JP2007047466A - Laser apparatus, method of modulating laser and laser microscope - Google Patents
Laser apparatus, method of modulating laser and laser microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007047466A JP2007047466A JP2005232012A JP2005232012A JP2007047466A JP 2007047466 A JP2007047466 A JP 2007047466A JP 2005232012 A JP2005232012 A JP 2005232012A JP 2005232012 A JP2005232012 A JP 2005232012A JP 2007047466 A JP2007047466 A JP 2007047466A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- light
- amplification factor
- unit
- light amount
- 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
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Description
この発明は、レーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to a laser device, a laser modulation method, and a laser microscope.
従来、レーザ装置におけるレーザ光のノイズおよび変動を安定化させるために、複数の波長を含むレーザ光の一部をビームスプリッタにより分岐するとともに交換可能なフィルタにより波長選択し、選択された波長のレーザ光を光検出器で検出し、検出されたレーザ光の光量信号に基づいてレーザ出力およびレーザ強度変調を行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、試料に照射するレーザ光の出射強度を、例えば、0.1%〜100%のように広いダイナミックレンジで変化させる場合には、レーザ光を検出する検出信号系の入力分解能に依存して検出できる信号の変動量が制限されてしまうという不都合がある。
例えば、検出器自体が高い分解能を有していても、検出された光量信号を12bitのA/D変換器でディジタル信号に変換する場合には、出射強度100%のときにA/D変換器の入力レンジが100%となるようにゲイン設定すると、強度0.1%の光量信号は、4LSBのディジタル信号に変換されることとなる。
However, when changing the emission intensity of the laser light applied to the sample with a wide dynamic range, for example, 0.1% to 100%, it depends on the input resolution of the detection signal system that detects the laser light. There is an inconvenience that the fluctuation amount of the detectable signal is limited.
For example, even when the detector itself has a high resolution, when the detected light amount signal is converted into a digital signal by a 12-bit A / D converter, the A / D converter is used when the output intensity is 100%. When the gain is set so that the input range becomes 100%, the light amount signal having an intensity of 0.1% is converted into a 4LSB digital signal.
この場合には検出の最小単位である1LSBの信号は、強度0.1%の信号の25%となり、それ以上の光量の変動しか検出できず、かつ、25%単位での変動しか検出できないことになる。その結果、低い出射強度においてレーザ光を高精度に安定化制御することが困難であるという問題がある。
全ての構成部品の分解能を高くすることにより、上記問題は解決できるが、その場合には、コストが高くなるという問題がある。
In this case, the signal of 1 LSB, which is the minimum unit of detection, is 25% of the signal having an intensity of 0.1%, and can only detect a change in the amount of light more than that, and can only detect a change in units of 25%. become. As a result, there is a problem that it is difficult to stably control the laser beam with high accuracy at a low emission intensity.
The above problem can be solved by increasing the resolution of all the components, but in that case, there is a problem that the cost becomes high.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、低い出射強度においてもレーザ光を高精度に安定化させることができるレーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can use a laser apparatus that can stabilize laser light with high accuracy even at low emission intensity without using an optical component such as a filter, An object is to provide a laser modulation method and a laser microscope.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、レーザ光源と、該レーザ光源から発せられるレーザ光を強度変調するレーザ変調装置と、レーザ光の光量を測定する光量測定部と、該光量測定部により測定された光量信号を増幅する可変増幅部と、該可変増幅部で増幅された光量信号に基づいて前記レーザ変調装置を制御する制御部と、前記光量測定部により測定された光量信号に応じて、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように、可変増幅部の増幅率を設定する増幅率設定部とを備えるレーザ装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a laser light source, a laser modulation device that modulates the intensity of laser light emitted from the laser light source, a light amount measuring unit that measures the amount of laser light, and a light amount signal measured by the light amount measuring unit. A variable amplification unit, a control unit for controlling the laser modulation device based on the light amount signal amplified by the variable amplification unit, and an amplification input to the control unit according to the light amount signal measured by the light amount measurement unit Provided is a laser device including an amplification factor setting unit that sets an amplification factor of a variable amplification unit so that the light amount signal thus obtained has a predetermined signal level.
本発明によれば、レーザ変調装置により強度変調されたレーザ光の光量が光量測定部により測定され、測定された光量信号は、可変増幅部により増幅された後に制御部に入力される。この場合に、増幅率設定部の作動により、制御部に入力される光量信号が所定の信号レベルとなるように可変増幅部の増幅率が設定される。 According to the present invention, the light amount of the laser light whose intensity is modulated by the laser modulation device is measured by the light amount measurement unit, and the measured light amount signal is amplified by the variable amplification unit and then input to the control unit. In this case, the amplification factor of the variable amplification unit is set by the operation of the amplification factor setting unit so that the light amount signal input to the control unit has a predetermined signal level.
