of the acousto-optical component, in particular the crystal temperature, during operation of the respective system got to. Even calibrating the system to the correct radio frequencies to operate the respective acousto-optic components can also be done under the conditions of temperature compensation according to the invention, so that the user will always set the correct radio frequencies with respect to a defined standard temperature, regardless of which temperature for Time of calibration actually exists on the acousto-optic component.

Der mathematische Zusammenhang zwischen der erwünschten Radiofrequenz bei definierter Temperatur und dem zugehörigen Kompensationskoeffizient ergibt sich in vorteilhafter Weise wie folgt: Kompensationskoeffizient (kHz/°C) = a0 + a1·RF + a2 + RF2 + a3·RF3 + ... + an·RFn. The mathematical relationship between the desired radio frequency at a defined temperature and the associated compensation coefficient results advantageously as follows: Compensation coefficient (kHz / ° C) = a 0 + a 1 · RF + a 2 + RF 2 + a 3 · RF 3 + ... + a n · RF n ,

Hierbei kann typischerweise n sehr klein gewählt werden (vorzugsweise n < 5, aber sogar n = 1 liefert bereits eine hervorragende Temperaturkompensation). Meist sogar a₀ nahezu 0, so dass auch dieser Koeffizient weggelassen werden kann und im Extremfall sogar nur ein einziger Koeffizient im Radiofrequenzgenerator gespeichert werden muss. In der Regel kann man mit einem bis höchstens 5 Koeffizienten auskommen. Dies ist auch vom Datenumfang wesentlich einfacher als bei den individuell einzukalibrierenden Tabellen gemäß druckschriftlichem Stand der Technik.In this case, n can typically be chosen to be very small (preferably n <5, but even n = 1 already provides excellent temperature compensation). Usually even a ₀ almost 0, so that this coefficient can be omitted and in extreme cases even only a single coefficient in the radio frequency generator must be stored. As a rule, one can manage with one to a maximum of 5 coefficients. This is also much simpler in terms of the data volume than in the tables to be individually calibrated according to the printed prior art.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Anpassung der Radiofrequenz, ausgehend von einer Soll-Radiofrequenz, in Abhängigkeit von der unmittelbar am akustooptischen Bauteil ermittelbaren Temperatur. Geht man davon aus, dass das akustooptische Bauteil einen in den optischen Eigenschaften veränderbaren Kristall umfasst, ist es von weiterreichendem Vorteil, wenn ein Temperatursensor vorgesehen ist, über den die Temperatur direkt am Kristall ermittelbar ist. Entsprechend wird ein der Ist-Temperatur am akustooptischen Bauteil entsprechendes Signal dem Radiofrequenzgenerator zugeführt, so dass unmittelbar dort eine Temperaturkompensation bei einfachster linearer Beziehung der erwünschten Radiofrequenz unter Berücksichtigung der tatsächlichen Temperatur stattfinden kann.In Advantageously, the adaptation of the radio frequency, starting from a target radiofrequency, depending on the immediate temperature determinable on the acousto-optical component. If you go from it from that the acousto-optic component has one in the optical properties changeable Crystal includes, it is of far-reaching advantage when a Temperature sensor is provided, over which the temperature directly can be determined on the crystal. Accordingly, one of the actual temperature at the acousto-optic Component corresponding signal supplied to the radio frequency generator, so that immediately there a temperature compensation at the simplest linear relationship of the desired Radiofrequency taking into account the actual Temperature can take place.

Wie bereits zuvor erwähnt, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den enormen Vorteil, dass der zur Anpassung der Radiofrequenz dienende Kompensationskoeffizient ausschließlich auf der Temperatur des akustooptischen Bauteils und der Soll-Radiofrequenz ermittelbar ist. So lässt sich am akustooptischen Bauteil kontinuierlich die Ist-Temperatur ermitteln. Dabei ist es denkbar, dass ein der Ist-Temperatur entsprechendes Signal unmittelbar dem Radiofrequenzgenerator oder einem vorgeschalteten Prozessor zugeleitet wird. Wird die Ist-Temperatur einem vorgeschalteten Prozessor zugeführt, dient dieser zur Erzeugung eines Steuersignals für den Radiofrequenzgeber. Folglich dient das vom Prozessor zur Verfügung gestellte Steuersignal zur Erzeugung einer Radiofrequenz auf Grundlage der jeweiligen Temperatur am akustooptischen Bauteil.As mentioned earlier, offers the device according to the invention the enormous advantage of being used to adapt the radio frequency Compensation coefficient based solely on the temperature of the acousto-optic component and the desired radio frequency can be determined is. So lets continuously at the acousto-optic component, the actual temperature determine. It is conceivable that one of the actual temperature corresponding Signal directly to the radio frequency generator or an upstream Processor is supplied. If the actual temperature is an upstream Processor supplied, this serves to generate a control signal for the radio frequency transmitter. consequently This is provided by the processor Asked control signal for generating a radio frequency based on respective temperature at the acousto-optic component.

