DE60001848T2 - Vorrichtung zur erzeugung spektroskopischer bilder - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung, insbesondere des Typs Raman oder mit Fluoreszenz auf geringem Niveau.
  • In der Patentanmeldung EP-A1-0.502.752 im Namen der Anmelderin wurde eine spektrometrische Vorrichtung mit konfokalen Abtastung beschrieben, umfassend:
    • – eine Einheit, umfassend:
    • – ein System zur Beleuchtung und Erregung, das eine erste Konfokalitätsöffnung einschließt,
    • – ein optisches System,
    • – eine zweite Konfokalitätsöffnung, die mit der ersten gekoppelt ist, und
    • – eine erste und eine zweite synchron, geschaltete Deflektoreinheit, die im Vorbereich bzw. im Nachbereich der zweiten Konfokalitätsöffnung angeordnet sind, und
    • – ein Spektrometer, umfassend:
    • – eine Eintrittsöffnung,
    • – eine Spektraldispergiereinrichtung und
    • – einen zweidimensionalen Mehrkanaldetektor.
  • Eine solche Ausführung ermöglicht es, die Analysezeit für ein Muster im Vergleich mit herkömmlichen konfokalen spektrometrischen Vorrichtungen wesentlich zu verringern. Das Linienabtasten des Objekts kann durch das Abtasten der Eintrittsöffnung des Spektrometers durch den Lichtstrahl erfolgen. Die Vorrichtung dieser vorveröffentlichten Anmeldung bietet auch einen Vergrößerungsfaktor auf Grund der Verwendung von zwei synchron geschalteten Deflektoreinheiten, die es ermöglicht, die Abmessung eines in einem Objektraum abgetasteten Bildes von der maximalen, von dem Objektiv der konfokalen mikroskopischen Einheit abgedeckten Abmessung auf eine sehr geringe Abmessung zu ändern, die nur durch die erfassbare Energieschwelle begrenzt ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung, die es ermöglicht, die Anwendung der aus der vorveröffentlichten Anmeldung bekannten Vorrichtung auf jeden Spektralbereich, der für die Raman-Spektroskopie nützlich ist, auszuweiten, und die eine einfachere Verwendung als die vorveröffentlichte Vorrichtung bieten kann.
  • Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung, das die in dem ersten Anspruch erwähnten Merkmale aufweist.
  • Die abhängigen Ansprüche definieren zusätzliche Ausführungsarten.
  • Die zweite Deflektoreinheit wird somit im Nachbereich des Eingangs des Spektrometers angeordnet. Dieser Eingang ist eine Konfokalitätsöffnung.
  • Die erste und die zweite Konfokalitätsöffnung sind vorzugsweise aus einstellbaren Löchern gebildet, die durch Mittel, wie beispielsweise Membranen durch Übertragung oder Reflexion, erzielt werden. Sie sind annähernd kreisförmig und weisen kleine Abmessungen auf.
  • Im Vergleich mit der bekannten Vorrichtung, die in der Anmeldung EP-A1-0.502.752 beschrieben ist, vereinfacht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Abbildung die Montage, indem die Anzahl von optischen Teilen verringert ist, was einen wesentlichen Vorteil insbesondere im ultravioletten Bereich darstellt, und indem eine getrennte Konfokalitätsöffnung weggelassen ist.
  • Ferner bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung den Vorteil, daß sie in ein sogenanntes Endlosgerät integriert werden kann, das parallele Strahlen einsetzt. So können die Elemente des erfindungsgemäßen Geräts zur optischen Abbildung in Form von Blöcken in vorher bestehende Vorrichtungen, die ein Endlosmikroskop umfassen, und/oder in ein Endlosspektrometer eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung für die Raman-Spektroskopie oder die Spektroskopie mit Fluoreszenz auf geringem Niveau vorgesehen.
  • Das Dispersionsspektrometer ist vorzugsweise stigmatisch, d. h. daß es für jeden Punkt der Eintrittsöffnung ein Spektralbild erstellt, das eine Pixellinie eines bidimensionalen Mehrkanaldetektors abdeckt.