すなわち、測定された光量が小さい場合には大きな増幅率をかけ、光量が大きい場合には小さな増幅率をかけて、いずれも同程度の信号レベルとなるように増幅した後に制御部に入力することにより、信号が微細な場合においても、その変動をクローズアップして制御部に入力し、レーザ変調装置を制御することが可能となる。その結果、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、高精度に安定化させた低出射強度のレーザ光を出射することができる。 In other words, when the measured light quantity is small, a large amplification factor is applied, and when the light quantity is large, a small amplification factor is applied, both of which are amplified so as to have the same signal level and then input to the control unit. Thus, even when the signal is fine, it is possible to close up the fluctuation and input it to the control unit to control the laser modulator. As a result, it is possible to emit laser light having a low emission intensity that is stabilized with high accuracy at a low cost without using an optical component such as a filter.
上記発明においては、前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの50%以上90%以下であることが好ましい。
また、前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの約80%であることがさらに好ましい。
In the above invention, the predetermined signal level is preferably 50% or more and 90% or less of the input dynamic range of the control unit.
More preferably, the predetermined signal level is about 80% of the input dynamic range of the control unit.
また、上記発明においては、前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように可変増幅部の増幅率を設定することが好ましい。
このようにすることで、低出射強度のレーザ光については、さらに大きな感度で光量信号の変動を制御部に伝達することができ、さらに高精度に安定化されたレーザ光を出射することが可能となる。
In the above invention, the amplification factor setting unit applies a negative offset to the light amount signal in accordance with the light amount signal measured by the light amount measurement unit, and then the amplified light amount signal input to the control unit. It is preferable to set the amplification factor of the variable amplification unit so that becomes a predetermined signal level.
This makes it possible to transmit the fluctuation of the light amount signal to the control unit with higher sensitivity for the laser light with low emission intensity, and to emit the stabilized laser light with higher accuracy. It becomes.
また、上記発明においては、前記増幅率設定部により設定された増幅率を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、光量信号の変動に伴い、その都度増幅率を演算することなく、記憶部から増幅率を読み出すことで迅速かつ簡便にレーザ光を安定化させることができる。
In the invention described above, a storage unit may be provided that stores the amplification factor set by the amplification factor setting unit in association with the light amount signal of the laser beam.
By doing so, the laser beam can be stabilized quickly and easily by reading the amplification factor from the storage unit without calculating the amplification factor each time the light amount signal varies.
また、上記発明においては、前記記憶部が、前記増幅率と、レーザ光の波長情報および出射強度情報とを対応づけて記憶することとしてもよい。
このようにすることで、レーザ光の波長および出射強度が切り替わったときに、迅速に増幅率を設定することが可能となる。
In the above invention, the storage unit may store the amplification factor, the wavelength information of the laser light, and the emission intensity information in association with each other.
This makes it possible to quickly set the amplification factor when the wavelength and the emission intensity of the laser light are switched.
また、上記発明においては、前記増幅率設定部により設定された増幅率およびオフセット量を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備えることとしてもよい。
また、前記記憶部が、前記増幅率およびオフセット量と、レーザ光の波長情報と、レーザ光の出射強度情報とを対応づけて記憶することとしてもよい。
In the invention described above, a storage unit may be provided that stores the amplification factor and the offset amount set by the amplification factor setting unit in association with the light amount signal of the laser beam.
Further, the storage unit may store the amplification factor and the offset amount, the wavelength information of the laser beam, and the emission intensity information of the laser beam in association with each other.
また、上記発明においては、前記光量測定部と前記試料との間にレーザ光の通過・遮断を切り替えるシャッタ部を備え、該シャッタ部が、増幅率の設定およびレーザ強度の変調中に、レーザ光を遮断していることが好ましい。このようにすることで、増幅率の設定およびレーザ強度の変調作業中に、無駄なレーザ光が試料に照射されることを防止して試料を保護することができる。 Further, in the above invention, a shutter unit that switches between passing and blocking of the laser beam between the light amount measuring unit and the sample is provided, and the shutter unit performs laser beam during the setting of the gain and the modulation of the laser intensity. Is preferably blocked. By doing so, the sample can be protected by preventing the sample from being irradiated with useless laser light during the setting of the amplification factor and the modulation of the laser intensity.
また、本発明は上記いずれかのレーザ装置を備えるレーザ顕微鏡を提供する。
本発明によれば、低出射強度のレーザ光を高精度に安定化させて試料に照射することができ、レーザ光の出射強度の変動により試料から発せられる微細な蛍光等の信号が変動してしまうことを防止して、高い精度の観察を行うことができる。
Moreover, this invention provides a laser microscope provided with one of the said laser apparatuses.
According to the present invention, a laser beam with low emission intensity can be stabilized with high accuracy and irradiated onto a sample, and a signal such as fine fluorescence emitted from the sample fluctuates due to fluctuations in the emission intensity of the laser beam. It is possible to perform observation with high accuracy.
また、本発明は、該レーザ光源から発せられるレーザ光の光量を測定し、測定された光量信号を増幅し、増幅された光量信号に基づいてレーザ光の強度を変調するレーザ変調方法であって、増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定するレーザ変調方法を提供する。
本発明によれば、測定された光量信号が所定のレベルとなるように増幅されるので、出射強度が低い場合においても、レーザ光の変動を高い感度で検出して、高精度に安定化させたレーザ光を出力することができる。
The present invention also provides a laser modulation method for measuring the amount of laser light emitted from the laser light source, amplifying the measured light amount signal, and modulating the intensity of the laser light based on the amplified light amount signal. Provided is a laser modulation method for setting an amplification factor so that an amplified light amount signal has a predetermined signal level.
According to the present invention, since the measured light quantity signal is amplified so as to have a predetermined level, even when the emission intensity is low, the fluctuation of the laser beam is detected with high sensitivity and stabilized with high accuracy. Laser beam can be output.
上記発明においては、前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で増幅し、増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定することが好ましい。
このようにすることで、低出射強度のレーザ光については、さらに大きな感度で光量信号の変動を制御部に伝達することができ、さらに高精度に安定化されたレーザ光を出射することが可能となる。
In the above invention, the amplification factor setting unit performs amplification after applying a negative offset to the light amount signal in accordance with the light amount signal measured by the light amount measuring unit, and the amplified light amount signal has a predetermined signal level. It is preferable to set the amplification factor so that.
This makes it possible to transmit the fluctuation of the light amount signal to the control unit with higher sensitivity for the laser light with low emission intensity, and to emit the stabilized laser light with higher accuracy. It becomes.
本発明によれば、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、特に、出射強度が低い場合においても、レーザ光を高精度に安定化させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that laser light can be stabilized with high accuracy without using optical components such as a filter at low cost, particularly when the emission intensity is low.
本発明の一実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2について、図1〜図3を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ装置1は、図1に示されるレーザ顕微鏡2に用いられる。このレーザ顕微鏡2は、レーザ光源装置3と、レーザ光源装置3から発せられたレーザ光Lを2次元的に走査する光走査装置4と、走査されたレーザ光Lを集光して中間像を結像させる瞳投影レンズ5と、中間像を結像したレーザ光Lを集光して略平行光にする結像レンズ6と、結像レンズ6により集光されたレーザ光Lをさらに集光して、ステージ7上の試料Aに照射する対物レンズ8と、試料Aにおいて発生し、対物レンズ8、結像レンズ6、瞳投影レンズ5および光走査装置4を介して戻る蛍光Fをレーザ光Lから分岐するダイクロイックミラー9と、分岐された蛍光Fをさらに波長毎に分岐するダイクロイックミラー10と、分岐された蛍光Fをそれぞれ検出する複数の光検出器11とを備えている。
A
A
レーザ光源装置3と光走査装置4との間には、レーザ光源装置3から発せられるレーザ光Lの光量を検出する光量検出装置12が備えられている。また、光量検出装置12と光走査装置4との間には、光路を開閉するシャッタ13が備えられている。シャッタ13としては、メカニカルシャッタ、電磁シャッタ、AOM(音響光学変調器:Acousto-Optic
Modulator)、EOM(音響光学変調器:Electro-Optic Modulator)あるいはMOM(磁気光学変調器:Magneto-Optic
Modulator)を用いることができる。
Between the laser
Modulator), EOM (Acousto-Optic Modulator) or MOM (Magneto-Optic Modulator)
Modulator) can be used.
