JP2007328113A - Laser modulator and microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ変調装置、顕微鏡に関する。 The present invention relates to a laser modulation device and a microscope.
従来、AOM(Acousto-Optic Modulator)やAOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)等の音響光学素子を用いたレーザ変調装置が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、音響光学素子であるAOMは、レーザ光を高速で変調することができる反面、単一の波長のレーザ光のみしか変調することができない。このため、複数の波長のレーザ光をAOMへ入力する場合には、AOMの入力側に分光特性を有する光学フィルタ、例えば干渉膜等を配置して、AOMへ入力するレーザ光の波長を選択しなければならなかった。 However, while the AOM that is an acoustooptic device can modulate laser light at high speed, it can only modulate laser light having a single wavelength. For this reason, when inputting laser light of a plurality of wavelengths to the AOM, an optical filter having spectral characteristics, such as an interference film, is arranged on the input side of the AOM, and the wavelength of the laser light input to the AOM is selected. I had to.
またAOMは、入力されるレーザ光の波長に依存して出力光(一次回折光)の出射角度が異なってしまう。このため、出力光の出射角度を固定することが望まれる状況においては、波長毎にAOMを用意し、各波長のレーザ光を個別に変調しなければならなかった。 Further, the output angle of the output light (first-order diffracted light) varies depending on the wavelength of the input laser light. For this reason, in a situation where it is desired to fix the emission angle of the output light, an AOM is prepared for each wavelength, and the laser light of each wavelength must be individually modulated.
また、もう1つの音響光学素子であるAOTFは、上述したAOMと異なり、複数の波長のレーザ光を同時に変調することができる。また、AOTFは出力光(1次回折光)の出射角度をレーザ光の波長に依存せずに略一定に維持することもできる。 Further, AOTF, which is another acoustooptic device, can simultaneously modulate laser beams having a plurality of wavelengths, unlike the above-described AOM. The AOTF can also maintain the output angle of the output light (first-order diffracted light) substantially constant without depending on the wavelength of the laser light.
しかしながら斯かるAOTFは、変調の速度がAOMに比して遅いため、高速の変調が望まれる状況においては使用することができなかった。 However, such an AOTF cannot be used in a situation where high-speed modulation is desired because the modulation speed is slower than that of the AOM.
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数の波長のレーザ光を高速で変調することが可能なレーザ変調装置、顕微鏡を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser modulation device and a microscope capable of modulating laser beams having a plurality of wavelengths at high speed.
上記課題を解決するために本発明は、
複数の波長のレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記複数の波長のレーザ光をそれぞれ独立に変調する多波長変調手段と、
前記多波長変調手段からの出力光を前記多波長変調手段よりも高速に変調する高速変調手段と、
を有することを特徴とするレーザ変調装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention
A laser light source for irradiating laser beams of a plurality of wavelengths;
Multi-wavelength modulation means for independently modulating the laser beams of the plurality of wavelengths;
High-speed modulation means for modulating the output light from the multi-wavelength modulation means faster than the multi-wavelength modulation means;
A laser modulation device is provided.
また、本発明のレーザ変調装置を備えたことを特徴とする顕微鏡を提供する。 Moreover, the microscope provided with the laser modulation apparatus of this invention is provided.
本発明によれば、複数の波長のレーザ光を高速で変調することが可能なレーザ変調装置、顕微鏡を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser modulation apparatus and microscope which can modulate the laser beam of a some wavelength at high speed can be provided.