  • Vorzugsweise umfasst die erste Deflektoreinheit eine im Wesentlichen afokale Optik und ist auf einem parallelen Strahl angeordnet.
  • So verursacht diese erste Deflektoreinheit keinen Signalverlust. Sie ermöglicht es, gleichzeitig sicher zu stellen:
    • – eine Deflexion eines Strahls,
    • – die Pupillenübertragung.
  • Die erste Deflektoreinheit kann vom refraktiven oder reflektiven Typ sein (d. h. mit Refraktion oder Reflexion funktionieren).
  • Nach einer Ausführungsart der afokalen Optik umfasst diese eine konvergierende Linse und einen ersten Deflektor mit Refraktion, der zwischen diesen Linsen angeordnet ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart der afokalen Optik umfasst diese Spiegel und einen ersten Deflektor mit Reflexion, der in der Lage ist, von einem der Spiegel einen parallelen Strahl zu empfangen und diesen parallelen Strahl zu dem anderen der Spiegel zu reflektieren.
  • Die Spiegel sind vorteilhafterweise spärische Spiegel.
  • Bei einer Ausführungsart umfasst die erste Deflektoreinheit einen ersten Deflektor, der mit Hilfe von optischen Elementen dazu vorgesehen ist, ein zweidimensionales Abtasten an einem Muster vorzunehmen. Insbesondere in Kombination mit den beiden vorgenannten Ausführungsar ten der afokalen Optik ist der erste Deflektor nun in der Lage, an einem Muster Raster in eine Richtung senkrecht zu den Linien abzutasten.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart, die aus einer der vorgenannten Ausführungsarten der afokalen Optik erhalten wurde:
    • – umfasst die erste Deflektoreinheit Translationsmittel für die Linsen oder Spiegel, die es ermöglichen, diese Linie in einer Richtung senkrecht zu dieser Linie abzutasten.
  • Die Abtastung der Linie durch den ersten Deflektor ist z. B. realisierbar durch Rotation eines optischen Bauteiles.
  • So kann man zwei Beispiele von zwei ersten afokalen optischen Realisierungen unterscheiden:
    • – entweder der erste Deflektor bewirkt eine Rasterabtastung senkrecht zu diesen Linien,
    • – oder der erste Deflektor bewirkt eine Abtastung einer Linie und die zugeordneten Bauteile in der afokalen Optik bewirken eine Abtastung senkrecht zu dieser Linie, wobei die durch die Bauteile erhaltene Deflexion, Deflexionsraster genannt, so viel langsamer ist als die durch den ersten Deflektor erzeugte Deflexion, Liniendeflexion genannt (die Frequenz der Liniendeflexion ist ein vielfaches Ganzes der Frequenz der Rasterdeflexion).
  • Die Realisierung mit den Translationsmitteln der Linsen oder der Spiegel erlaubt die Vereinfachung des Systems durch Reduzieren der Anzahl der Komponenten.
  • Nach einer Realisierungsvariante ist der erste Deflektor in der Lage, eine Linie an einem Muster abzutasten, z. B. durch Rotation eines optischen Bauteiles, und er ist selbst an einer beweglichen Vorrichtung montiert, die das Versetzen dieser Linie an dem Objekt in einer Richtung senkrecht zu dieser Linie erlaubt (Rasterabtastung).
  • Es ist interessant, daß die erste Deflektoreinheit auch eine Abtastung in einer dritten Dimension, parallel zum Strahl, erzeugt (Tiefenanalyse des Musters), die somit die Erzeugung von dreidimensionalen konfokalen Spektralbildern ermöglicht.