また、レーザ光源装置3から出射されるレーザ光Lの強度は、前記光量検出装置12からの検出信号に基づいて制御部14により制御されるようになっている。また、制御部14は、前記シャッタ13の開閉制御をも行うようになっている。
Further, the intensity of the laser light L emitted from the laser
前記レーザ光源装置3は、波長λ=458nm、488nm、514.5nmの複数波長のレーザ光Lを同時に発振可能なアルゴンレーザ光源15と、波長λ=405nmのレーザ光を発振するレーザダイオード(LD)16と、アルゴンレーザ光源15から出射されるレーザ光Lの強度変調および波長切替を行うAOTF(Acousto-Optic Tunable
Filter:音響光学可変波長フィルタ)17とを備えている。レーザダイオード16は制御部14からの出力指令信号により、それ自体でその出力を調節することができるようになっている。アルゴンレーザ光源15およびレーザダイオード16から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー18によって合波されるようになっている。図中、符号19はミラーである。
The laser
Filter: acousto-optic variable wavelength filter) 17. The
前記光量検出装置12は、レーザ光源装置3とシャッタ13との間に配置され、レーザ光源装置3から発せられダイクロイックミラー18により合波されたレーザ光Lの一部を分岐するビームスプリッタ20と、該ビームスプリッタ20により分岐されたレーザ光Lを波長毎に分光するプリズム等の分光装置21と、分光されたレーザ光Lの強度を波長毎に検出するフォトダイオード等の光検出器22とを備えている。
The light
前記光走査装置4は、例えば、相互に直交する2軸回りに揺動させられる2枚のガルバノミラー(図示略)を近接配置させてなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。
図中符号23はミラー、符号24は、共焦点レンズ、符号25は共焦点ピンホール、符号26はバンドパスフィルタである。
The
In the figure,
前記制御部14は、図2に示されるように、光量検出装置12の光検出器22から入力されるレーザ光Lの光量信号S1を増幅する可変増幅器27と、該可変増幅器27により増幅された光量信号S2が所定の信号レベルとなるような可変増幅器27の増幅率S3を設定する増幅率設定部28と、該増幅率設定部28により設定された増幅率S3により増幅された光量信号S2に基づいて、AOTF17への強度変調指令信号S4を演算するCPU29とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
また、制御部14には、レーザ光Lの出射強度と波長を設定する入力部30と、該入力部30により入力されるレーザ光の出射強度および波長とAOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4とを対応づけて記憶した記憶部31とが接続されている。入力部30からレーザ光Lの出射強度と波長とが入力されると、入力された出射強度と波長とをキーとして記憶部31が検索され、対応するAOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4が読み出されるようになっている。
The
増幅率設定部28は、例えば、目標となる信号レベルを表す基準信号S0を出力する基準信号発生部32と、該基準信号発生部32からの基準信号S0と可変増幅器27により増幅された光量信号S2との差分を演算する差分器33と、前記CPU29とにより構成されている。CPU29は、差分器33からの差分信号S5がゼロ(所定値以下)か否かを判断し、ゼロでない場合には、増幅率S3を変更し(例えば、所定値ずつインクリメントし)、ゼロ(所定値以下)である場合に、そのときの増幅率S3をレーザ光Lの出射強度および波長と対応づけて記憶部31に書き込むようになっている。
ここで、目標となる信号レベルとしては、制御部14の入力ダイナミックレンジの約50〜80%の範囲であることが好ましく、約80%程度であることがさらに好ましい。本実施形態においては、信号レベルとして80%の値を基準信号S0として設定している。
Amplification
Here, the target signal level is preferably in the range of about 50 to 80% of the input dynamic range of the
図中、符号34は、差分信号S5をディジタル信号に変換するA/D変換器、符号35は、CPU29からの出力をアナログ信号に変換するD/A変換器である。増幅率S3が一旦設定された後は、レーザ光源装置3の出射強度や波長が変更されない限り、可変増幅器27の増幅率S3はその値に固定されるようになっている。
In the figure,
また、本実施形態においては、可変増幅器27の増幅率S3を設定する作業は、シャッタ13により光路を遮断した状態で行われるようになっている。
すなわち、試料Aに対してレーザ光Lを照射する場合、2枚のガルバノミラーを往復揺動させてその片道方向で照射するラスタースキャン方式が採用され、図3に示されるように、ガルバノミラーの移動速度が安定している領域(実線Bにより囲まれた領域)のみに照射することが一般的である。この場合に、それ以外の領域および各ライン間におけるガルバノミラーの戻り方向への移動中には、前記シャッタ13が作動させられて、試料Aにレーザ光Lが照射されないようになっている。
したがって、本実施形態においては、可変増幅器27の増幅率設定作業は、ガルバノミラーの戻り動作中(図中に破線で示される動作中)に行われることとしている。
In the present embodiment, the work for setting the amplification factor S 3 of the
That is, when the sample A is irradiated with the laser beam L, a raster scan method is adopted in which two galvanometer mirrors are reciprocally swung to irradiate in one direction, and as shown in FIG. It is common to irradiate only the area where the moving speed is stable (area surrounded by the solid line B). In this case, the