In besonders einfacher Weise ist es auch möglich, dass die am akustooptischen Bauteil kontinuierlich ermittelte Ist-Temperatur in Form eines Steuersignals unmittelbar dem Radiofrequenzgenerator zur Erzeugung der geeigneten Radiofrequenz auf Grundlage der jeweiligen Temperatur am akustooptischen Bauteil zugeführt wird. Der Radiofrequenzgenerator wird dabei über den Prozessor lediglich mit digitalen Information beaufschlagt, wobei die eigentliche Kompensation im Radiofrequenzgenerator stattfindet. In diesem Falle kommuniziert der Prozessor ausschließlich mit dem Radiofrequenzgenerator, wobei der Radiofrequenzgenerator Daten über den Temperatursensor erhält und die erforderliche angepasste Radiofrequenz an den Kristall des akustooptischen Bauteils liefert.In In a particularly simple way, it is also possible that the acousto-optic Component continuously determined actual temperature in the form of a control signal directly to the radio frequency generator to generate the appropriate Radiofrequency based on the respective temperature at the acousto-optic Component supplied becomes. The radio frequency generator is doing about the processor only subjected to digital information, the actual compensation takes place in the radio frequency generator. In this case communicates the processor exclusively with the radio frequency generator, wherein the radio frequency generator Data about receives the temperature sensor and the required adjusted radio frequency to the crystal of the acousto-optic component supplies.

Wie bereits zuvor erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung mehrerer akustooptischer Bauteile eingesetzt werden, wobei dann entsprechend der Anzahl der akustooptischen Bauteile Radiofrequenzgeneratoren vorgesehen sind, die über einen gemeinsamen Prozessor mit Steuersignalen zur Erzeugung von Radiofrequenzen auf Grundlage der Temperatur am jeweiligen akustooptischen Bauteil versorgt werden. Entsprechend ist es denkbar, dass unterschiedliche akustooptische Bauteile im System vorgesehen sind, wobei es sich bei dem akustooptischen Bauteil um einen AOTF (acousto optical tunable filter), um einen AOD (acousto optical deflector), um einen AOM (acousto optical modulator) um ein Bauteil innerhalb eines programmierbaren Strahlteilers, d.h. innerhalb eines AOTF, um einen Frequenzschieber oder dgl. handeln kann.As mentioned earlier, can the device of the invention be used to control several acousto-optic components, where then according to the number of acousto-optic components Radio frequency generators are provided, which have a common processor with control signals for generating radio frequencies based on the temperature are supplied to the respective acousto-optical component. Accordingly, it is conceivable that different acousto-optic components are provided in the system, wherein it is the acousto-optic Component by an AOTF (acousto optical tunable filter) to a AOD (acousto optical deflector) to provide an AOM (acousto optical modulator) to a component within a programmable beam splitter, i. within an AOTF to act a frequency shifter or the like.

Im Rahmen eines Merge-Moduls kann die Strahlvereinigung und ein AOTF zur Intensitätsregelung dienen, wobei die Bauteile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein können. Auch lassen sich zwei oder mehrere akustooptische Bauteile zu einem AOBS (programmierbarer Strahlteiler) innerhalb eines Gehäuses vereinen.in the As part of a merge module, the beam union and an AOTF for intensity control serve, the components arranged in a common housing could be. Also, two or more acousto-optic components can be one Combine AOBS (programmable beam splitter) within a housing.

In Bezug auf mögliche Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind keinerlei Grenzen gesetzt. So lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise zur Temperaturkompensation in einem konfokalen Laserscanmikroskop verwenden. Dabei könnte durch ein erstes akustooptisches Bauteil mit erfindungsgemäßer Temperaturkompensation, vorzugsweise durch ein AOTF, ein Beleuchtungsstrahl geleitet werden. Die Steuereinheit des Konfokalmikroskops steuert dabei neben dem Konfokalmikroskop auch einen oder mehrere Radiofrequenzgeneratoren an, die die akustooptischen Bauteile mit den notwendigen Radiofrequenzen versorgen. Das im ersten akustooptischen Bauteil abgelenkte und selektierte Licht wird vorzugsweise über eine Lichtleiter zum Scankopf des Laserscanmikroskops geleitet, wo es zur Beleuchtung dient.With regard to possible uses of the device according to the invention, there are no limits whatsoever. For example, the device according to the invention can be used for temperature compensation in a confocal laser scanning microscope. It could by a first acousto-optical component with inventive temperature compensation, preferably by an AOTF, a light be directed. In addition to the confocal microscope, the control unit of the confocal microscope also controls one or more radio-frequency generators which supply the acousto-optical components with the necessary radio frequencies. The light deflected and selected in the first acousto-optic component is preferably conducted via an optical waveguide to the scan head of the laser scanning microscope, where it is used for illumination.