  • Die zweite Deflektoreinheit, die in dem Spektrometer angeordnet ist, führt eine Ablenkung durch, die eine Liniendeflexion (senkrecht zu den Netzlinien, die auf dem Mehrkanaldetektor ausgebildet sind) darstellt, die mit jener synchron ist, die von der ersten Deflektoreinheit durchgeführt wird. Diese zweite Deflektoreinheit ist bei einer Ausführungsart reflektiv. Bei einer Ausführungsart ist die zweite Deflektoreinheit refraktiv.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart erzeugen die erste und die zweite Deflektoreinheit synchrone Deflexionen mit variablen Amplituden, die eine Vergrößerungsänderung gestatten.
  • Eine kontrollierte Verschiebung in der Achse des Mikroskops ermöglicht es, konfokale dreidimensionale Spektralbilder zu erzeugen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart der zweiten Deflektoreinheit ist diese zwischen der Eintrittsöffnung des Spektrometers und dem Mehrkanaldetektor angeordnet.
  • So umfasst das Spektrometer in einer Form dieser ersten Anordnungsart eine erste Linse oder Kollimator und die zweite Deflektoreinheit ist zwischen der Eintrittsöffnung und dieser Linse angeordnet. Diese Ausführung ist einfach im Betrieb.
  • In einer anderen Form dieser Anordnungsart umfasst das Spektrometer einen ersten sphärischen Spiegel und die zweite Deflektoreinheit ist zwischen der Eintrittsöffnung und diesem sphärischen Spiegel angeordnet.
  • In einer besonderen Anordnungsart der zweiten Deflektoreinheit ist diese zwischen dem spektralen Streuer und dem Mehrkanaldeflektor angeordnet.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart der zweiten Deflektoreinheit ist diese aus mindestens einem Teil der Spektraldispergiereinheit selbst gebildet. Die Deflexion kann nun durch eine Oszillation der Spektraldispergiereinheit oder eines ihrer optischen Elemente oder durch eine mit dieser Dispergiereinheit gekreuzten Vorrichtung erfolgen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsart der zweiten Deflektoreinheit ist diese aus dem Mehrkanaldetektor gebildet. Die zweite Deflektoreinheit verwendet nun die Übertragung der Lasten auf einer Lastkopplungsschaltung (CCD) des Mehrkanaldetektors. Es ist vorgesehen, daß der Detektor sequentiell gesteuert wird und dass die erste Deflektoreinheit „Schritt für Schritt" gesteuert wird, um eine einfache Synchronisierung der beiden Deflektoreinheiten zu erzielen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsart umfasst das Gerät zur optischen Abbildung eine optische Faser, die zwischen der ersten und der zweiten Deflektoreinheit angeordnet und mit der Eintrittsöffnung des Spektrometers gekoppelt und dazu bestimmt ist, die Informationen, die es ermöglichen, ein konfokales räumliches Bild zu erzeugen, über die Ferne zu befördern.
  • So kann die zweite Konfokalitätsöffnung auf die optische Faser projiziert werden, die die Informationen weiterleitet. Es muss nun die Phase des Abtastens weitergeleitet oder kontrolliert werden, um die Synchronisierung der Deflektoren sicher zu stellen.
  • Die Erfindung wird mit Hilfe von nicht einschränkenden, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen darin dargestellten Beispielen besser verständlich. Es zeigen:
  • 1 ein Gesamtschema einer ersten Ausführungsart einer Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung gemäß der Endung und ihre Verwendung;
  • 2 eine erste Ausführungsart der ersten Deflektoreinheit der Vorrichtung zur optischen Abbildung nach 1,
  • 3 eine zweite reflektive Ausführungsart der ersten Deflektoreinheit der Vorrichtung zur optischen Abbildung nach 1,
  • 4 in vereinfachter Perspektive den Deflektor der ersten Deflektoreinheit nach 3,
  • 5 in Vorderansicht den Deflektor der ersten Deflektoreinheit nach 3,
  • 6 in Seitenansicht den Deflektor der ersten Deflektoreinheit nach 3,
  • 7 eine dritte Ausführungsart der ersten Deflektoreinheit der Vorrichtung nach 1, und
  • 8 eine zweite Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung umfasst ein System zur mikroskopischen Beleuchtung 1 und ein Spektrometer 2. Das System zur mikroskopischen Beleuchtung 1 umfasst eine Erregungsquelle, wie beispielsweise einen Laser 10, der mit einer ersten Konfokalitätsöffnung, wie beispielsweise einem hinsichtlich Größe und Position einstellbaren Loch, verbunden ist. Das System 1 umfasst auch ein Objektiv eines Mikroskops 1 1, zu dem ein von dem Laser 10 ausgesendeter Laserstrahl nach Raumfilterung durch die Öffnung 15, Reflexion auf einem teilweise reflektierenden Separator 12 und Reflexion auf einem flachen Spiegel 13 gerichtet ist. Das System 1 umfasst auch eine erste Deflektoreinheit 31, die es ermöglicht, ein Muster 3 in einer, zwei oder drei Dimensionen abzutasten.