Therefore, in the present embodiment, the gain setting operation of the
このように構成された本実施形態に係るレーザ装置1およびレーザ顕微鏡2の作用について、以下に説明する。
本実施形態によれば、入力部30からレーザ光Lの出射強度と波長とが設定されると、制御部14は、記憶部31を検索して、AOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4を読み出す。そして、制御部14は、読み出した出力指令値S4をAOTF17およびレーザダイオード16に出力し、アルゴンレーザ光源15およびレーザダイオード16から出力指令値S4に対応する出射強度および波長のレーザ光Lを出射させる。
The operation of the
According to the present embodiment, when the emission intensity and wavelength of the laser light L are set from the
本実施形態においては、例えば、アルゴンレーザ光源15から波長514.5nmのレーザ光Lを出射するように設定される。したがって、レーザダイオード16からの波長405nmのレーザ光Lと合わせて2種類の波長のレーザ光Lが出射されることになる。
In the present embodiment, for example, the laser beam L having a wavelength of 514.5 nm is set to be emitted from the argon
このとき、制御部14は、可変増幅器27の増幅率設定作業を開始する。また、制御部14は、増幅率設定作業中は、制御部14からのAOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4を変動させないように、フィードバックをオフに設定する。以下、アルゴンレーザ光源15に対する作業とレーザダイオード16に対する作業とは同様であるため、単にレーザ光源15として説明する。
At this time, the
そして、上述したように、シャッタ13が閉じられている間に、レーザ光源15から発せられたレーザ光Lがビームスプリッタ20により分岐され、分光装置21により分光されて光検出器22により検出される。
光検出器22により検出されたレーザ光源15からのレーザ光Lの光量信号S1は、可変増幅器27に入力されることにより増幅される。初期状態において、可変増幅器27の増幅率S3は、非常に小さい値(例えば、ゼロ)に設定されている。そして、増幅された光量信号S2は、差分器33に入力されることにより、基準信号S0と比較される。差分器33から出力される差分信号S5は、A/D変換器34においてディジタル化されてCPU29に入力され、CPU29において差分信号S5がゼロ(所定値以下)か否かが判断される。
Then, as described above, while the
The light amount signal S 1 of the laser light L from the
CPU29において差分信号S5がゼロ(所定値以下)でない場合には、CPU29において増幅率S3がインクリメントされて可変増幅器27の増幅率S3が書き換えられ、上記作業が繰り返される。そして、差分信号S5がゼロ(所定値以下)であると判断されると、そのときの増幅率S3が、そのときに出射しているレーザ光Lの波長および出射強度情報と対応づけて記憶部31に書き込まれる。この状態で、制御部14は、フィードバックをオンに設定する。これにより、AOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4が、検出された光量信号S1に基づいて調節される。
If the difference signal S 5 non-zero (or less than a predetermined value) in the
この場合において、本実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2によれば、レーザ光源装置3から出射されるレーザ光Lの出射強度に関わらず、差分器33に入力される光量信号S2の信号レベルが同等の信号レベルとなるように増幅されるので、特に、レーザ光Lの出射強度が低い場合に、その変動の検出感度を増大させて、良好な訂正動作を行わせることができるという利点がある。
In this case, according to the
具体的には、上記と同様の例において、レーザ光Lの出射強度が0.1%である場合に、80%の信号レベルとなるように、増幅率S3が約800に設定される。その結果、増幅された光量信号S2はA/D変換器に対して3276LSBの信号となり、したがって、光量信号S2における0.03%の変動を検出することが可能となる。
したがって、本実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2によれば、特にレーザ光Lの出射強度が低い場合においても、高精度にレーザ光Lの強度を安定化させるようAOTF17およびレーザダイオード16への出力指令値S4を調節することができる。
Specifically, in the example as described above, when the emission intensity of the laser beam L is 0.1% so that 80% of the signal level, the gain S 3 is set to about 800. As a result, the amplified light quantity signal S 2 becomes a signal 3276LSB the A / D converter, therefore, it is possible to detect the variation of 0.03% in the intensity signal S 2.