In besonders vorteilhafter Weise wird das Licht über eine optische Weiche, d.h. über einen akustooptischen Strahlteiler (AOBS), in das Mikroskop eingekoppelt. Die optische Weiche kann ebenfalls die erfindungsgemäße Temperaturkompensation beinhalten, die entsprechend über den Radiofrequenzgenerator vorgenommen wird.In Particularly advantageously, the light is transmitted via an optical switch, i. via an acousto-optic Beam splitter (AOBS), coupled into the microscope. The optical Switch may also include the temperature compensation according to the invention, the corresponding over the radio frequency generator is made.

Weitere Anwendungen liegen in der optischen Kohärenztomographie, in der Weißlichtinterferometrie, bei optischen Pinzetten in der Lithographie, in der Entfernungs/Abstandsmessung, etc.Further Applications are in optical coherence tomography, in white light interferometry, in optical tweezers in lithography, in the distance / distance measurement, Etc.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenIt are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. This is on the one hand to the protection claim 1 subordinate protection claims and on the other hand to the following explanation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. Combined with the explanation of the preferred embodiment The invention with reference to the drawings are also generally preferred Embodiments and developments of the teaching explained. In show the drawing

1 in einer schematischen Ansicht den prinzipiellen Aufbau eines akustooptischen Bauteils und 1 in a schematic view of the basic structure of an acousto-optic component and

2 in einem schematischen Diagramm die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel eines Konfokalmikroskops, wobei insgesamt drei akustooptische Bauteile Verwendung finden. 2 in a schematic diagram, the application of the device according to the invention using the example of a confocal microscope, wherein a total of three acousto-optical components are used.

1 zeigt in einer schematischen Ansicht den grundsätzlichen Aufbau eines akustooptischen Bauteils 1, welches durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in temperaturkompensierender Weise angesteuert wird. Das akustooptische Bauteil 1 umfasst einen akustooptischen Kristall 2, der auf einer Kristallhalterung 3 angeordnet ist. Unmittelbar an der Kristallhalterung 3 ist ein Temperatursensor 4 vorgesehen, der vorzugsweise mit digitalem Ausgang ausgestattet ist. Auf der der Kristallhalterung 3 abgewandten Seite des akustooptischen Kristalls 2 ist ein Transducer 5 zur Einkopplung der Hochfrequenz in den Kristall 2 vorgesehen. 1 shows a schematic view of the basic structure of an acousto-optic component 1 , which is controlled by the device according to the invention in a temperature-compensating manner. The acousto-optic component 1 includes an acousto-optic crystal 2 standing on a crystal holder 3 is arranged. Immediately to the crystal holder 3 is a temperature sensor 4 provided, which is preferably equipped with a digital output. On the crystal holder 3 opposite side of the acousto-optic crystal 2 is a transducer 5 for coupling the high frequency in the crystal 2 intended.

2 zeigt in einem schematischen Diagramm die Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung von insgesamt drei akustooptischen Bauteilen 1, wobei zwei der akustooptischen Bauteile 1 einen AOBS 6 bilden und wobei ein weiteres akustooptisches Bauteil 1 in einem Merge-Modul 7 angeordnet ist. Innerhalb des Merge-Moduls 7 dienen die Strahlvereinigung und der AOTF zur Intensitätsregelung des von drei Laserlichtquellen 8 kommenden Laserlichts in einem gemeinsamen Gehäuse. 2 shows a schematic diagram of the application of a device according to the invention for controlling a total of three acousto-optic components 1 wherein two of the acousto-optic components 1 an AOBS 6 form and wherein another acousto-optical component 1 in a merge module 7 is arranged. Within the merge module 7 The beam combination and the AOTF serve for the intensity control of the three laser light sources 8th coming laser light in a common housing.

Zur Ansteuerung der akustooptischen Bauteile 1 sind insgesamt drei Radiofrequenzgeneratoren 9 vorgesehen, die von einem Prozessor 10 bzw. Computer mit einem Steuersignal angesteuert werden.For controlling the acousto-optic components 1 are a total of three radio frequency generators 9 provided by a processor 10 or computer are controlled with a control signal.