  • Das System 1 verfügt auch über ein zweites optisches System, das einen von dem Muster 3 entsendeten Strahl führt, der von dem Objektiv des Mikroskops 1 1 gesammelt und von dem Separator 12 zu dem Spektrometer 2 übertragen wird. Dieses zweite optische System umfasst beispielsweise eine konvergierende Optik 14.
  • Das Spektrometer 2 ist ein Mehrkanalspektrometer, das mit einem zweidimensionalen Detektor 23 ausgestattet ist. Meistens ist der zweidimensionale Detektor mit Bearbeitungsmitteln verbunden, die die Signale, die er erzeugt, in Echtzeit sammeln und davon eine Darstellung entweder in Echtzeit oder auf verzögerte Weise liefern können. In der Folge dieses Textes werden im Allgemeinen mit Detektor der photoelektrische Wandler selbst und die zugehörigen Bearbeitungsmittel bezeichnet. Das Spektrometer umfasst eine Eintrittsöffnung 25, die eine zweite Konfokalitätsöffnung, die mit der ersten Konfokalitätsöffnung 15 gekoppelt ist, darstellt. Als Konfokalitätsöffnung wird ein Loch mit geringer, annähernd kreisförmiger Abmessung bezeichnet, das in einer Abdeckung ausgebildet ist. Die zweite Konfokalitätsöffnung 25 spielt somit hier in dem Spektrometer die üblicherweise einem Schlitz in den Netzspektrometern gewidmete Rolle.
  • Das Spektrometer umfasst auch eine erste Optik 21 oder einen Kollimator und eine Spektraldispergiereinrichtung 22 in Form eines Diffraktionsnetzes. Ein solches Diffraktionsnetz ist aus zueinander parallelen Linien gebildet. Ein paralleler, auf dem Netz eintreffender Lichtstrahl wird in der Dispersionsebene dispergiert, die zu den Linien des Netzes senkrecht steht. Das Spektrometer ist mit einer zweiten Deflektoreinheit 32 ausgestattet, die in dem Beispiel zwischen der Eintrittsöffnung 25 und der Optik 21 angeordnet ist.
  • Im Betrieb wird ein Laserstrahl, der von dem Laser 10 entsendet und von der Deflektoreinheit 31 abgelenkt wird, zu dem Muster 3 gesendet. Dieser Strahl tastet eine Linie 40 des Musters 3 ab. Der Raman-Lichtfluss, der nacheinander von jedem der Punkte dieser Linie 40 ausgebreitet wird, wird von dem Objektiv des Mikroskops 11 gesammelt und nach dem Durchgang durch die erste Deflektoreinheit 31 in einem Eintrittspunkt der Spektraldispergiereinrichtung 22 fokalisiert.
  • Die zweite Deflektoreinheit 32, die mit der ersten synchron geschaltet ist, erzeugt eine parallele Abtastung zu den Linien des Netzes und richtet das Lichtspektrum 43, das von jedem Punkt der abgetasteten Linie 40 kommt, auf eine Linie des Detektors 23.
  • Auf diese Weise werden auf dem Detektor 23 vertikal beispielsweise die Raumverteilung der Linie 40 (Linie 41) und horizontal die Spektraldaten 43 (Linien 42) erhalten.
  • Die zweite Deflektoreinheit 32 ist in der Praxis derart eingestellt, daß ihre Deflexion auf dem Detektor 23 der Vertikalabmessung dieses letztgenannten entspricht, und die erste Deflektoreinheit 31, die mit der Deflektoreinheit 32 synchron geschaltet ist, ist zwischen Null und einem Maximalwert, der von dem Feld des Objektivs begrenzt ist, eingestellt (wobei der Wert Null der Analyse eines Punktes entspricht).
  • Die erste Deflektoreinheit 31 umfasst eine afokale Optik. Bei einer ersten Ausführungsart dieser afokalen Optik (2) umfasst diese erste Deflektoreinheit mit dem Bezugszeichen 31A einen refraktiven Deflektor 50, der zwischen einer konvergierenden Linse 51 und einer divergierenden Linse 52 angeordnet ist. Die Linsen 51 und 52 haben jeweils zueinander ähnliche Brennweiten. Die erste Deflektoreinheit 31A ist derart, daß ein eintreffender paralleler Lichtstrahl 55 in Form eines quasi parallelen abgelenkten Strahls 56 austritt. Bei dieser Ausführungsart sind die Linsen 51 und 52 feststehend und der Deflektor 50 erzeugt die gewünschten Deflexionen.
  • In einem Beispiel der ersten Deflektoreinheit 31, die mit dem Bezugszeichen 31B (3) bezeichnet ist, umfasst diese einen reflektiven Deflektor 60 und zwei sphärische Spiegel 61 und 62, die beispielsweise im Vorbereich bzw. Nachbereich des Deflektors 60 angeordnet sind. Die Deflektoreinheit 31B kann auch zwei flache Spiegel 63 und 64 umfassen, die im Vorbereich bzw. Nachbereich der sphärischen Spiegel 61 und 62 angeordnet sind. Die Einheit bildet eine afokale Optik in Verbindung mit dem Deflektor 60 und ergibt somit einen parallelen Strahl 56 aus einem parallelen Strahl 55 am Eingang.
  • Die Spiegel 61-64 sind feststehend, während der Deflektor 60 die gewünschte(n) Abtastung(en) durchführt.
  • Vorzugsweise ist der Deflektor 60, der beispielsweise einen flachen Spiegel 70 umfasst, um eine erste Achse 71 drehbeweglich, wodurch eine Rasterabtastung (d. h. parallel zu den Linien des Diffraktionsnetzes auf dem Mehrkanaldetektor 23) möglich ist, und um eine zweite Achse 72 drehbeweglich, wodurch eine Linienabtastung (d. h. eine Abtastung senkrecht zu den Linien des Diffraktionsnetzes auf dem Mehrkanaldetektor 23) möglich ist (siehe 4). In einem Ausführungsbeispiel dieses Deflektors 60 (5 und 6) umfasst dieser einen Motor 73, der den Spiegel 70 um die Achse 71 mit Hilfe einer Welle 74 drehbar antreibt, und einen zweiten Motor 76, der den Spiegel 70 drehbar um die zweite Achse 72, beispielsweise mit Hilfe von Kugeln 77 und 78, die seitlich zum Spiegel 70 angeordnet sind, und einer elastischen Rückstellvorrichtung antreibt, die auf ein Teil 75 einwirkt, das über dem Spiegel 70 angeordnet ist. Dieser Motor 76 ist nun vorzugsweise ein Schrittmotor.
  • Während der erste Deflektor eine zweidimensionale Abtastung des Objekts gewährleistet, ist der zweite Deflektor immer noch auf das Abtasten dieses Objekts in einer Richtung, beispielsweise das Linienabtasten, synchron geschaltet. Der Detektor erzeugt nun nacheinander die Spektralinformationen, die von den verschiedenen Linien kommen. Diese Informationen werden von einer angeschlossenen Bearbeitungseinheit eingeholt, die somit in der Lage ist, die Informationen über das von den Punkten der beiden Dimensionen des Musters ausgebreitete Spektrum in jeder gewünschten Form darzustellen. Es ist verständlich, daß jedes Mittel, das die Abtastung des Objekts in drei Dimensionen ermöglicht, auf analoge Weise eingesetzt werden kann. Das Abtasten der Querebene ist vorstehend in Form von Linie und Raster beschrieben, was vorzuziehen ist, aber jedes beliebige Abtasten der gesamten Ebene ermöglicht die Herstellung eines Bildes.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart der ersten Deflektoreinheit 31, die mit 31C (7) bezeichnet ist, umfasst diese einen refraktiven Deflektor 80, der zwischen zwei Linsen 81 und 82, die konvergierend bzw. divergierend arbeiten, angeordnet ist. Die Linsen 81 und 82 und der Deflektor 80 sind entlang einer Achse 84 ausgerichtet, und der Deflektor 80 ist um eine Drehachse 85 senkrecht zur Ausrichtungsachse 84 drehbeweglich, um eine Linienabtastung zu ermöglichen. Ferner umfasst die erste Deflektoreinheit 31C Translationsmittel 83 für die Linsen 81 und 82 entlang einer Richtung 86 parallel zur Drehachse 85 für die Rasterabtastung, die wesentlich langsamer als die Linienabtastung ist (die Liniendeflexionsfrequenz ist ein ganzes Vielfaches der Rasterdeflexionsfrequenz). Diese erste Deflektoreinheit 31C bildet somit ein kompaktes afokales System, das eine verringerte Anzahl von Komponenten umfasst und einen parallelen Strahl 56 aus einem eintreffenden parallelen Strahl 55 ergibt.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der ersten Deflektoreinheit (nicht dargestellt), ist das Ausführungsbeispiel 31B der ersten Deflektoreinheit auf ähnliche Weise angepasst, indem die sphärischen Spiegel 61 und 62 beweglich gestaltet sind, wodurch es möglich ist, die Deflexionsbewegungen des Deflektors 60 nur auf die Linienabtastung zu begrenzen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsart der Vorrichtung zur spektrometrischen optischen Abbildung (8), bei der identische oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, umfasst diese Vorrichtung ein konfokales mikroskopisches System 101 und ein Spektrometer 102. Das Spektrometer 102 umfasst außer der Eintrittsöffnung 25 den Kollimator 21, die Spektraldispergiereinrichtung 22 und den Mehrkanaldetektor 23, eine optische Faser 26, die den Kollimator 21 mit einer zweiten Linse 27 am Ausgang der optischen Faser 26 koppelt, eine Membran 28 und die zweite Deflektoreinheit 32, die zwischen der Spektraldispergiereinrichtung 22 und dem Detektor 23 angeordnet ist.
  • So leitet die optische Faser, die zwischen der ersten und der zweiten Deflektoreinheit angeordnet ist, die Informationen, die es ermöglichen, ein konfokales Spektralbild zu erstellen, über eine Entfernungsdistanz weiter.
  • Die zweite Deflektoreinheit 32, die mit der ersten Deflektoreinheit 31 synchron geschaltet ist, ist im Nachbereich der Eintrittsöffnung 25 angeordnet. Bei Ausführungsbeispielen ist sie zwischen der Eintrittsöffnung 25 und der Dispergiereinrichtung 22, auf der Dispergiereinrichtung 22 oder mit ihr gleichgesetzt, zwischen der Dispergiereinrichtung 22 und dem Detektor 23 oder auf dem Detektor 23 oder gleichgesetzt mit diesem angeordnet.
  • Besonders vorteilhafte Ausführungsarten sind durch die folgenden Kombinationen gegeben. Falls die zweite Deflektoreinheit 32 zwischen der Eintrittsöffnung 25 und der Dispergiereinrichtung 22 oder auf der Dispergiereinrichtung 22 oder auch zwischen der Dispergiereinrichtung 22 und dem Detektor 23 oder auf dem Detektor 23 angeordnet ist, wird die erste Ausführungsart der Vorrichtung zur optischen Abbildung ( 1) gewählt, die es ermöglicht, an einem kleineren Strahl als bei der zweiten Ausführungsart (8) zu arbeiten, und es werden vorzugsweise Deflektoren mit Reflexion (3 bis 6) verwendet.
  • Falls die zweite Deflektoreinheit 32 mit der Dispergiereinrichtung 22 zusammenfällt, werden beispielsweise mechanische oder piezoelektrische Deflektoren verwendet. Die Winkeldeflexion ist nun gering.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder, enthaltend: eine Einheit zur mikroskopischen Beleuchtung, umfassend: – ein System zur Beleuchtung und Erregung, das eine erste Konfokalitätsöffnung (15) einschließt, – ein optisches System, – eine zweite Konfokalitätsöffnung (25), die mit der ersten (15) gekoppelt ist, und – eine erste Deflektoreinheit (31), die in der Lage ist, auf einem Muster (3) Linien (40) abzutasten, und eine zweite synchron geschaltete Deflektoreinheit (32), die im Vorbereich bzw. im Nachbereich der zweiten Konfokalitätsöffnung (25) angeordnet sind, und beleuchtetend: ein Spektrometer (2, 102), umfassend: – eine Eintrittsöffnung – eine Spektraldispergiereinrichtung (22) und – einen zweidimensionalen Mehrkanaldetektor (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung des Spektrometers (2, 102) mit der zweiten Konfokalitätsöffnung (25) zusammenfällt.
  2. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Raman-Spektroskopie oder die Fluoreszenz-Spektroskopie auf geringem Niveau vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Deflektor (50, 60) in der Lage ist, in einem Muster (3) Raster in einer Richtung senkrecht zu den Linien (40) abzutasten.
  4. Vorrichtung zur Erzeugnung spektrometrischer Bilder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deflektoreinheit (31) eine im Wesentlichen afokale Optik umfasst und in einem parallelen Strahlenbündel (55, 56) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die afokale Optik (31A) eine konvergierende Linse (51), eine divergierende Linse (52) und einen ersten Deflektor (50) mit Refraktion umfasst, der zwischen den Linsen (51, 52) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die afokale Optik (31B) Spiegel (6164) und einen ersten Deflektor (60) mit Reflexion umfasst, der in der Lage ist, von einem der Spiegel (61) das parallele Strahlenbündel (55) zu empfangen und dieses zu dem anderen der Spiegel (62) zu reflektieren.
  7. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass: – die erste Deflektoreinheit (31) Translationsmittel (83) für die Linsen (81, 82) oder Spiegel umfasst, die es ermöglichen, die Linie (40) in einer Richtung senkrecht zu der Linie (40) abzutasten.
  8. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Deflektoreinheit (31, 32) derart angeordnet sind, dass sie synchrone Deflexionen mit variablen Amplituden erzeugen, die eine Vergrößerungsänderung gestatten.
  9. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel, die eine kontrollierte Verschiebung in der Achse des Mikroskops ermöglichen, die es gestattet, konfokale dreidimensionale Spektralbilder zu erzeugen.
  10. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deflektoreinheit (32) zwischen der Eintrittsöffnung (25) des Spektrometers (2) und dem Mehrkanaldetektor (23) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deflektoreinheit aus mindestens einem Teil der Spektraldispergiereinrichtung gebildet ist.
  12. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deflektoreinheit aus dem Mehrkanaldetektor (23) gebildet ist. Vorrichtung zur Erzeugung spektrometrischer Bilder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine optische Faser (26) umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Deflektoreinheit (31, 32) angeordnet, mit der Eintrittsöffnung (25) des Spektrometers (102) gekoppelt und dazu bestimmt ist, die Informationen, die es ermöglichen, ein konfokales räumli
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FR9910406 1999-08-11
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