Therefore, according to the
そして、本実施形態に係るレーザ顕微鏡2によれば、上記のように、低出射強度から高出射強度のいずれの出射強度においても、レーザ光Lを高精度に安定化させることができ、試料Aから発せられる極めて微細な蛍光Fの光量が、レーザ光Lの強度変動によって変動してしまうことを防止し、正確な観察結果を得ることができる。特に、環境温度の変化による光学部品の温度ドリフトが発生してもレーザ光Lの出射強度が変動しないように調節して、適正な観察を行うことができるという利点がある。
Then, according to the
また、本実施形態に係るレーザ顕微鏡2によれば、シャッタ13を閉じた状態で増幅率設定作業を行うので、その作業中に観察に不要なレーザ光Lが試料Aに照射されてしまうことを防止し、試料Aの退色等の不都合の発生を低減することができる。
なお、増幅率設定作業は、光検出器22を多分割フォトダイオードとして、増幅率設定部28を複数系列設け、複数の波長について並列して行うことにしてもよく、また、1系列の増幅率設定部28により、AOTF17およびレーザダイオード16をスイッチングさせながら、時分割に行うこととしてもよい。
Further, according to the
The amplification factor setting operation may be performed by setting the
また、本実施形態においては、可変増幅器27の増幅率S3を、レーザ光Lの出射強度と波長が切り替えられたときに自動的に探索して設定することとしたが、これに代えて、レーザ光Lの出射強度と波長とを切り替えて、例えば、レーザ光Lの出射強度0.1%〜100%までを0.1%刻みに切り替えて増幅率S3を取得する作業を予め行っておき、得られた増幅率S3をレーザ光Lの出射強度および波長情報とともに記憶部31に記憶しておくこととしてもよい。そして、実際の観察時には、入力部30から入力されたレーザ光Lの出射強度と波長情報とに基づいて記憶部31内を検索し、その出射強度および波長に対応して記憶されている増幅率S3に可変増幅器27を設定する。このようにすることで、上記効果に加えて、レーザ光Lの波長や出射強度を変更するたびに増幅率設定作業を行う必要がなく、レーザ光Lの出射開始直後から迅速にレーザ光Lの出射強度を高精度に安定化させることができるという利点がある。
In the present embodiment, the amplification factor S 3 of the
また、本実施形態において使用している可変増幅器27を積分器により構成してもよい。この場合には、増幅率S3は積分器に電荷を蓄積していく時間により管理される。
また、レーザ光源装置3としてアルゴンレーザ光源15およびレーザダイオード16を例に挙げて説明したが、これに代えて、紫外から近赤外の波長域のレーザ光Lや、連続出力あるいはフェムト秒単位のパルス出力が可能なガスレーザ、固体レーザあるいは色素レーザの任意のものを使用してもよい。また、レーザ光Lの出射強度を変調する変調素子としては、AOTF17に代えて、EOMやMOMを使用してもよい。
Further, the
Also, the laser
次に、本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2について、図4を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2は、増幅率設定部50の構成において第1の実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2と相違している。なお、本実施形態の説明において、第1の実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
Next, a
The
本実施形態において、増幅率設定部50は図4に示されるように、可変増幅器27の前段にオフセット値S6を加算する加算器51を備えている。また、基準信号発生部32に対し、CPU29が、基準信号S7を調節することができるようになっている。
In this embodiment, the amplification
具体的には、本実施形態における増幅率設定作業は、以下の手順で行われるようになっている。
まず、第1に、第1の実施形態に係るレーザ装置1と同様の方法で、可変増幅器27の増幅率S3を探索し、探索された増幅率S3を仮設定する。すなわち、基準信号S7として、A/D変換器34の入力レンジの80%を設定し、CPU29に入力される増幅された光量信号S2が80%の信号レベルとなる増幅率S3が仮設定される。
Specifically, the amplification factor setting operation in the present embodiment is performed according to the following procedure.
First, the first, in the same way as the
第2に、可変増幅器27の増幅率S3を、仮設定された増幅率S3に固定し、基準信号S7として、A/D変換器34の入力レンジの50%以下の値、例えば、10%を設定する。この時点で、増幅された光量信号S2はA/D変換器34の入力レンジの80%に設定されているので、差分器33からの出力は負の値となる。そこで、CPU29は、差分器33の出力がゼロになるまで、加算器51に入力するオフセット値S6をデクリメントして行く。そして、差分器33から出力される差分信号S5がゼロになったところで、そのときのオフセット値S6を記憶部31に記憶する。
Second, the amplification factor S 3 of the
第3に、加算器51に入力するオフセット値S6を固定し、基準信号S7として、A/D変換器34の入力レンジの20〜80%の値、例えば、50%を設定する。そして、第1の実施形態と同様の増幅率設定作業を再度実施する。すなわち、上記において仮設定された増幅率S3から、さらにインクリメントしていき、差分器33の出力がゼロであるとCPU29が判断したときに、そのときの増幅率S3を記憶部31に記録し、フィードバックをオンに設定する。
Third, to secure the offset value S 6 to be input to the
このように構成された本実施形態に係るレーザ装置1、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡2によれば、検出された光量信号S1に対して負のオフセット値S6を設定することで、さらに大きな増幅率S3を設定することが可能となり、特に、レーザ光Lの出射強度が低い場合において、高い感度でレーザ光Lの強度の変動を検出し、CPU29に伝達することができる。したがって、さらに微細なレーザ光Lの強度変動を検出して、容易に安定化させることができるという効果を奏する。
According to the
なお、本実施形態においては、オフセット値S6および増幅率S3を自動的に探索して設定する場合について説明したが、これに代えて、観察に先立ち、予め、レーザ光Lの強度と波長とに対応づけてオフセット値S6および増幅率S3を測定し、記憶部31に記憶しておくこととしてもよい。このようにすることで、入力部30からレーザ光Lの波長と出射強度とが指定されるとすぐにオフセット値S6と増幅率S3とを設定することができ、レーザ光Lの出射後迅速に出射強度の安定化を図ることができる。