Die Radiofrequenzgeneratoren 9 erhalten einerseits Steuersignale über den Computer 10 und andererseits temperaturspezifische Signale über die den akustooptischen Bauteilen 1 bzw. den dortigen Kristallen 2 zugeordnete Temperatursensoren 4, so dass im jeweiligen Radiofrequenzgenerator 9 eine Anpassung der Radiofrequenz zur Temperaturkompensation stattfinden kann.The radio frequency generators 9 on the one hand receive control signals via the computer 10 and on the other hand temperature-specific signals via the acousto-optical components 1 or the local crystals 2 associated temperature sensors 4 , so that in the respective radio frequency generator 9 An adaptation of the radio frequency for temperature compensation can take place.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kompensation der temperaturschwankungsbedingten Fehlfunktion des akustooptischen Bauteils 1 im jeweiligen Radiofrequenzgenerator 9, und zwar ausschließlich unter Berücksichtigung der jeweiligen Temperatur am akustooptischen Bauteil 1, unter Berücksichtigung der vom Computer 10 zur Verfügung gestellten Soll-Radiofrequenz, bezogen auf eine definierte Norm-Temperatur am Radiofrequenzgenerator 10. Die reale Temperatur wird kontinuierlich über die Temperatursensoren 4 ermittelt und an den Radiofrequenzgenerator 9 gesendet. Dieser berechnet kontinuierlich neue Werte für die Radiofrequenzen und sendet diese an das zugehörige akustooptische Bauteil 1 bzw. den dortigen Kristall 2.At the in 2 the embodiment shown, the compensation of the temperature fluctuation-related malfunction of the acousto-optic component takes place 1 in the respective radio frequency generator 9 , and only taking into account the respective temperature at the acousto-optic component 1 , taking into account the computer 10 provided target radio frequency, based on a defined standard temperature at the radio frequency generator 10 , The real temperature is continuously over the temperature sensors 4 determined and to the radio frequency generator 9 Posted. This continuously calculates new values for the radio frequencies and sends them to the associated acousto-optic component 1 or the local crystal 2 ,

Schließlich sei darauf hingewiesen, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich zur beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.Finally, be pointed out that the above-discussed embodiment only for exemplary discussion the claimed teaching is, but not on the embodiment limits.

Claims

Device for controlling an acousto-optic component ( 1 ) for influencing light passing through, in particular for influencing the illumination light and / or the detection light in the beam path of a microscope, preferably a confocal laser scanning microscope, with a radio-frequency generator ( 9 ) for the supply of the acousto-optic component ( 1 ) with a radio frequency, since characterized in that temperature fluctuation-related malfunction of the acousto-optic component ( 1 ) are compensated by adjusting the radio frequency.

Device according to claim 1, characterized in that the adaptation of the radio frequency, starting from a desired radio frequency, in dependence on the directly on the acousto-optical component ( 1 ) determined temperature takes place.

Apparatus according to claim 2, wherein the acousto-optic component ( 1 ) a variable in the optical properties of crystal ( 2 ), characterized in that a temperature sensor ( 4 ), via which the temperature directly at the crystal ( 2 ) can be determined.

Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that one of the actual temperature at the acousto-optical component ( 1 ) corresponding signal the radio frequency generator ( 9 ) can be fed.

Device according to Claim 4, characterized in that the compensation coefficient serving to adapt the radio frequency is derived exclusively from the temperature of the acousto-optical component ( 1 ) and the desired radio frequency can be determined.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the acousto-optical component ( 1 ) continuously determines the actual temperature and the actual temperature corresponding signal to a processor ( 10 ) for generating a control signal for the radio-frequency generator ( 9 ), wherein the control signal for generating a radio frequency based on the respective temperature at the acousto-optical component ( 1 ) serves.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the acousto-optical component ( 1 ) continuously determines the actual temperature and the actual temperature corresponding control signal the radio frequency generator ( 9 ) for generating a radio frequency based on the respective temperature at the acousto-optical component ( 1 ) is supplied.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the beam path a plurality of acousto-optical components ( 1 ) are provided and that according to the number of acousto-optical components ( 1 ) Radio Frequency Generators ( 9 ) provided by a common processor ( 10 ) with control signals for generating radio frequencies based on the temperature at the respective acousto-optical component ( 1 ) are supplied.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is in the acousto-optical component ( 1 ) is an AOTF (acousto optical tunable filter).

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is in the acousto-optical component ( 1 ) is an AOD (acousto optical deflector).

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is in the acousto-optical component ( 1 ) is an AOM (acousto optical modulator).

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is in the acousto-optic component ( 1 ) is a component within a programmable beam splitter.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that it is in the acousto-optic component ( 1 ) is a frequency shifter.