JP2004004704A - ビームスプリッター装置ならびにそれを使用したレーザー走査顕微鏡 - Google Patents

ビームスプリッター装置ならびにそれを使用したレーザー走査顕微鏡 Download PDF

Info

Publication number
JP2004004704A
JP2004004704A JP2003099048A JP2003099048A JP2004004704A JP 2004004704 A JP2004004704 A JP 2004004704A JP 2003099048 A JP2003099048 A JP 2003099048A JP 2003099048 A JP2003099048 A JP 2003099048A JP 2004004704 A JP2004004704 A JP 2004004704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beam splitter
semi
splitter device
light
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003099048A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3927513B2 (ja
Inventor
Heinrich Dr Spiecker
ドクター ハインリッヒ シュピーカー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lavision Biotec GmbH
Original Assignee
Lavision Biotec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lavision Biotec GmbH filed Critical Lavision Biotec GmbH
Publication of JP2004004704A publication Critical patent/JP2004004704A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3927513B2 publication Critical patent/JP3927513B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/106Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/143Beam splitting or combining systems operating by reflection only using macroscopically faceted or segmented reflective surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

【課題】光の散乱を抑制し、高いコントラストの像を得るビームスプリッターおよびそれを備えたレーザ走査顕微鏡を提供する。
【解決手段】本発明の対象は、相互に距離をあけて平行に配置された少なくとも2つの高反射鏡を有し、該高反射鏡間に半透過鏡が配置されており、その際、該半透過鏡が少なくとも1つの高反射鏡に対して種々の距離を示し、かつその際、該半透過鏡が少なくとも1つの全反射体もしくは反射防止体として形成された部分を有し、その際、該半透過鏡が高反射鏡間で可動に配置されている、ビームスプリッター装置ならびにまたレーザー走査顕微鏡である。
【選択図】     図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に距離をあけて平行に配置された少なくとも2つの高反射鏡を有し、該高反射鏡間に半透過鏡が配置されており、その際、該半透過鏡がこれら高反射鏡に対して種々の距離を示すビームスプリッター装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この公知のビームスプリッター装置(独国特許第19904592号明細書)を用いて同じ強度の複数の光線、例えばレーザー光線を発生させることができる。従って試料が同じ強度の複数の光線で照射されると、1つ以上の光子の励起の場合に信号が発生し、この信号は、分割光線がぶつかる試料のあらゆる場所で同じである。
【0003】
詳細にはこのビームスプリッター装置の場合には本来の分割は、高反射鏡間に配置された半透過鏡で行われるようになっている。これにより光線は、半分が透過して半分が反射する。ここから生ずる2つの分割光線は、さらに鏡によって再び該ビームスプリッター板に向けて反射され、この場合、該半反射鏡あるいは半透過鏡に2回目ぶつかる該分割光線はその際にその数がさらに倍になるが、しかしながら、分割過程ごとに相応に小さい強度で各光線の出力は半分になっていく。このようにして、高反射鏡を全て相互に角度を適当に調整することにより漸増の角度を有するそのつど1本、2本、4本、8本、16本…の光線を有する2つの光線束を生じさせることができる。次に特定の光学系によって2つの光線束は、その2つの分割光線束の光線が交互になっている1つの光線束が得られるように重ね合わされる。該光線束は、対物レンズによって試料中に焦点を合わせて、個々の焦点が等間隔である焦点の列を生じさせる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、今回、前述のビームスプリッター装置を用いて可能であるような光線を当てる微視的な試料によって光の散乱が生じることが明らかになった。散乱は、励起時にならびに、検出器上でのないしは肉眼で観察される中間像平面への結像時に発生する。この散乱によって画質が低下し、それというのもコントラストが低くなるからである。即ち、試料に向けられた光線による励起焦点に直接隣接する画像範囲が、散乱が原因で付加的に明るくなるのである。しかし、焦点からの光線のみがそれ自身からきれいに分析評価され得るように、強い散乱の場合に焦点が離散していることが最も望ましい。即ち、一定の試料を検査するために焦点相互間の距離を変化させることが重要であるということである。これは例えば、厚みのある試料を検査すべき場合にも該当する。なぜならば厚みのある試料の場合には焦点の質の低下は、非線形の励起の場合に出力密度ひいては焦点の質に著しく依存している信号利得の更なる縮小を招くからである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