In the present embodiment, the case where the offset value S 6 and the amplification factor S 3 are automatically searched and set has been described, but instead, the intensity and wavelength of the laser light L are previously determined prior to observation. The offset value S 6 and the amplification factor S 3 may be measured in association with and stored in the
図5に、増幅率S3の設定、画像取得および出力指令値S4の更新と、シャッタ13の開閉動作との関係の一例を示す。
この図によれば、レーザ光Lの出射強度と波長が設定されて処理が開始されると、まず、使用する全ての波長について増幅率設定作業が行われる。次いで、フィードバック(FB)がオフに設定され、シャッタ13が開かれて1画面分のレーザ光走査が行われた後に、シャッタ13が閉じられる。この状態で、フィードバックがオンに設定され、使用している全ての波長に対する出力指令値S4が更新され、その後、シャッタ13の開閉と画像取得および出力指令値S4の更新とが繰り返される。
FIG. 5 shows an example of the relationship between the setting of the amplification factor S 3 , the image acquisition and the update of the output command value S 4 , and the opening / closing operation of the
According to this figure, when the emission intensity and wavelength of the laser beam L are set and the process is started, first, amplification factor setting work is performed for all wavelengths used. Next, the feedback (FB) is set to OFF, the
この図においては、1画面分のレーザ光走査毎に出力指令値S4の更新を行ったが、1ライン走査する毎に出力指令値S4の更新を行うこととしてもよい。このようにすることで、さらに精度よくレーザ光Lの出射強度を安定化させることができる。 In this figure, made the update of the output command value S 4 for each laser beam scanning of one screen, it is also possible to update the output command value S 4 each time one line scanning. By doing in this way, the emitted intensity of the laser beam L can be stabilized more accurately.
L レーザ光
S1 光量信号
S2 増幅された光量信号
S3 増幅率
S6 オフセット値(オフセット)
1 レーザ装置
2 レーザ顕微鏡
12 光量検出装置(光量測定部)
13 シャッタ(シャッタ部)
15 アルゴンレーザ光源(レーザ光源)
16 レーザダイオード(レーザ光源)
17 AOTF(レーザ変調装置)
27 可変増幅部
28,50 増幅率設定部
29 CPU(制御部)
31 記憶部
L laser light S 1 light quantity signal S 2 amplified light quantity signal S 3 gain S 6 offset value (offset)
DESCRIPTION OF
13 Shutter (shutter part)
15 Argon laser light source (laser light source)
16 Laser diode (laser light source)
17 AOTF (Laser Modulator)
27
31 Memory unit
Claims (12)
該レーザ光源から発せられるレーザ光を強度変調するレーザ変調装置と、
レーザ光の光量を測定する光量測定部と、
該光量測定部により測定された光量信号を増幅する可変増幅部と、
該可変増幅部で増幅された光量信号に基づいて前記レーザ変調装置を制御する制御部と、
前記光量測定部により測定された光量信号に応じて、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように、可変増幅部の増幅率を設定する増幅率設定部とを備えるレーザ装置。 A laser light source;
A laser modulation device for modulating the intensity of the laser light emitted from the laser light source;
A light amount measuring unit for measuring the amount of laser light;
A variable amplification unit for amplifying the light amount signal measured by the light amount measurement unit;
A control unit for controlling the laser modulation device based on the light amount signal amplified by the variable amplification unit;
An amplification factor setting unit for setting the amplification factor of the variable amplification unit so that the amplified light amount signal input to the control unit has a predetermined signal level according to the light amount signal measured by the light amount measurement unit; Laser apparatus provided.
該シャッタ部が、増幅率の設定およびレーザ強度の変調中に、レーザ光を遮断している請求項1から請求項8のいずれかに記載のレーザ装置。 A shutter unit that switches between passing and blocking of laser light between the light amount measuring unit and the sample,
9. The laser device according to claim 1, wherein the shutter unit blocks laser light during setting of an amplification factor and modulation of laser intensity.
測定された光量信号を増幅し、
増幅された光量信号に基づいてレーザ光の強度を変調するレーザ変調方法であって、
増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定するレーザ変調方法。 Measure the amount of laser light emitted from the laser light source,
Amplifies the measured light signal,
A laser modulation method for modulating the intensity of laser light based on an amplified light quantity signal,
A laser modulation method for setting an amplification factor so that an amplified light quantity signal has a predetermined signal level.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005232012A JP4855008B2 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Laser apparatus, laser modulation method, and laser microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005232012A JP4855008B2 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Laser apparatus, laser modulation method, and laser microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007047466A true JP2007047466A (en) | 2007-02-22 |
JP4855008B2 JP4855008B2 (en) | 2012-01-18 |
Family
ID=37850337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005232012A Expired - Fee Related JP4855008B2 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Laser apparatus, laser modulation method, and laser microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4855008B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010046900A (en) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Canon Inc | Image forming apparatus and automatic power control method thereof |
JP2012027167A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Olympus Corp | Laser scanning microscope |
JP2012083621A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Olympus Corp | Scan laser microscope |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08160304A (en) * | 1994-12-07 | 1996-06-21 | Olympus Optical Co Ltd | Scanning optical microscope |
JPH0983834A (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Kurabo Ind Ltd | Image processing unit calculating signal inputted from optical camera and image processing method |
JPH09138353A (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Nikon Corp | Laser microscope |
JPH10336389A (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Canon Inc | Image reader and its method |
JPH1195116A (en) * | 1997-09-24 | 1999-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | Laser scanning microscope |
JPH11174332A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Nikon Corp | Laser microscope |
JP2005140981A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Nikon Corp | Microscope |
-
2005
- 2005-08-10 JP JP2005232012A patent/JP4855008B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08160304A (en) * | 1994-12-07 | 1996-06-21 | Olympus Optical Co Ltd | Scanning optical microscope |
JPH0983834A (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Kurabo Ind Ltd | Image processing unit calculating signal inputted from optical camera and image processing method |
JPH09138353A (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Nikon Corp | Laser microscope |
JPH10336389A (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Canon Inc | Image reader and its method |
JPH1195116A (en) * | 1997-09-24 | 1999-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | Laser scanning microscope |
JPH11174332A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Nikon Corp | Laser microscope |
JP2005140981A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Nikon Corp | Microscope |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010046900A (en) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Canon Inc | Image forming apparatus and automatic power control method thereof |
JP2012027167A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Olympus Corp | Laser scanning microscope |
JP2012083621A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Olympus Corp | Scan laser microscope |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4855008B2 (en) | 2012-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230003651A1 (en) | Method of disturbance correction, and laser scanning microscope having disturbance correction | |
US7486329B2 (en) | Focusing state signal output apparatus for a microscope representing a relative distance between a subject and an image sensing apparatus | |
CN110537131B (en) | Method and apparatus for imaging a sample surface | |
JP2004347454A (en) | Shading compensation method | |
JP4855008B2 (en) | Laser apparatus, laser modulation method, and laser microscope | |
US7428104B2 (en) | Optical device for the combination of light beams | |
CN111247471B (en) | Autofocus control of a microscope including an electrically adjustable lens | |
JP2005140981A (en) | Microscope | |
US6686583B2 (en) | Apparatus for coupling light into an optical assemblage and confocal scanning microscope | |
JP5153171B2 (en) | Microscope device and control method thereof | |
JPH11271636A (en) | Scanning type laser microscope | |
US6020965A (en) | Phase interference microscope | |
JP2008015030A (en) | Laser scanning microscope | |
JP4981460B2 (en) | Laser microscope | |
JP2006300808A (en) | Raman spectrometry system | |
JP6934748B2 (en) | Laser device and frequency shift amount identification method | |
JP4615834B2 (en) | Laser modulation apparatus and method | |
US6952006B2 (en) | Microscope, detector, and method for microscopy | |
JP4994940B2 (en) | Laser scanning microscope | |
JP2006171028A (en) | Laser scanning microscope and sensitivity setting method for photodetector | |
US20220291493A1 (en) | Illumination device for a confocal microscope | |
JPH0427843A (en) | Low noise pulse light source using laser diode and voltage detector using the light source | |
JP4339746B2 (en) | Method for determining excitation light irradiation timing of fluorescence detection apparatus | |
JP2004101438A (en) | Laser generator, image reading apparatus and image inspection apparatus | |
JP2005055745A (en) | Scanning optical microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110712 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110912 |
|
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: 20111018 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111026 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141104 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4855008 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141104 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |