JP2014521122A - 適応光学系を有する顕微鏡検査法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
個々のビームレットの相対位相を変更して、焦点120で建設的干渉を最大にする個々のビームレットの相対位相を決定することができる。別の実施形態では、個々のビームレットの位相を補正するために、個々のビームレットを集めて共通焦点で交わらせるために能動素子114によって適用されるビーム偏向角に関する情報を、対物レンズの後瞳全体の位相勾配測定値のアレイを規定するのに用いてもよい。これらの位相勾配測定値から、個々のビームレットが焦点120で建設的に干渉するために必要な後瞳での個々のビームレットの相対位相を、Panagopoulou, S.I., Neal, D. R., “Zonal matrix iterative method for wavefront reconstruction from gradient measurements,” J. Refract. Surg. 21,S563−S569(2005)、または、Ji, N., D.E. Milkie及びE. Betzig, “Adaptive optics pupil segmentation for high−resolution imaging in biological tissues,” Nature Methods, 2010.7(2):p.141−147に記載され、本明細書に参照によって援用される、波面全体の位相の空間的連続性に基づく既知の反復アルゴリズムによって決定することができる。
例えば、フレネル・レンズ・パターンをWME1018に適用しない一部の実施形態では、収束レンズをWME1018と検出器1020との間に置き、検出器1020に放射光を収束させてもよい。
Claims (68)
- 収束された光ビームを操作する方法であって、
サンプル内の焦点に、ビームの断面が個々のビームレットを含む励起光ビームをレンズにより収束させるステップと、
レンズの後瞳での前記励起ビームの前記個々のビームレットの方向及び/又は相対位相を、波面変調素子により個々に変更するステップと、
前記個々のビームレットの方向または相対位相が変更された状態で、前記焦点から放射される放射光を検出するステップと、
前記個々のビームレットの方向を制御して前記焦点からの放射光を最大または最少にするステップと、
前記個々のビームレットの相対位相を制御して前記焦点からの放射光を増加させるステップとを備える、前記方法。 - 前記焦点の位置を前記サンプル内の複数の異なる位置に変更するステップと、
前記焦点が前記異なる位置にあるときに前記焦点から放射される放射光を検出するステップと、
前記焦点の前記異なる位置から検出された放射光に基づき、前記サンプルの画像を生成するステップとをさらに備える、請求項1に記載の方法。 - 前記焦点が前記異なる位置にあるときに、
前記レンズの後瞳での前記励起ビームの前記個々のビームレットの方向または相対位相を、前記波面変調素子により個々に変更するステップと、
前記個々のビームレットの方向または相対位相が変更された状態で、前記焦点から放射される放射光を検出するステップと、
前記個々のビームレットの方向を制御して前記焦点からの放射光を最大または最少にするステップと、
前記個々のビームレットの相対位相を制御して前記焦点からの放射光を増加させるステップとをさらに備える、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。 - 前記励起光は第1の波長を有し、前記放射光は前記第1の波長よりも小さい第2の波長を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記励起光は第1の波長を有し、前記放射光は前記第1の波長よりも大きい第2の波長を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含み、
前記空間光変調器の活性層から反射される光にグローバル位相ランプを適用して、前記活性層から反射される光と前記空間光変調器の他のインタフェースから反射される光との間に非ゼロ方向を誘導するステップをさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点からの放射光を最大または最少にするのに用いる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記レンズの後瞳での他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記ビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
少なくとも2つの位相値に亘って前記ビームレットの位相を変更してから、前記位相値のそれぞれについて、
前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記ビームレットの方向を決定するステップとをさらに備える、請求項7に記載の方法。 - 前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記ビームレットの方向を決定するステップとを含むプロセスを少なくとも2回繰り返すステップをさらに備える、請求項7または8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点からの放射光を増加させる前記個々のビームレットの相対位相を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも1つについて、
前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの位相を変更するステップと、
前記ビームレットの位相が変更された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの信号光の放射を増加させる前記ビームレットの相対位相を決定するステップとを含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの位相を変更するステップと、
前記ビームレットの位相が変更された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの信号光の放射を増加させる前記ビームレットの相対位相を決定するステップとを含むプロセスを少なくとも2回繰り返すステップをさらに備える、請求項10に記載の方法。 - 前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも1つについて、
前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記ビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記ディザ周波数で、前記焦点からの前記信号の放射のスペクトル成分を観察するステップと、
前記ビームレットの方向の関数としての前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記ビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記レンズの後瞳での第1のビームレットおよび第2のビームレットの方向を同時に変更するステップと、
前記第1のビームレットの方向が変更された状態で、第1のディザ周波数で前記第1のビームレットの光学特性をディザするステップと、
前記第2のビームレットの方向が変更された状態で、第2のディザ周波数で前記第2のビームレットの光学特性をディザするステップと、
前記第1および第2のビームレットの方向が変更された状態で、前記第1および第2のビームレットに対応する前記第1および第2のディザ周波数で前記焦点から放射される信号の放射のスペクトル成分を同時に観察するステップと、
各ビームレットに対応する、前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記第1および第2のビームレットの方向を決定するステップと、を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1および第2のディザ周波数は無相関である、請求項13に記載の方法。
- 前記ビームの断面は前記焦点に収束された少なくともN個(N>2)の個々のビームレットを含み、
前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、
前記レンズの後瞳に前記N個のビームレットを配するステップと、
前記配されたN個のビームレットを前記サンプル内の焦点に収束させるステップと、
前記配されたN個のビームレットについて、
前記レンズの後瞳での前記N個のビームレットの方向を同時に変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記N個のビームレットのそれぞれの光学特性を固有のディザ周波数でディザするステップと、
前記N個のビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記N個のビームレットに対応するN個の固有のディザ周波数で前記焦点から放射される信号の放射のスペクトル成分を同時に観察するステップと、
前記N個のビームレットのそれぞれに対応する、前記観察された信号の放射に基づき、前記N個のビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記N個のビームレットの方向は第1の光学素子により変更され、前記N個のビームレットの光学特性は第2の光学素子によりディザされる、請求項15に記載の方法。
- 前記励起光ビームが収束された焦点に参照ビームを収束させるステップと、
前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記個々のビームレットの方向を決定するステップと、をさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記レンズの後瞳でのビームレットの方向を変更するステップと、
前記変更されたビームレット以外の1つまたは複数の個々のビームレットを前記レンズの後瞳から転換させるステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、かつ前記変更されたビームレット以外の前記1つまたは複数の個々のビームレットが前記レンズの後瞳から転換された状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するステップと、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記ビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップは、前記ビームレットが反射される鏡の位置を変更するステップを含み、
前記変更されたビームレット以外の前記1つまたは複数の個々のビームレットを転換させるステップは、転換されたビームレットがデジタルマイクロミラーアレイの個々のマイクロミラーから反射される方向を選択するステップを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するステップは、前記ビームレットが反射される鏡の位置を変更するステップを含み、
前記変更されたビームレット以外の前記1つまたは複数の個々のビームレットを転換させるステップは、前記1つまたは複数の個々のビームレットに対応する前記空間光変調器上の位置の1つまたは複数の位相ランプを選択して、前記1つまたは複数の個々のビームレットを転換させるステップを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記レンズの後瞳でのビームレットの方向を変更するステップは、前記ビームレットが反射される鏡の位置を変更するステップを含み、
前記変更されたビームレット以外の前記1つまたは複数の個々のビームレットを転換させるステップは、転換されたビームレットが可変鏡の個々の部分から反射される方向を選択するステップを含む、請求項17に記載の方法。 - 方向及び/又は相対位相が異なるP個(Pは整数)の個々のビームレットは、前記レンズの後瞳で互いに重複する断面を有し、
前記P個の個々のビームレットの方向および相対位相を制御するステップは、前記レンズの後瞳でのQ個(Qは整数であり、Q>P)の異なる構成ビームレットの方向を個別に制御するステップを含む、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。 - 各個のビームレットの複数の先端角のそれぞれおよび複数の傾斜角のそれぞれについて、前記焦点の位置を前記サンプル内の複数の異なる位置に変更するステップと、
前記複数の先端角のそれぞれ、前記複数の傾斜角のそれぞれ、および前記焦点の前記サンプル内における複数の異なる位置のそれぞれについて、前記焦点から放射される放射光を検出するステップと、