調整に比較的多くを費やすことなく焦点同士の間隔を広げることができるかあるいは焦点の数を少なくするビームスプリッター装置は詳細には、半透過鏡が少なくとも1つの全反射体もしくは反射防止体として形成された部分を有し、その際、該半透過鏡が高反射鏡間で可動に配置されていることを特徴とする。殊に最後の分割の範囲内で、全反射サブストレートまたは全透過サブストレートを特徴とする部分を有するこの種の半透過鏡が挿入されると、焦線の長さが半減する程度に光線の数が半分になる。相応の全透過ないしは全反射体の部分を有する半反射鏡が最後の分割から更に離れた方からビームスプリッター装置中に、即ち2つの高反射鏡間に挿入されると、光線数は再度半減し、かつ焦点の長さも同様に半減する。このことは、最後にただ1個のみの光線がその束から残るまで実施することができる。光線の強度はこれにより光線数の減少に反比例して相応に増大する。これに対して、全反射サブストレートまたは全反射サブストレートまたは全透過サブストレートを有する半透過鏡が、最初の分割から始めて2つの高反射鏡間に挿入される場合には、焦線内で光線の間引きが行われる。
【0006】
反射光と半反射光の分散を同じく保つために、全反射体もしくは反射防止体として形成された少なくとも1つの部分に平行に補償層が備えられている場合が、特に有利であることが判明した。
【0007】
このビームスプリッター装置を備えたレーザ走査顕微鏡を使用すれば光の散乱を押さえ、高いコントラストの像を得ることが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図に基づいて次に本発明を例につき詳説する。
【0009】
図1にはビームスプリッターの典型的な実施形態が示されている。該図では1で、ビームスプリッターサブストレートの、50%に光線を分割する部分が示されている。これの両側に、各1つの反射防止(AR)ないしは高反射HR部分2が隣接している。ビームスプリッターの前記部分間の移行部4a〜dを挿入することができる挿入位置3a〜eは、分割点5a〜d間にある。入射するレーザー光線は、分割点5aで先ず2つの光線に分割される。これらの光線は、2つの第1の高反射鏡Sで反射して、再度ビームスプリッターサブストレート1に向きを変え、そして該ビームスプリッターサブストレートに分割点5bでぶつかる。そこで該2つの分割光線から4つの分割光線が得られる。続く分割点5bおよび5dでさらに8本ないしは16本の分割光線が得られ、これらの光線は、高反射鏡Sの角度の適当な調整によって分割光線の交差点9で一緒になる。結果的に上記光線束から、光線1〜8および1’〜8’から成る2つの光線束が得られる。
【0010】
図2には、ビームスプリッターの更に改善された実施形態が示されている。該ビームスプリッターの場合には、光線を分割するサブストレート1に付加して、補償層として補正板6がビームスプリッターに組み込まれている。この補正板は、前記の光線を分割するサブストレートと同じ強度を有する。ビームスプリッターが超短パルスレーザーの分割に使用される場合には、該補正板によって、各分割光線がガラス中の同じ距離を進むことになる。従って分散は、全ての分割光線について同じである。これには、個々の分割光線が分割後に同じ性質を有するという利点がある。
【0011】
図3には、2つの光線束が分割後にただ1つの光線束に統合することを可能にする方法が示されている。このために一方の光線束の光線の偏光が、偏光を回転させる半波長板8で90°回転される。2つの光線束は、その際、偏光カプラー7で1つの光線束に結合される。個々の光線の並び順は、該結合後に1’;1;2’;2……;7’;7;8’;8となる。
【0012】
図4には、レーザー光線が図1ないしは図2により分割される場合の、および2つの光線束が図3によりただ1つの光線束に統合される場合の光線のリストが示されている。表には2つのケースが示され、これら2つのケースともビームスプリッターサブストレートの反射防止(AR)部分2に関する。この場合には、a)ビームスプリッターの部分間の移行部4aが種々の挿入位置3a〜eに存在するかないしはb)ビームスプリッターの部分間の移行部4bが挿入位置3a〜eに存在する場合に得られる光線が載せられている。挿入は、つまり表の2つの部分において、最後の分割点5dのそばからかないしは最初の分割点5aのそばから1回行われる。光線束からレンズないしは対物レンズにより焦点の列が得られる場合には、ケースaではその列の長さは段階的に半減し、その際、光線の数がそのつど半分になり、ケースb)では光線の数は同様に段階的に2分の1ずつ減少するが、その際、しかしながら、焦点同士の間隔は相互に大きくなる。焦点同士の間隔がb)に示した挿入位置に正確に一致しなければならない場合には、光線束の結合は、例えば図3の場合のように、各挿入位置について容易に調整されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ビームスプリッター装置を示す。
【図2】補正板を備えたビームスプリッター装置を示す。
【図3】1つの全光線束への光線束の統合を示す。
【図4】レーザー光線が図1および2に従って分割され、さらにその後で(図3)統合される場合の光線のリストを示す。
【符号の説明】
1 ビームスプリッターサブストレート
2 反射防止(AR)ないしは高反射(HR)部分
3 挿入位置
4 ビームスプリッターの部分間の移行部
5 分割点
6 補正板
7 偏光カプラー
8 偏光を回転させる半波長板
9 分割光線の交差点

Claims (5)

  1. 相互に距離をあけて平行に配置された少なくとも2つの高反射鏡を有し、該高反射鏡間に半透過鏡が配置されており、その際、該半透過鏡がこれら高反射鏡に対して種々の距離を示すビームスプリッター装置において、
    該半透過鏡が少なくとも1つの全反射体もしくは反射防止体として形成された部分を有し、その際、該半透過鏡が高反射鏡間で可動に配置されていることを特徴とする、ビームスプリッター装置。
  2. 反射光の分散を透過光の分散と一致させるために、前記半透過鏡に平行に補償層が備えられていることを特徴とする、請求項1に記載のビームスプリッター装置。
  3. 全反射もしくは反射防止層を有する前記半透過鏡が最後の光線分割の範囲から始めて、前記両側の高反射鏡間に挿入されることを特徴とする、前出の請求項いずれか一項に記載のビームスプリッター装置。
  4. 全反射もしくは反射防止層を有する前記半透過鏡が最初の光線分割の範囲から始めて、前記両側の高反射鏡間に挿入されることを特徴とする、前出の請求項いずれか1項に記載のビームスプリッター装置。
  5. 前出の請求項いずれか1項に記載のビームスプリッター装置を備えていることを特徴とする、レーザー走査顕微鏡。
JP2003099048A 2002-04-05 2003-04-02 ビームスプリッター装置ならびにそれを使用したレーザー走査顕微鏡 Expired - Fee Related JP3927513B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10215162A DE10215162B4 (de) 2002-04-05 2002-04-05 Strahlteilervorrichtung und Laserrastermikroskop

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004004704A true JP2004004704A (ja) 2004-01-08
JP3927513B2 JP3927513B2 (ja) 2007-06-13

Family

ID=28458609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003099048A Expired - Fee Related JP3927513B2 (ja) 2002-04-05 2003-04-02 ビームスプリッター装置ならびにそれを使用したレーザー走査顕微鏡

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7088517B2 (ja)
JP (1) JP3927513B2 (ja)
DE (1) DE10215162B4 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145576A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Olympus Corp 光パルス多重化ユニット、照明装置及び顕微鏡