以下、本発明の各実施形態に係るレーザ変調装置及び顕微鏡について添付図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るレーザ変調装置を備えたレーザ走査型顕微鏡の構成を示す図である。
Hereinafter, a laser modulation device and a microscope according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser scanning microscope including a laser modulation device according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本レーザ走査型顕微鏡1は、レーザ走査型顕微鏡であって、顕微鏡本体2と、複数の波長のレーザ光を照明光として顕微鏡本体2へ供給するレーザ変調装置3と、観察モニタ4を備えたコンピュータ5とからなる。なお、顕微鏡本体2とレーザ変調装置3とは、光ファイバ6を介して接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図2は、本発明の第1実施形態に係るレーザ変調装置3の構成を示す図である。
図2に示すように、レーザ変調装置3は、波長の異なる複数のレーザ光を発するマルチレーザ光源10と、複数の波長のレーザ光を同時に変調可能なAOTF11と、単一の波長のレーザ光を高速で変調可能なAOM12とからなる。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
As shown in FIG. 2, the
本レーザ変調装置3において、AOTF11は、マルチレーザ光源10の出射光路上に配置されており、AOM12は、AOTF11からの出力光のうちの1次回折光の出射光路上に配置されている。さらに、AOM12からの出力光のうちの0次回折光の出射光路上には、光ファイバ6のカップラ6aが配置されている。なお、カップラ6aには、レーザ光を光ファイバ6へ効率良く導入するための不図示のレンズが組み込まれている。
In the
斯かる本レーザ変調装置3において、マルチレーザ光源10から発せられた複数の波長のレーザ光は、AOTF11によってそれぞれ独立に変調されて、その一次回折光がAOM12に入力される。この光は、該AOM12によって高速で変調されて、その0次回折光がカップラ6aに入力される。そしてカップラ6aに入力されたこの光は、光ファイバ6を介して顕微鏡本体2へ照明光として導入されることとなる。
In this
以上の構成により本レーザ変調装置3は、具体的には、AOTF11によって複数の波長のレーザ光をそれぞれ独立に10μs程度の変調速度でON/OFF及び調光、即ち波長を選択してその波長のレーザ光の強度調整を行い、さらに、このAOTF11からの出力光をAOM12によって1μs程度の変調速度でON/OFF(スイッチング)することができる。
With the above configuration, the
このようにして本レーザ変調装置3では、複数の波長のレーザ光を高速に変調することができる。また本レーザ変調装置3では、AOM12の出力光のうちの0次回折光を本レーザ変調装置3の出力光としてカップラ6aへ入力する構成であるため、この出力光の出射角度は波長に依存せずに常に一定に維持することができる。
In this manner, the
以上の構成の本レーザ走査型顕微鏡1において、レーザ変調装置3からのレーザ光は、光ファイバ6を介して顕微鏡本体2内へ導入され、偏光板15によって直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ16によって反射される。そしてこの光は、1/4波長板17、偏向ミラー18を順に経た後、レンズ19,20,21を介してステージ22上の標本23の表面に照射される。ここで、偏向ミラー18は不図示の2個のガルバノメータによって駆動され、これによって照射光を標本23の表面上で走査することができる。
In the
そして、標本23の表面で反射された光は、再びレンズ21,20,19、偏向ミラー18、及び1/4波長板17を順に経て偏光ビームスプリッタ16へ入射する。この光は該偏光ビームスプリッタ16を透過し、レンズ24を介して光電検出器25に導かれ、該光電検出器25の光電面には標本23の照射点の像が結ばれることとなる。これによりコンピュータ5は、各走査点における光電検出器25の出力から標本23の画像データを作成して観察モニタ4上に表示することができる。
Then, the light reflected by the surface of the
以上より、複数の波長のレーザ光を高速で変調することが可能なレーザ走査型顕微鏡1を実現することができる。
なお、本実施形態では、レーザ光源としてマルチレーザ光源10を用いているが、本発明はこれに限られるものでなく、波長可変のレーザ光源を用いたり、光ファイバを用いてレーザ発振させるファイバレーザ光源を用いたり、波長の異なるレーザ光源を複数個備える構成とすることもできる。
From the above, it is possible to realize the
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、光電検出器25の直前であって標本23と共役な位置にピンホールを配置すれば、本レーザ走査型顕微鏡1をコンフォーカル顕微鏡として用いることができる。さらに、斯かるコンフォーカル顕微鏡において、偏光板15と1/4波長板17を取り除き、偏光ビームスプリッタ16の代わりにダイクロイックミラーを使用し、このダイクロイックミラーと光電検出器25の間の光路に蛍光フィルタを取り付けることで、蛍光コンフォーカル顕微鏡として用いることができる。ここで、ダイクロイックミラーは、レーザ変調装置3からのレーザ光を反射し、かつ標本23をこのレーザ光で励起することにより標本23から放射された蛍光を透過する。蛍光フィルタは、標本23で反射したレーザ光を透過せず、かつ該蛍光を透過する。さらに、斯かる蛍光コンフォーカル顕微鏡において標本を光退色させて観察する等の場合には、波長毎にレーザ光を独立に調光する必要があるが、調光する画素の場所が予めわかっているため、AOTFによる変調のタイミングをコントロールすることによって光退色させる箇所を自在に制御することができる。
In the present embodiment, the
なお、以下に示す各実施形態では、本実施形態に係るレーザ変調装置3の変形例を示す。
(第2実施形態)
図3(a)は、本発明の第2実施形態に係るレーザ変調装置の構成を示す図である。
図3(a)に示すように、本レーザ変調装置30は、マルチレーザ光源31と、AOTF32と、AOM33と、該AOM33の出力光の出射角度の波長依存性を解消するための三角柱形状のプリズム34とからなる。
In each embodiment shown below, a modification of
(Second Embodiment)
FIG. 3A is a diagram showing a configuration of a laser modulation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3A, the
本レーザ変調装置30において、AOTF32は、マルチレーザ光源31の出射光路上に配置されており、AOM33は、AOTF32からの出力光のうちの1次回折光の出射光路上に配置されている。また、プリズム34は、AOM33からの出力光のうちの1次回折光の出射光路上であってAOM33の近傍に配置されている。そしてさらに、プリズム34の出射光路上には、光ファイバ6のカップラ6aが配置されている。
In the
斯かる本レーザ変調装置30において、マルチレーザ光源31から発せられた複数の波長のレーザ光は、AOTF32によってそれぞれ独立に変調されて、その一次回折光がAOM33に入力される。この光は、該AOM33によって高速で変調されて、その1次回折光はプリズム34に入力される。そしてこの光は、該プリズム34によって屈折されて、カップラ6aに入力される。カップラ6aに入力されたこの光は、光ファイバ6を介して顕微鏡本体へ照明光として導入されることとなる。
In this
以上の構成により本レーザ変調装置30は、上記第1実施形態に係るレーザ変調装置3と同様の効果を奏することができる。そしてさらに本レーザ変調装置30では、上述のようにAOM33の出力光のうち、波長に依存して進行方向が異なる1次回折光をプリズム34によって屈折し、本レーザ変調装置30の出力光としてカップラ6aへ入力する構成であるため、この出力光の出射角度は波長に依存せずに常に一定に維持することができる。また、前述のように本レーザ変調装置30は、AOM33の出力光のうちの1次回折光を使用する構成であるため、調光範囲を上記第1実施形態に比して大きく確保することができる。なお、調光範囲とは、レーザ光を調光した際の光強度の最も小さい値と最も大きな値の範囲を指す。
With this configuration, the
なお、本実施形態に係るレーザ変調装置30では、上述のプリズム34の替わりに、AOM33の出力光(一次回折光)の出射角度の波長依存性を解消可能な他の光学素子、例えば回折格子等を用いることもできる。
In the
(第3実施形態)
図3(b)は、本発明の第3実施形態に係るレーザ変調装置の構成を示す図である。
図3(b)に示すように、本レーザ変調装置40は、マルチレーザ光源41と、AOTF42と、第1AOM43と、第2AOM44とからなる。
(Third embodiment)
FIG. 3B is a diagram showing a configuration of a laser modulation device according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3B, the
本レーザ変調装置40において、AOTF42は、マルチレーザ光源41の出射光路上に配置されており、第1AOM43は、AOTF42からの出力光のうちの1次回折光の出射光路上に配置されている。また、第2AOM44は、第1AOM43からの出力光のうちの1次回折光の出射光路上であって、第1AOM43と反対の向き、即ち第1AOM43の出力光(一次回折光)の出射角度の波長依存性を解消(相殺)する向きで配置されている。そしてさらに、第2AOM43の出射光路上には、光ファイバ6のカップラ6aが配置されている。
In the
斯かる本レーザ変調装置40において、マルチレーザ光源41から発せられた複数の波長のレーザ光は、AOTF42によってそれぞれ独立に変調されて、その一次回折光が第1AOM43に入力される。この光は、該第1AOM43によって高速で変調されて、その1次回折光は第2AOM44に入力される。そしてこの光は、該第2AOM44によって同様に高速で変調されて、その1次回折光はカップラ6aに入力される。カップラ6aに入力されたこの光は、光ファイバ6を介して顕微鏡本体へ照明光として導入されることとなる。
In this
以上の構成により本レーザ変調装置40は、上記第1実施形態に係るレーザ変調装置3と同様の効果を奏することができる。そしてさらに本レーザ変調装置40では、波長に依存して生じる第1AOM43の1次回折光の出射角度のずれを、第2AOM44によって解消(相殺)し、本レーザ変調装置40の出力光としてカップラ6aへ入力する構成であるため、この出力光の出射角度は波長に依存せずに常に一定に維持することができる。また、前述のように本レーザ変調装置40は、第2AOM44の出力光のうちの1次回折光を使用する構成であるため、上記第2実施形態と同様、調光範囲を上記第1実施形態に比して大きく確保することができる。
With this configuration, the
(第4実施形態)
図3(c)は、本発明の第4実施形態に係るレーザ変調装置の構成を示す図である。
図3(c)に示すように、レーザ変調装置50は、マルチレーザ光源51と、第1AOTF52と、第2AOTF53と、AOM54とからなる。
(Fourth embodiment)
FIG.3 (c) is a figure which shows the structure of the laser modulation apparatus based on 4th Embodiment of this invention.
As shown in FIG. 3C, the
本レーザ変調装置50において、第1AOTF52は、マルチレーザ光源51の出射光路上に配置されており、第2AOTF53は、第1AOTF52の出力光のうちの1次回折光の出射光路上に配置されている。また、AOM54は、第2AOTF53の出力光のうちの1次回折光の出射光路上に配置されている。さらに、AOM54からの出力光のうちの0次回折光の出射光路上には、光ファイバ6のカップラ6aが配置されている。
In the
斯かる本レーザ変調装置50において、マルチレーザ光源51から発せられた複数の波長のレーザ光は、第1AOTF52によってそれぞれ独立に変調されて、その一次回折光が第2AOTF53に入力される。この光は、該第2AOTF53によってさらに変調されて、その一次回折光がAOM54に入力される。そしてこの光は、該AOM54によって高速で変調されて、その0次回折光がカップラ6aに入力される。そしてカップラ6aに入力されたこの光は、光ファイバ6を介して顕微鏡本体へ照明光として導入されることとなる。
In such a
以上の構成により本レーザ変調装置50は、上記第1実施形態に係るレーザ変調装置3と同様の効果を奏することができる。また本レーザ変調装置50では、AOM54の出力光のうちの0次回折光を本レーザ変調装置50の出力光としてカップラ6aへ入力する構成であるため、この出力光の出射角度は波長に依存せずに常に一定に維持することができる。
With this configuration, the
そしてさらに本レーザ変調装置50では、直列に配置した2つのAOTF52,53を用いることで、調光範囲を上記第1実施形態に比して極めて大きく確保することができる。このため、特に本レーザ変調装置50を蛍光コンフォーカル顕微鏡に用いる場合等により効果的である。なお、この2つのAOTF52,53の駆動は、共通の駆動装置によって行う構成とすることで低コスト化を図ることができる。
なお、本レーザ変調装置50におけるAOM54を外し、第2AOTF53の出力を直接カップラ6aへ入力する構成とすれば、大きな調光範囲の確保のみを実現したレーザ変調装置を構成することができる。
Further, in the
If the
上記第1実施形態においてレーザ変調装置3の替わりに、以上に述べた第2、第3、又は第4実施形態に係るレーザ変調装置を用いても、第1実施形態と同様に、複数の波長のレーザ光を高速で変調することが可能なレーザ走査型顕微鏡を実現することができる。
Even if the laser modulation device according to the second, third, or fourth embodiment described above is used in place of the
1 レーザ走査型顕微鏡
2 顕微鏡本体
3 レーザ変調装置
5 コンピュータ
6 光ファイバ
10 マルチレーザ光源
11 AOTF
12 AOM
DESCRIPTION OF
12 AOM
Claims (7)
前記複数の波長のレーザ光をそれぞれ独立に変調する多波長変調手段と、
前記多波長変調手段からの出力光を前記多波長変調手段よりも高速に変調する高速変調手段と、
を有することを特徴とするレーザ変調装置。 A laser light source for irradiating laser beams of a plurality of wavelengths;
Multi-wavelength modulation means for independently modulating the laser beams of the plurality of wavelengths;
High-speed modulation means for modulating the output light from the multi-wavelength modulation means faster than the multi-wavelength modulation means;
A laser modulation device comprising:
前記高速変調手段の出力光のうちの1次回折光は、前記補正手段を介して所定位置へ導かれ、前記レーザ変調装置の出力光として出力されることを特徴とする請求項2に記載のレーザ変調装置。 On the output side of the high speed modulation means, there is a correction means for correcting the output angle of the output light of the high speed modulation means,
3. The laser according to claim 2, wherein the first-order diffracted light of the output light of the high-speed modulation means is guided to a predetermined position via the correction means and is output as output light of the laser modulation device. Modulation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006158779A JP2007328113A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Laser modulator and microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006158779A JP2007328113A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Laser modulator and microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007328113A true JP2007328113A (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38928634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006158779A Withdrawn JP2007328113A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Laser modulator and microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007328113A (en) |
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2006
- 2006-06-07 JP JP2006158779A patent/JP2007328113A/en not_active Withdrawn
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