前記焦点の前記複数の位置から検出された放射光に基づき、前記複数の先端角および傾斜角のそれぞれについて、前記焦点の全位置に亘って合成した前記サンプルからの放射光が最大になるビームレットの先端角および傾斜角を決定するステップとをさらに備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ビームの断面における1つまたは複数のビームレットは前記焦点に収束されない、請求項1に記載の方法。
- 光学系の結像面上の焦点での光の強度を増加させる方法であり、
前記光学系のレンズにより、サンプルからの放射光のビームを集めるステップであり、前記レンズの後瞳から現れる前記放射光のビームの断面が個々のビームレットを含むステップと、
前記光ビームを前記結像面上の焦点に収束させるステップと、
前記焦点での前記放射光ビームの個々のビームレットの方向及び/又は相対位相を、波面変調素子により個々に変更するステップと、
前記個々のビームレットの方向または相対位相が変更された状態で、前記焦点での光の強度を検出するステップと、
前記個々のビームレットの方向および相対位相を制御して、前記焦点での光の強度を増加させるステップとを備える、前記方法。 - 前記焦点は半透明マスクのピンホールに位置する、請求項24に記載の方法。
- 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含み、前記空間光変調器の活性層から反射される光にグローバル位相ランプを適用して、前記活性層から反射される光と前記空間光変調器の他のインタフェースから反射される光との間に非ゼロ方向を誘導するステップをさらに備える、請求項24または25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記焦点での光の強度を増加させるのに用いる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記焦点での他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するステップと、
前記観察された強度に基づき、前記ビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項24から26のいずれか一項に記載の方法。 - 前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
少なくとも2つの位相値に亘って前記ビームレットの位相を変更してから、前記位相値のそれぞれについて、
前記焦点での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するステップと、
前記観察された強度に基づき、前記ビームレットの方向を決定するステップとをさらに備える、請求項27に記載の方法。 - 前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記焦点での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するステップと、
前記観察された強度に基づき、前記ビームレットの方向を決定するステップとを含むプロセスを少なくとも2回繰り返すステップをさらに備える、請求項27または28のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点での光の強度を増加させる前記個々のビームレットの相対位相を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも1つについて、
前記焦点での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの位相を変更するステップと、
前記ビームレットの位相が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するステップと、
前記観察された強度に基づき、前記ビームレットの相対位相を決定するステップとを含む、請求項27から29のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点での光の強度を増加させる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも1つについて、
前記焦点での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記ビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記ディザ周波数で、前記焦点からの強度信号のスペクトル成分を観察するステップと、
前記ビームレットの方向の関数としての前記観察された強度信号のスペクトル成分に基づき、前記ビームレットの方向を決定するステップとを含む、請求項24から30のいずれか一項に記載の方法。 - 前記焦点での光の強度を増加させる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、
前記焦点での第1のビームレットおよび第2のビームレットの方向を同時に変更するステップと、
前記第1のビームレットの方向が変更された状態で、第1のディザ周波数で前記第1のビームレットの光学特性をディザするステップと、
前記第2のビームレットの方向が変更された状態で、第2のディザ周波数で前記第2のビームレットの光学特性をディザするステップと、
前記第1および第2のビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記第1および第2のビームレットに対応する前記第1および第2のディザ周波数で前記焦点からの強度信号のスペクトル成分を同時に観察するステップと、
各ビームレットに対応する、前記観察された強度信号の放射のスペクトル成分に基づき、前記第1および第2のビームレットの方向を決定するステップと、を含む、請求項24から31のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ビームの断面は前記焦点に収束された少なくともN個(N>2)の個々のビームレットを含み、
前記焦点での光の強度を増加させる前記個々のビームレットの方向を決定するステップをさらに備え、
前記決定のステップは、前記N個のビームレットについて、
前記焦点での前記N個のビームレットの方向を同時に変更するステップと、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記N個のビームレットのそれぞれの光学特性を固有のディザ周波数でディザするステップと、
前記N個のビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記N個のビームレットに対応するN個の固有のディザ周波数で前記焦点からの強度信号のスペクトル成分を同時に観察するステップと、
前記N個のビームレットのそれぞれに対応する、前記観察された強度信号のスペクトル成分に基づき、前記N個のビームレットの方向を決定するステップと、を含む、請求項24から32のいずれか一項に記載の方法。 - 前記N個のビームレットの方向は第1の光学素子により変更され、前記N個のビームレットの光学特性は第2の光学素子によりディザされる、請求項31から33のいずれか一項に記載の方法。
- ビームの断面が個々のビームレットを含む励起光ビームを生成するように構成される光源と、
前記励起光ビームをサンプル内の焦点に収束させるように構成されるレンズと、
前記レンズの後瞳での前記励起ビームの前記個々のビームレットの方向又は相対位相を個々に変更するように構成される波面変調素子と、
前記個々のビームレットの方向または相対位相が変更された状態で、前記焦点から放射される放射光を検出するように構成される検出器とを備える顕微鏡システムであり、
前記波面変調素子はさらに、前記検出された放射光に応じて、前記個々のビームレットの方向を制御して前記焦点からの放射光を最大または最少にし、かつ前記個々のビームレットの相対位相を制御して前記焦点からの放射光を増加させるように構成される、前記顕微鏡システム。 - 前記焦点の位置を前記サンプル内の複数の異なる位置に変更するように構成される1つまたは複数の調節可能な鏡と、
前記焦点の前記異なる位置から検出された放射光に基づき、前記サンプルの画像を生成するように構成されるプロセッサと、をさらに備える、請求項35に記載の顕微鏡システム。 - 前記励起光は第1の波長を有し、前記放射光は前記第1の波長よりも小さい第2の波長を有する、請求項35または36のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記励起光は第1の波長を有し、前記放射光は前記第1の波長よりも大きい第2の波長を有する、請求項35または36のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含み、前記反射型空間光変調器は、前記光変調器の活性層から反射される光にグローバル位相ランプを適用して、前記空間光変調器の前面から反射される光と前記活性層から反射される光との間に非ゼロ角度を誘導するように構成される、請求項35から38のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子はさらに、前記レンズの後瞳での他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記個々のビームレットの少なくとも一部の方向を変更するように構成され、
前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向が変更された状態で、かつ前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記サンプルから放射される、前記検出された放射光に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記少なくとも一部の個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から38のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、少なくとも2つの位相値に亘って各個のビームレットの位相を変更してから、前記位相値のそれぞれについて、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するように構成され、
前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向が前記位相値のそれぞれで変更された状態で、前記サンプルから放射される、前記検出された放射光に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項40に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での各個のビームレットの位相を変更するように構成され、
前記ビームレットの位相が変更された状態で、前記サンプルから放射される、前記検出された放射光に基づき、前記焦点からの信号光の放射を増加させる前記ビームレットの相対位相を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項40に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更し、前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記少なくとも一部の個々のビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするように構成され、
前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記ディザ周波数で前記放射光のスペクトル成分を検出するように構成され、
前記変更されたビームレットの方向の関数としての前記検出された放射光のスペクトル成分に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記少なくとも一部の個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から39のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、前記個々のビームレットの少なくとも1つについて、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記ビームレットの方向を変更するように構成され、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記少なくとも1つのビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、
前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記ディザ周波数で前記放射光のスペクトル成分を検出するように構成され、
前記変更されたビームレットの方向の関数としての前記検出された放射光のスペクトル成分に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記少なくとも1つのビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含み、
前記ディザリング光学素子はデジタルマイクロミラーアレイまたは可変鏡を含む、請求項44に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記個々のビームレットの方向を同時に変更するように構成され、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記少なくとも1つのビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、
前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記ディザ周波数で前記放射光のスペクトル成分を検出するように構成され、
前記変更されたビームレットの方向の関数としての前記検出された放射光のスペクトル成分に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記少なくとも1つのビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から45のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、前記個々のビームレットの少なくとも一部について、前記レンズの後瞳での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記レンズの後瞳での前記個々のビームレットの方向を同時に変更するように構成され、
第1のビームレットの方向が変更された状態で、第1のディザ周波数で前記第1のビームレットの光学特性をディザし、第2のビームレットの方向が変更された状態で第2のディザ周波数で前記第2のビームレットの光学特性をディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、
前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記第1および第2のディザ周波数で前記放射光のスペクトル成分を検出するように構成され、
前記変更されたビームレットの方向の関数としての前記検出された放射光のスペクトル成分に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記第1および第2の個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から45のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記第1および第2のディザ周波数は無相関である、請求項47に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子は前記ディザリング光学素子とは異なる、請求項47に記載の顕微鏡システム。
- 前記ビームの断面は少なくともN個(N>2)の個々のビームレットを含み、
前記レンズは前記N個の個々のビームレットを前記焦点に収束させるように構成され、
前記波面変調素子は、前記レンズの後瞳での前記N個のビームレットの方向を同時に変更するように構成され、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記N個の個々のビームレットのそれぞれの光学特性を固有のディザ周波数でディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的にN個のディザ周波数で前記放射光のスペクトル成分を検出するように構成され、
前記変更されたビームレットの方向の関数としての前記検出された放射光のスペクトル成分に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記N個の個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から44のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子は前記ディザリング光学素子とは異なる、請求項50に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子は、前記レンズの後瞳での各個のビームレットの方向を変更するように構成され、
励起光のビームが収束された前記焦点に参照ビームを配すように構成される1つまたは複数の参照ビーム光学素子と、
前記変更されたビームレット以外の1つまたは複数の個々のビームレットを前記レンズの後瞳から転換させるように構成される転換光学素子と、をさらに備え、
前記検出器はさらに、前記ビームレットの方向が変更された状態で、かつ前記変更されたビームレット以外の前記1つまたは複数の個々のビームレットを前記レンズの後瞳から転換させた状態で、前記焦点からの信号の放射を観察するように構成され、
前記観察された信号の放射に基づき、前記焦点からの放射光が最大または最少になる前記ビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項35から44のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記転換光学素子は、前記個々のビームレットを前記レンズの後瞳から選択的に転換させるように構成されるデジタルマイクロミラーアレイを含み、
前記レンズの後瞳でのビームレットの方向を変更するステップは、前記ビームレットが反射される、前記アレイの1つまたは複数の鏡の位置を変更するステップを含む、請求項52に記載の顕微鏡システム。 - 前記転換光学素子は前記空間光変調器であり、
前記空間光変調器は、転換される前記1つまたは複数の個々のビームレットに対応する、前記空間光変調器上の1つまたは複数の位相ランプを適用するように構成され、
前記レンズの後瞳での前記変更されたビームレットの方向を変更するように構成される1つまたは複数の鏡をさらに備える、請求項52に記載の顕微鏡システム。 - 前記転換光学素子は可変鏡を含み、前記可変鏡は、1つまたは複数の個々のビームレットを転換させるために形状を変化させるように構成され、
前記レンズの後瞳での前記変更されたビームレットの方向を変更させるように構成される1つまたは複数の鏡をさらに備える、請求項52に記載の顕微鏡システム。 - 前記光源は、方向及び/又は相対位相が異なり、前記レンズの後瞳で互いに重複する断面を有するP個(Pは整数)の個々のビームレットを配し、
前記波面変調素子は、前記P個の個々のビームレットの方向および相対位相を制御するように構成され、前記制御は、前記レンズの後瞳でのQ個(Qは整数で、Q>P)の異なる構成ビームレットの方向をそれぞれ個別に制御することを含む、請求項40から55のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含む、請求項35から56のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子は可変鏡を含む、請求項35から56のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子はデジタルマイクロミラーアレイを含む、請求項35から56のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- サンプルからの放射光のビームであり、個々のビームレットを含む前記ビームを集めるように構成されるレンズと、
焦点に前記放射光ビームを収束させるように構成される1つまたは複数の収束光学素子と、
前記焦点での前記放射光ビームの個々のビームレットの方向及び/又は相対位相を個々に変更するように構成される波面変調素子と、
前記個々のビームレットの方向または相対位相が変更された状態で、前記焦点での光の強度を検出するように構成される検出器と、を備える顕微鏡システムであり、
前記波面変調素子はさらに、検出された放射光に応じて、個々のビームレットの方向および相対位相を制御して前記焦点での光の強度を増加させる、前記顕微鏡システム。 - ピンホールを定義する半透明のマスクをさらに備え、
前記ピンホールは前記焦点に位置する、請求項60に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子は反射型空間光変調器を含み、前記反射型空間光変調器は、前記空間光変調器の活性層から反射される光にグローバル位相ランプを適用して、前記活性層から反射される光と前記空間光変調器の他のインタフェースから反射される光との間に非ゼロ方向を誘導するように構成される、請求項60または61のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
- 前記波面変調素子はさらに、前記焦点での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するように構成され、
前記検出器は、前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するように構成され、
前記観察された強度に基づき、前記焦点での光の強度を増加させるのに用いる前記個々のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項60から62のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記波面変調素子はさらに、少なくとも2つの位相値に亘って前記ビームレットの位相を変更してから、前記位相値のそれぞれについて、前記焦点での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するように構成され、
前記検出器は、前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するように構成され、
前記観察された強度に基づき、前記ビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項63に記載の方法。 - 前記波面変調素子は、前記焦点での前記他のビームレットの位相が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの位相を変更するように構成され、
前記検出器は、前記ビームレットの位相が変更された状態で、前記焦点での光の強度を観察するように構成され、
前記観察された強度に基づき、前記焦点での光の強度を増加させる前記ビームレットの相対位相を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項63に記載の方法。 - 前記波面変調素子は、前記焦点での前記他のビームレットの方向が固定され維持された状態で、前記焦点での前記ビームレットの方向を変更するように構成され、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記ビームレットの光学特性をディザ周波数でディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、
前記検出器は、前記ビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記ディザ周波数で前記焦点での強度信号のスペクトル成分を観察するように構成され、
前記ビームレットの方向の関数としての前記観察された強度信号のスペクトル成分に基づき前記ビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項60から65のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。 - 前記第1のおよび第2のディザ周波数は無相関である、請求項66に記載の方法。
- 前記放射ビームの断面は、前記焦点に収束された少なくともN個(N>1)の個々のビームレットを含み、
前記波面変調素子は、前記焦点での前記N個のビームレットの方向を同時に変更するように構成され、
前記ビームレットの方向が変更された状態で、前記N個のビームレットのそれぞれの光学特性を固有のディザ周波数でディザするように構成されるディザリング光学素子をさらに備え、
前記検出器は、前記N個のビームレットの方向が変更された状態で、実質的に前記N個のビームレットに対応するN個の固有のディザ周波数で前記焦点からの前記強度信号のスペクトル成分を観察するように構成され、
前記N個のビームレットのそれぞれに対応する、前記観察された強度信号のスペクトル成分に基づき、前記焦点での光の強度を増加させる前記N個のビームレットの方向を決定するように構成される1つまたは複数のプロセッサをさらに備える、請求項60から67のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
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