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2879101B1 (fr) * 2004-12-14 2007-03-02 Cogema Decontamination laser de la surface d'une piece profilee.
FR2894711B1 (fr) * 2005-12-09 2009-04-10 Cogema Dispositif et procede de decontamination automatisee d'un crayon de combustible nucleaire
US7817275B2 (en) * 2007-03-07 2010-10-19 University Of Delaware Scanning optical microscope with long working distance objective
KR100862481B1 (ko) 2007-07-10 2008-10-08 삼성전기주식회사 다중 빔 레이저 장치
US8130448B2 (en) * 2009-04-24 2012-03-06 Olympus Corporation Optical pulse multiplex unit
WO2011036608A2 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. A pulse splitter with dispersion compensation
WO2011052248A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Olympus Corporation Beam splitter apparatus, light source apparatus, and scanning observation apparatus
DE102011109999A1 (de) * 2011-08-11 2013-02-14 Lavision Biotec Gmbh Laseranordnung
DE102016102286A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-10 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Multispot-Scanning-Mikroskopie
EP3538941A4 (en) 2016-11-10 2020-06-17 The Trustees of Columbia University in the City of New York METHODS FOR FAST IMAGING OF HIGH RESOLUTION LARGE SAMPLES

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5767910A (en) * 1980-10-15 1982-04-24 Fujitsu Ltd Optical synthesizing and branching device
US6389043B1 (en) * 1997-01-17 2002-05-14 Melles Griot, Inc. Efficient frequency-converted laser with single beam output
KR100300959B1 (ko) * 1997-07-05 2001-10-26 윤종용 플랫플레이트를이용한광분리장치와광분리방법및광분리장치의제조방법
DE19904592C2 (de) * 1999-02-05 2001-03-08 Lavision Gmbh Strahlteilervorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145576A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Olympus Corp 光パルス多重化ユニット、照明装置及び顕微鏡

Also Published As

Publication number Publication date
DE10215162A1 (de) 2003-10-23
DE10215162B4 (de) 2006-01-05
US20030189757A1 (en) 2003-10-09
JP3927513B2 (ja) 2007-06-13
US7088517B2 (en) 2006-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4047225B2 (ja) 適応光学装置を有する顕微鏡、特にレーザ走査型顕微鏡
US6693930B1 (en) Peak power and speckle contrast reduction for a single laser pulse
US7408714B2 (en) Method and apparatus for coupling laser beams
USRE39643E1 (en) Wide field of view imaging system
US5295143A (en) Three color laser
CN103941406A (zh) 一种基于扩束的高功率半导体激光器光学整形方法及其装置
US9063334B2 (en) Microscope having switchable illumination modes and method of operating the same
US20030117601A1 (en) Pulse-width extending optical systems, projection-exposure apparatus comprising same, and manufacturing methods using same
US8427646B2 (en) Dual emission microscope
US20060066870A1 (en) Speckle reduction with transparent blocks
JP4920918B2 (ja) 位相フィルタ、光学装置及びラスタ顕微鏡
JP2004038139A (ja) 顕微鏡内への光線連結のための装置
JP2004004704A (ja) ビームスプリッター装置ならびにそれを使用したレーザー走査顕微鏡
US10254552B2 (en) Laser array
JP2011514979A (ja) 空間ビーム不整合によるレーザー投影
KR20110123239A (ko) 레이저 방사선의 균일화 장치
JP2009198903A (ja) 光学機器
KR101837232B1 (ko) 레이저빔의 확장 장치 및 방법
JP2002519715A (ja) 孔部連動レーザー走査装置
US20090273831A1 (en) Light module, optical tweezers generator and dark field microscope
US11002978B2 (en) Microscope having a beam splitter assembly
CN203870330U (zh) 一种基于扩束的高功率半导体激光器光学整形装置
EP3376613A1 (fr) Dispositif lumineux avec moyen mobile de balayage et fibre optique
US6903824B2 (en) Laser sensitometer
WO2020218036A1 (ja) 光学系

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20031209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051122

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20060221

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20060224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060718

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20061017

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20061023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees