JP2023537415A - ビームスプリッティングデバイス - Google Patents

Abstract

光学装置（２００）内の照明光（２０４）と検出光（２０６）とを分離するビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）は、第１の波長範囲内の波長を有する第１の照明光（２１２）と第２の波長範囲内の波長を有する第２の照明光（２１４）とを含む照明光（２０４）を、第１の波長範囲と第２の波長範囲とが相互に分離された状態で供給するように構成された光供給ユニット（２０８）と、第１の波長範囲内の選択された波長を有する第１の照明光（２１２）の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて所定の回折次数の少なくとも１つの照明光ビーム（２３４）を生成する一方、第２の波長範囲内の第２の照明光（２１４）を回折なしで透過させるように調整可能な音響光学部品（２１６）と、光供給ユニット（２０８）からの第１の照明光（２１２）および第２の照明光（２１４）を音響光学部品（２１６）内へ結合させるように構成された光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）と、を備える。光供給ユニット（２０８）は、第１の照明光（２１２）および第２の照明光（２１４）を光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）へ同一線状に供給するように構成されている。光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）は、第１の照明光（２１２）と第２の照明光（２１４）とを空間的に分離して、第１の照明光（２１２）と第２の照明光（２１４）とをそれぞれ異なる光伝搬方向に沿って音響光学部品（２１６）へ配向するように構成されている。

Description

本発明は、光学装置内の照明光と検出光とを分離するビームスプリッティングデバイスに関する。さらに、本発明は、ビームスプリッティングデバイスを備えた光学装置に関する。

顕微鏡検査法の分野では、多くの場合に、それぞれ異なる波長を有しかつ共通の光路に沿って伝搬する照明光と検出光との分離が必要となる。例えば、蛍光適用においては、励起発光と蛍光発光との双方につき特定の色帯域をフィルタリングすることが望ましいこととされうる。この目的のために、ダイクロイック光学素子、色付きフィルタおよびミラーをベースとしたビームスプリッティングデバイスを使用することができる。多種多様なこうした光学素子が利用可能であるが、波長選択におけるフレキシビリティの観点においてはこれらの光学素子にも限界がある。

近年、欧州特許第１０５５１４４号明細書、欧州特許第１２８１９９７号明細書および欧州特許第１４２１４２７号明細書に開示されているように、音響光学部品がビームスプリッタとして使用されるようになってきている。こうした音響光学部品は、ガラスまたは石英または結晶性材料のような材料によって形成可能である。例えば、当該材料は、二酸化テルルＴｅＯ_２から成っていてよい。音響光学部品は、電気的に制御可能であって材料内に音波を発生させる圧電変換器を有しており、この圧電変換器は、屈折率を変化させる膨張および収縮の周期的な運動面であると考えることができる。結晶へ入射する光は、生じる周期的な指数変調によって回折され、ブラッグ回折と同様の干渉が発生する。よって、音響光学部品は、結晶へ入射する光の１つもしくは複数の成分を回折させるように任意に調整することができ、ここで、回折光成分は、非回折光の伝搬方向とは異なる方向で結晶から出射される。これにより、光の空間的分離を簡便に達成することができる。

しかしながら、典型的な音響光学部品は、そのスペクトル幅に関して、すなわち当該音響光学部品によって処理可能な光の波長範囲の観点で、制限されている。現在、音響光学部品のスペクトル幅は、典型的には１オクターブ未満の範囲、例えば約４４０ｎｍ～８００ｎｍの範囲をカバーしている。こうした標準範囲外の光が必要ないならば、光全体を単一のポートを介して音響光学部品に供給することができる。しかし、標準範囲を超えて波長を拡張することは、技術的に非常に実現困難である。したがって、標準範囲外の波長を有する付加的な光が必要とされる場合、この付加的な光は、音響光学部品をバイパスする第２のポートを介してシステム内へ結合されなければならない。光全体をシステムに供給するために２つ以上のポートを使用することは、それぞれ異なる光成分をそれぞれの光伝搬方向に関して相互に空間的に調整しなければならないという欠点を有する。

本発明の課題は、光学装置において照明光と検出光とを確実にかつコンパクトな形式で分離することのできるビームスプリッティングデバイスを提供することである。

前述した目的は、請求項１記載の主題によって達成される。有利な実施形態については、各従属請求項および以下の説明において規定している。

光学装置内の照明光と検出光とを分離するビームスプリッティングデバイスは、第１の波長範囲内の波長を有する第１の照明光と第２の波長範囲内の波長を有する第２の照明光とを含む照明光を、第１の波長範囲と第２の波長範囲とが相互に分離された状態で供給するように構成された光供給ユニットを備えている。ビームスプリッティングデバイスはさらに、第１の波長範囲内の選択された波長を有する第１の照明光の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて所定の回折次数の少なくとも１つの照明光ビームを生成する一方、第２の波長範囲内の第２の照明光を回折なしで透過させるように調整可能な音響光学部品を備えている。ビームスプリッティングデバイスはさらに、光供給ユニットからの第１の照明光および第２の照明光を音響光学部品内へ結合させるように構成された光結合ユニットを備えている。光供給ユニットは、第１の照明光および第２の照明光を光結合ユニットへ同一線状に供給するように構成されている。光結合ユニットは、第１の照明光と第２の照明光とを空間的に分離して、空間的に分離された第１の照明光と第２の照明光とをそれぞれ異なる光伝搬方向に沿って音響光学部品へ配向するように構成されている。

ビームスプリッティングデバイスによって、第１の照明光および第２の照明光を含む光全体を、単一のポートを介して、撮像すべき試料へ通じる照明光路へ導入することができる。この目的のために、照明光全体が音響光学部品を通して導波され、当該音響光学部品が第１の照明光のみを回折させ、これに対して第２の照明光に回折の作用を受けさせないままとするように制御される。光結合ユニットは、それぞれ異なる伝搬経路に沿った第１の照明光と第２の照明光とを音響光学部品内へ結合させるように機能し、ここでの各伝搬経路は、音響光学部品から出射される第１の照明光と第２の照明光とが所望の通りに結合されて共に試料を照明するように選択されている。

よって、例えばそれぞれ異なるスペクトル成分を照明経路へ導入する複数の光ファイバとして空間的に分離されたポートを使用する従来のアプローチとは対照的に、本明細書で提案するビームスプリッティングデバイスは、第１の照明光と第２の照明光とが同じ光学部品を通って導波されることを可能にする。このため、熱膨張によって生じるドリフトまたはミスアライメントに起因する悪影響を確実に回避することができる。特に、一方のポートに由来する照明光の焦点と他方のポートに由来する照明光の焦点との横方向ずれの発生を防止することができる。したがって、各照明焦点間の不安定性および焦点の色依存性のオフセットを回避することができる。

加えて、従来のアプローチと比較して、照明光をシステム内へ結合させるポートを１つしか設けないことにより、照明経路内の照明光が結合されるポイントまで、光ファイバ、レンズ、ミラーなどとしての、より少数の光学部品、取り付け素子および調整素子しか必要とならない。よって、提案の構成を実現するためのコストは比較的低い。

光結合ユニットによって生じる第１の照明光と第２の照明光との空間的な分離は、第１の波長範囲と第２の波長範囲とが相互に完全に分離されなければならないこと、すなわち、第１の波長範囲の光のみが第１の方向に沿って音響光学部品へ伝搬し、第２の波長範囲の光のみが第２の方向に沿って音響光学部品へ伝搬することとして厳密に理解されなくてよい。こうした完全な光分離は望ましいかもしれないが、実用的な観点からは、光結合ユニットが第１の照明光と第２の照明光とを少なくとも相互に主要な程度まで空間的に分離させるように構成されていれば十分でありうる。よって、例えばそれぞれ異なるスペクトル成分を反射および透過させて光分離を提供するダイクロイック素子を光結合ユニットが使用している場合、特に相互に分離すべきスペクトル成分がスペクトル的に近接している場合には、完全な分離を達成することは不可能でありうる。例えば、主要な程度までの分離とは、光結合ユニットが第１の照明光と第２の照明光とを５０％超の程度、好ましくは７０％超の程度、さらに良好には９０％超の程度まで分離させることができる場合に実現可能である。この場合、それぞれの照明光の強度の５０％未満、３０％未満または１０％未満が偽チャネルへ分離され、すなわち実際には他の照明光のために意図される方向に沿って音響光学部品へ伝搬する。単に簡便性のために、以下の説明では、完全な分離とは、第１の照明光と第２の照明光とが主要な程度までまたは大部分の程度までのみ分離されればよいことに留意しつつ仮定するものとする。

光供給ユニットは、照明光を光学装置の照明光路へ導入する構成要素である。この目的のために、供給ユニットは、１つもしくは複数の光ファイバおよび／または１つもしくは複数の光源、特に照明光をファイバ内へ放出するレーザー源を備えることができる。レーザー源は、供給ユニットに含まれるモジュールに結合されうる。さらに、連続スペクトルを有するレーザー光を放出するいわゆる白色光レーザー（スーパーコンティニウムレーザー）源が供給ユニット内に含まれていてもよい。上述した構成要素とは別に、供給ユニットは、例えば１つもしくは複数の光学フィルタ、スキャナなどの他のタイプの別の要素を備えていてもよい。

限定を意図するものではないが、ビームスプリッティングデバイスは、有利には、顕微鏡、特に照明光が試料へと照射されて蛍光が励起され、この蛍光が試料を撮像するために検出される、レーザー走査顕微鏡において使用可能である。

好ましい実施形態では、光供給ユニットは、第１の照明光および第２の照明光を光結合ユニットへ向かって同一線状に放出するように構成された単一光ファイバを含む。光ファイバは、シングルモードファイバであってよく、その光出力端を単一点光源として有効に用いることができる。

好ましくは、音響光学部品は、検出光を回折なしで透過させるように構成されている。この場合、音響光学部品は、第２の照明光および検出光に関しては、受動素子として、すなわち回折によってではなく屈折によってのみ光に影響を及ぼす能動的に制御されない素子として使用可能である。

光結合ユニットは、第１の照明光と第２の照明光とをそれぞれ異なる伝搬方向に沿って音響光学部品へ反射させるように構成された光学素子を含みうる。例えば、光学素子は、音響光学部品への第１の照明光および第２の照明光のそれぞれ異なる入射方向を可能にするための適切な幾何学形状を有するプリズムによって形成可能である。

特定の実施形態では、光結合ユニットが、光供給ユニットに面する前面と、供給ユニットとは反対側に面する後面と、を有しうる。前面は、第１の光および第２の光のうちの一方を音響光学部品へ向かって反射させ、かつ第１の光および第２の光のうちの他方を屈折によって後面へ向かって透過させるように構成された、ダイクロイック層を有する第１の前面部分を含む。後面は、第１の光および第２の光のうちの他方を反射して前面へ戻すように構成された第１の後面部分を含むことができる。前面は、第１の前面部分から空間的に分離されており、かつ第１の後面部分から反射されて戻った第１の光および第２の光のうちの他方を屈折によって音響光学部品へ向かって透過させるように構成された、第２の前面部分を含むことができる。第１の後面部分は、第１の前面部分および第２の前面部分のうちの少なくとも一方に対して非平行であってよい。

光結合ユニットの前面および後面のそれぞれ非平行な面部分を使用することによって、光結合ユニットの設計は、音響光学部品への第１の照明光および第２の照明光のそれぞれ異なる入射方向に合わせて容易にかつ正確に調整することができる。２つの照明方向における差は、主に光結合ユニットの製造精度によって生じる。

ダイクロイック層は、第１の前面部分に限定される必要がないことに留意されたい。むしろ、ダイクロイック層は、製造を簡略化するために、光結合ユニットの前面全体を覆っていてよい。

好ましくは、第１の後面部分は、第１の光および第２の光のうちの他方を反射して第２の前面部分へ戻すように構成された反射コーティング、例えば金属コーティングまたは誘電体コーティングを含む。誘電体コーティングまたは金属コーティングは、それぞれの光を反射させて光結合ユニットの前面へ戻すことに適しており、同時に、必要に応じて反射光の偏光状態を調整するために使用可能である。

第１の前面部分および第２の前面部分を含む前面は、単一の平坦な面によって形成されうるものであり、ここでは、第１の後面部分が平坦な前記前面に対して非平行である。この場合、第１の照明光と第２の照明光とが音響光学部品へ向かって伝搬する各方向の所望の差に応じて、平坦な前面に対する後面部分の傾斜角度を正確に選択することができる。

別の実施形態によれば、第１の後面部分を含む後面が、単一の平坦な面によって形成されており、ここでは、第１の前面部分および第２の前面部分のうちの一方が平坦な前記後面に対して非平行である一方、第１の前面部分および第２の前面部分のうちの他方が平坦な前記後面に対して平行である。この実施形態によっても、第１の照明光と第２の照明光とが音響光学部品へ向かって伝搬する各方向間に意図される差を正確に調整することができる。この場合も、２つの照明方向における差は、主として光結合ユニットの製造精度によって生じる。

後面は、第１の前面部分および第２の前面部分のうちの一方に対して平行な第２の後面部分を含んでいてよい。

好ましい実施形態によれば、光学素子は、相互に平行な前面および後面の各面部分を通して検出光を透過させるように構成されている。検出光は光結合ユニットの平行な表面部分を通過するので、光結合ユニットにより検出光の平行移動のみが生じる。このため、光検出経路を容易に構成することができる。

好ましくは、光結合ユニットと音響光学部品とは、第１の照明光の少なくとも１つの回折照明光ビームと回折なしで透過された第２の照明光とが音響光学部品から同一線状にまたは少なくとも平行に出射されるように相互に適応化されている。特に、出射される光成分が同一線状に結合される場合、試料内での照明光のあらゆる焦点ずれを回避することができる。

好ましい実施形態では、ビームスプリッティングデバイスは、第１の照明光の少なくとも１つの回折照明光ビームと第２の照明光とが等しい偏光状態で音響光学部品から出射されるよう、第１の照明光および第２の照明光のうちの少なくとも一方の偏光状態を変更するように構成された光学手段を含む。偏光状態を変更する前述した手段は、例えば、光結合ユニットの後面に被着される反射コーティングを含みうる。代替的に、第１の照明光および第２の照明光のうちの一方の偏光方向を他方の照明光に対して所定量だけ、例えば９０°回転させる波長板を使用することもできる。波長板は、第１の照明光および第２の照明光が共通の光ファイバに入り、光結合ユニットへ向かって光を放出させる位置の上流に配置可能である。

光結合ユニットと音響光学部品とは、分散を補償するように相互に適応化されていてよい。光結合ユニットの前面と後面との間を伝搬する照明光は散乱を起こす。そのため、照明光が光結合ユニットから音響光学部品へ向かって入射すると、照明光の波長依存性の角度分割が生じうる。他方、音響光学部品も、分散ひいては光の角度分割を生じさせうる。このことは、不利な分散効果の補償のために、光結合ユニットの適切な材料を選択する際に考慮することができる。

ビームスプリッティングデバイスは、検出器へ向かって検出光を透過させる付加的な音響光学部品を有することができ、当該付加的な音響光学部品は、音響光学部品によって生じるプリズム効果を補償するように構成されている。付加的な音響光学部品は他の音響光学部品と構造的に同一であってよく、こうした他の音響光学部品と反対向きとなるように配向されうる。付加的な音響光学部品は、回折の観点での受動素子を形成することができる。しかしながら、付加的な音響光学部品は、特定の波長または偏光成分をさらに抑制するかまたは付加的に抑制する第２の能動素子として使用することもできる。

別の態様によれば、本明細書で開示されるビームスプリッティングデバイスを含む光学装置が提供される。光学装置は、顕微鏡、特にレーザー走査型顕微鏡でありうる。

以下では、特定の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

比較例によるビームスプリッティングデバイスを含むレーザー走査顕微鏡の概略図である。 一実施形態によるビームスプリッティングデバイスを含むレーザー走査顕微鏡を示す概略図である。 ビームスプリッティングデバイスによって提供される光路の異なる図に基づいて図２のレーザー走査顕微鏡を示す概略図である。 別の実施形態によるビームスプリッティングデバイスを含むレーザー走査顕微鏡を示す概略図である。 別の実施形態によるビームスプリッティングデバイスを含むレーザー走査顕微鏡を示す概略図である。

図１を参照して、光学装置内の照明光と検出光とを分離する従来の構成を示すために、まず比較例を説明する。続いて、本明細書で提案する技術的解決手段の、従来の構成と比較した相違点を示す図２～図５を参照して、特定の実施形態を説明する。

図１～図５は、本開示の文脈における動作方式の理解を助けることのできる特徴を示すためにのみ用いられることに留意されたい。言うまでもないが、図１～図５に示されている特定の構成は、図１～図５に示されていない付加的な構成要素を含んでいてもよい。特に、図１～図５は、例として顕微鏡を示している。ここでの顕微鏡は、実用される際には、例えばレンズ、フィルタ、光源などのような付加的な要素を含むことが明らかである。

図１には、従来のレーザー走査顕微鏡１００が、試料（図１には図示せず）に照射される照明光と試料から出射された検出光とを分離する従来のビームスプリッティングデバイス１０２を用いた光学装置の一例として示されている。

比較例のビームスプリッティングデバイス１０２は、２つの光ファイバ１０４および１０６によって形成された光供給ユニットを含んでいる。第１の光ファイバ１０４は、レンズ１１０を通してレーザー走査顕微鏡１００の照明光路に第１の照明光１０８を供給するために使用される。単なる例としてではあるが、第１の照明光１０８は、約４４０ｎｍ～８００ｎｍの第１の波長範囲内の波長を有することが仮定されうる。ここでは、第１の照明光１０８がレーザー走査顕微鏡１００内を伝搬する方向が一点鎖線矢印で示されている。第２の光ファイバ１０６は、レンズ１１４を通して第２の照明光１１２を光照明路に供給するために使用される。この例では、第２の照明光１１２が約４００ｎｍ～４１０ｎｍの第２の波長範囲内の波長を有することが仮定されうる。ここでは、第２の照明光１１２がレーザー走査顕微鏡１００内を伝搬する方向が二点鎖線矢印で示されている。

ビームスプリッティングデバイス１０２は、回折格子として機能する結晶に音波を発生させるように電気的に調整可能な圧電変換器（図１には図示せず）を有する、結晶によって形成された音響光学部品１１６を備えている。この比較例では、音響光学部品１１６およびその駆動電子回路がスペクトル幅に関して４４０ｎｍ～８００ｎｍの第１の波長範囲に制限されることが仮定されている。よって、音響光学部品１１６は、第２の照明光１１２ではなく第１の照明光１０８に対してのみ回折による能動的な作用を及ぼすように構成されている。したがって、ビームスプリッティングデバイス１０２は、音響光学部品１１６を介して第１の照明光１０８のみを照明経路へ供給し、これに対して第２の照明光１１２については照明経路への導入時に音響光学部品をバイパスさせるように設計されている。換言すれば、図１に示されているビームスプリッティングデバイス１０２は、２つの光ファイバ１０４および１０６によって表されている空間的に分離された２つのポートを使用して第１の照明光１０８および第２の照明光１１２を照明経路へ結合させるが、ここで、光ファイバ１０６によって表されているポートが音響光学部品をバイパスする。

具体的には、光ファイバ１０４から放出された第１の照明光１０８が、ミラー１１８によって音響光学部品１１６へ向かって反射される。音響光学部品１１６は、第１の照明光１０８のスペクトル成分を回折させ、試料に通じる照明経路の光軸に沿って、音響光学部品１１６から出射される１次回折の照明光ビーム１２０を生成するように構成されている。ミラー１１８によって反射された第１の照明光１０８が音響光学部品１１６へ入射する方向は、音響光学部品１１６によって生成された第１の照明光１０８の１次回折が照明経路の光軸Ｏに一致してすなわち同一線状に偏向されるように、傾斜している。ダイクロイックミラー１２２を通過した後、照明光１０８の１次回折から形成された照明光ビーム１２０は、光軸Ｏに沿って試料へ向かって伝搬する。

光ファイバ１０６から放出された第２の照明光１１２は、ダイクロイックミラー１２２により光軸Ｏに沿って反射され、これにより、第２の照明光１１２は第１の照明光１０８に空間的に結合される。結果として、第１の照明光１０８および第２の照明光１１２によって形成される各光成分から成る光で、試料が照明される。

ビームスプリッティングデバイス１０２は、さらに、試料を照明する第１の照明光１０８および第２の照明光１１２の伝搬方向とは反対の方向で、試料からの検出光１２４をレーザー走査顕微鏡１００の検出器１２６へ導波するように構成されている。ここでは、レーザー走査顕微鏡１００内を検出光１２４が伝搬する方向が、図１の破線矢印で示されている。検出光１２４は、ダイクロイックミラー１２２を通して音響光学部品１１６に入射し、これを通過する際に、音響光学部品１１６による回折の観点での作用を受けないままである。したがって、検出光１２４は、音響光学部品１１６による回折なしで音響光学部品１１６から出射される。ミラー１１８を伝搬通過した後、検出光１２４は、音響光学部品１１６によって生じるプリズム効果を補償するために設けられた付加的な音響光学部品１２８に入射する。このために、付加的な音響光学部品１２８は、音響光学部品１１６と構造的に同一であるが、音響光学部品１１６と反対向きとなるように配向されている。よって、付加的な音響光学部品１２８は、回折の観点での受動素子を形成し、これにより、検出光１２４は、回折なしで音響光学部品１２８を通過して検出器１２６へ向かって進行する。

図１では音響光学部品１１６がきわめて簡略化されて示されていることに注意されたい。特に、音響光学部品１１６は、その光入力面と光出力面とが平行面として示される、図１に示されているような平行六面体形状を通常有していない。むしろ、音響光学部品１１６には、相互に相対的に傾斜した光入口面および光出口面が設けられうる。

図１に示されている比較例では、第１の照明光１０８と第２の照明光１１２とが光ファイバ１０４，１０６によって表されている空間的に分離された２つのポートによって照明経路に供給される、という欠点を考慮する必要がある。よって、照明経路への空間的に分離された光結合では、第１の照明光１０８および第２の照明光１１２につき、例えば熱膨張に起因するドリフトまたはミスアライメントを生じさせうる種々の光学部品を通る導波が必要となる。さらに、一方の光ファイバに由来する照明光の焦点に対する他方の光ファイバに由来する照明光の焦点の横方向ずれが生じることもある。このため、各照明焦点間の不安定性および焦点の色依存性のオフセットが生じうる。加えて、照明光をシステム内へ結合させるために２つの別個のポートを設けると、照明経路内の照明光が結合されるポイントまでに、光ファイバ、レンズ、ミラーなどの別個の光学部品、取り付け素子および調整素子が必要となる。よって、このような構成を実現するためのコストは高くなる。

以下に、上述した欠点の克服に適した特定の実施形態を説明する。

図２および図３には、試料（図２および図３には図示せず）へ照射された照明光２０４と試料から出射される検出光２０６とを分離するために使用されるビームスプリッティングデバイス２０２を備えたレーザー走査顕微鏡２００が示されている。図２および図３には同じ構成が示されており、光伝搬の様態の図示のみが異なっている。図３には光束の形態の光が示されているが、図２には（図１に対応する）それぞれの光束の主要な光線または中心光線のみが示されている。レーザー走査顕微鏡２００のビームスプリッティングデバイス２０２は、単一光ファイバによって形成可能な光供給ユニット２０８を含んでいる。光供給ユニット２０８は、照明光２０４を、レンズ２１０を通してレーザー走査顕微鏡の照明光路に供給するように構成されている。図１の比較例を採用するならば、照明光２０４は、約４４０ｎｍ～８００ｎｍの第１の波長範囲内の波長を有する第１の照明光２１２と、約４００ｎｍ～４１０ｎｍの第２の波長範囲内の波長を有する第２の照明光２１４と、を含むことが仮定されうる。したがって、第１の波長範囲と第２の波長範囲とは、相互にスペクトル的に分離されている。言うまでもないが、前述した波長範囲は単なる例として理解されるべきである。さらに、波長範囲のスペクトル分離は、本実施例においては、波長範囲が４１０ｎｍ～４４０ｎｍのスペクトルギャップによって相互に分離される場合に限定されない。むしろ、波長範囲のスペクトル分離は、第１の波長範囲と第２の波長範囲とがギャップなく相互に隣接するケースをも包含しており、これにより、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４を含む照明光２０４全体が例えば白色光レーザーによって光ファイバ２０８内へ放出されうる提供可能な連続スペクトルを示すものと理解される。図１では、レーザー走査顕微鏡２００内を伝搬する第１の照明光２１２の方向と第２の照明光２１４の方向とがそれぞれ一点鎖線矢印および二点鎖線矢印で示されている。同様に、検出光２０６の光伝搬方向は破線矢印で示されている。

ビームスプリッティングデバイス２０２は、図１に示されている比較例の音響光学部品１１６に実質的に対応する音響光学部品２１６を含む。したがって、音響光学部品２１６は、光回折格子として機能する結晶内に音波を生成して光が結晶を透過するように電気的に調整可能な圧電変換器を備えた結晶によって形成されうる。比較例と同様に、音響光学部品２１６およびその駆動電子回路はスペクトル幅に関して４４０ｎｍ～８００ｎｍの第１の波長範囲に制限されていると仮定されている。したがって、音響光学部品２１６は、回折によって４４０ｎｍ～８００ｎｍの波長に能動的に調整作用を及ぼすようにのみ構成されている。当該範囲外の波長は、音響光学部品２１６による回折が意図されていない。

同様に、音響光学部品２１６もきわめて簡略化されて示されている。つまり、音響光学部品１１６は、通常、図２に示されているような、音響光学部品２１６の光入力面および光出力面が平行面として示される平行六面体形状を有していない。むしろ、音響光学部品２１６には、相互に相対的に傾斜した光入口面および光出口面が設けられうる。

ビームスプリッティングデバイス２０２は、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４を単一光ファイバ２０８から音響光学部品２１６内へ結合するように構成された光結合ユニット２１８を含む。したがって、光結合ユニット２１８は、照明光２０４全体を、光ファイバ２０８により表される１つのポートを介して照明経路に供給することを可能にする。特に、光ファイバ２０８を使用して、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４を同一線状に光結合ユニット２１８へ向かって放出させることができる。よって、以下でより詳細に説明するように、光結合ユニット２１８は、第１の照明光２１２と第２の照明光２１４とを空間的に相互に分離させ、第１の照明光２１２と第２の照明光２１４とをそれぞれ異なる光伝搬方向に沿って音響光学部品２１６へ導波する。したがって、第２の照明光１１２が音響光学部品１１６をバイパスする図１の比較例とは対照的に、図２に示されている実施形態では、第１の照明光２１２だけでなく第２の照明光２１４も音響光学部品２１６を透過することが可能となる。

光結合ユニット２１８は、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４をそれぞれ異なる伝搬方向に沿って音響光学部品２１６へ反射させるように構成された光学素子を含みうる。図２に示されている実施形態によれば、光学素子は、光ファイバ２０８の光出力端に面する前面２２０と光ファイバ２０８とは反対側に面する後面２２２とを有するプリズムでありうる。前面２２０は、第１の前面部分２２４と、この第１の前面部分２２４から空間的に分離された第２の前面部分２２６と、を含む。同様に、後面２２２は、第１の後面部分２２８と、この第１の後面部分２２８から空間的に分離された第２の後面部分２３０と、を含む。

図２に示されている実施形態によれば、光結合ユニット２１８の前面２２０は、単一の平坦な面によって形成されている。したがって、第１の前面部分２２４と第２の前面部分２２６とは同一平面である。対照的に、第１の後面部分と第２の後面部分とは同一平面ではなく、すなわち相互に相対的に角度αだけ傾斜している。さらに、第１の後面部分２２８は、平坦な前面２２０に対して非平行となるように配向されている。対照的に、第２の後面部分２３０は、平坦な前面２２０に対して平行となるように配向されている。

第１の前面部分２２４には、レーザー走査顕微鏡２００内を伝搬する光の波長に適応化されたスペクトル特性を有するダイクロイック層２３２を設けることができる。具体的には、ダイクロイック層２３２は、第１の照明光２１２および検出光２０６を透過させ、第２の照明光２１４を反射させるように構成されている。よって、第１の照明光２１２は、第１の後面部分２２８へ向かって光結合ユニット２１８へ入射する際に、ダイクロイック層２３２によって屈折する。

光結合ユニット２１８の前面２２０は、第２の照明光２１４を音響光学部品２１６に向けて反射させるように配向されている。図２および図３に示されている構成によれば、前面２２０の面法線は、光結合ユニット２１８における第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の入射方向に対して傾斜している。したがって、前面２２０の面法線も、第２の照明光２１４が音響光学部品２１６へ向かって前面２２０で反射される方向に沿った方向に対して傾斜している。さらに、第１の後面部分２２８は、ダイクロイック層２３２によって屈折した第１の照明光２１２を反射して前面２２０へ戻すように構成されており、この前面２２０で、第１の照明光２１２が第２の照明光２１４の伝搬方向とは異なる伝搬方向に沿って光結合ユニット２１８から音響光学部品２１６へ向かって出射されて音響光学部品２１６へ入射するよう、屈折によって偏向される。具体的には、音響光学部品２１６へ向かう第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の伝搬方向は、第１の後面部分２２８と第２の後面部分２３０とが相互に傾斜した角度αに対応する角度で相互に傾斜している。第１の照明光２１２を反射させて前面２２０へ戻すために、第１の後面部分２２８には、反射コーティング２３８、例えば金属コーティングまたは誘電体コーティングが設けられていてよい。

音響光学部品２１６は、適切な駆動装置電子回路により、選択された波長を有する第１の照明光２１２の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて所定の回折次数の少なくとも１つの照明光ビーム２３４を生成する一方、第２の照明光２１４を回折なしで透過させるように調整可能である。図２および図３に示されている実施形態によれば、音響光学部品２１６は、第１の照明光２１２を１次回折で回折させるように構成されている。さらに、光結合ユニット２１８と音響光学部品２１６とは、第１の照明光２１２と第２の照明光２１４とが光結合ユニット２１８によって音響光学部品２１６に向けて偏向される光伝搬方向に関して相互に適応化されており、これにより、第１の照明光２１２の少なくとも１つの照明光ビーム２３４と回折なしで透過された第２の照明光２１４とが、音響光学部品２１６から同一線状にまたは少なくとも平行に出射される。したがって、試料の照明が第１の照明光２１２および第２の照明光２１４から成る広い波長領域において空間的に一致する光を用いて行われることが保証されるよう、音響光学部品２１６により第１の照明光２１２と第２の照明光２１４とが結合される。

音響光学部品２１６はさらに、試料からの検出光２０６を、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の伝搬方向とは反対方向に導波するように構成されている。ここでも、検出光２０６がレーザー走査顕微鏡２００において伝搬する方向が図２の破線矢印で示されている。検出光２０６は、音響光学部品２１６を通過する際には音響光学部品２１６の作用を受けないままである。よって、検出光２０６は、音響光学部品２１６での回折なしで音響光学部品２１６から出射される。検出光２０６は、前面２２０およびこれに対して平行な第２の後面部分２３０での屈折によって横方向にずれながら、光結合ユニット２１８を透過する。光結合ユニット２１８を通過した後、検出光２０６は、音響光学部品２１６によって生じるプリズム効果を補償するために設けられた付加的な音響光学部品２３６に入る。図１に示されている比較例と同様に、付加的な音響光学部品２３６は、音響光学部品２１６と構造的に同一であり、音響光学部品２１６と反対向きとなるように配向されている。したがって、音響光学部品２３６は回折の観点での受動素子を形成しており、これにより、検出光２０６は回折なしで検出器（図２および図３には図示せず）へ向かって伝搬する。

ビームスプリッティングデバイス２０２は、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４のうちの少なくとも一方の偏光状態を変更するように構成された光学手段を含むことができ、これにより、照明光ビーム２３４、すなわち第１の照明光から音響光学部品２１６によって生成された１次回折と第２の照明光２１４とが、等しい偏光状態で音響光学部品２１６から出射される。等しい偏光状態を保証する上述した光学手段は、例えば、光結合ユニット２１８の第１の後面部分２２８に被着された、第１の照明光２１２を反射させて前面２２０へ戻す反射コーティング２３８を含むことができる。反射コーティング２３８は、第１の照明光２１２の反射の際に位相シフトを生じないように実現することができる。これは、例えば、反射コーティング２３８が交互にそれぞれ異なる屈折率を有する（例えば交互に低屈折率と高屈折率とを有する）薄い誘電体層を含むかまたはこの誘電体層から成るようにし、ここで、層のうちの１つが光結合ユニット２１８のガラス体と接触しており、当該光結合ユニット２１８のガラス体の屈折率よりも低い屈折率を示すことによって実現される可能性がある。当該界面での反射中、光波は位相シフトを示さない。このようなタイプの反射コーティング２３８の場合、単一の波長での照明光２１２の最大反射率を、照明光２１２の波長の１／４の厚さを有する各層によって達成することができる。

反射コーティング２３８の上述した実現形態は単なる例である。位相シフトを伴わずに照明光を反射させる反射コーティング２３８の他の適切な実現形態では、例えば、それぞれ異なる屈折率を有し、波長の１／４とは異なる厚さを有する複数の層が設けられてもよい。

反射コーティング２３８のこのような特性を考慮して、光ファイバ２０８から放出される照明光２０４として、照明光２０４の偏光方向が光結合ユニット２１８の前面２２０への照明光２０４の入射面に対して４５°の角度だけ回転されるように選択された線偏光を使用することができる。したがって、前面２２０において反射された第２の照明光２１４の偏光方向は、９０°の角度だけ回転される。その結果、光結合ユニット２１８から出射される第１の照明光２１２と第２の照明光２１４とは、相互に９０°回転された偏光方向を有する。その後、第１の照明光２１２の偏光方向は、１次回折へ回折されるとき、音響光学部品２１６により９０°回転される。その結果、第１の照明光２１２から導出された照明光ビーム２３４と第２の照明光２１４とが等しい偏光状態で音響光学部品２１６から出射される。

言うまでもなく、上述した方式での偏光の制御は単なる例示として理解されるべきである。例えば、位相シフトを生じない反射コーティング２３８を使用するのではなく、第１の照明光２１２を光ファイバ２０８へ結合する前に、第１の照明光の偏光方向を第２の照明光２１４の偏光方向に対して９０°回転させてもよい。このような偏光方向の回転は、偏光維持光ファイバが通常、特定の偏光方向だけでなく、９０°回転された偏光方向も透過させることができることを考慮して、波長板により行うことができる。

第１の照明光と第２の照明光とが音響光学部品２１６へと伝搬する各伝搬方向間の差を決定する角度αの許容範囲は、試料内の光焦点の横方向の偏差が、点拡がり関数（ＰＳＦ）の半値幅の２倍未満、好ましくはＰＳＦの半値幅の１倍未満、さらに良好にはＰＳＦの半値幅の１／２未満となるように選択可能である。

さらに、第１の照明光２１２は、前面２２０と第１の後面部分２２８との間の伝搬中にかつ第１の後面部分２２８と前面２２０との間での反射後に分散され、その結果、光結合ユニット２１８から出射される第１の照明光２１２につき波長依存性の角度分割が生じると考えることができる。したがって、試料内の照明焦点の波長依存性の横方向オフセットが生じる。さらに、音響光学部品２１６の結晶は、一般に、その分散に起因して波長依存性の角度分割も生じさせ、ひいては照明焦点の波長依存性の横方向オフセットも生じさせる。したがって、光結合ユニット２１８と音響光学部品２１６とは、何も行われなければ照明焦点の横方向オフセットを生じさせてしまう分散が補償されるよう、相互に適応化されうる。特に、光結合ユニット２１８の適切な材料を選択することによって、光結合ユニット２１８によって生じる角度分割の大きさを音響光学部品２１６によって生じる角度分割の大きさに等しくするかまたは少なくともほぼ等しくすることを達成できる。

単なる一例であるが、音響光学部品２１６が４９０ｎｍ～８００ｎｍの波長の間に０．９ｍｒａｄの角度分散を有すると仮定すると、１次回折については、光結合ユニット２１８がＳＣＨＯＴＴ社製のガラス材料Ｎ－ＰＫ５１（アッベ数ｖ_ｄ＝７６．９８）から成り、光結合ユニット２１８の前面２２０の面法線が第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の入射方向に対して４５°の角度を示し、第１の後面部分２２８と第２の後面部分２３０とが２°の角度αだけ相互に傾斜している場合、同じ角度分散を達成することができる。

一般に、音響光学部品２１６，２３６は、好ましくは１次回折についての４９０ｎｍ～８００ｎｍの波長間の角度分散が小さくなるように、すなわち好ましくは当該角度分散が１．５ｍｒａｄ未満、より好ましくは１．０ｍｒａｄ未満、最も好ましくは０．８ｍｒａｄ未満となるように設計される。光結合ユニット２１８のガラス材料は、好ましくは５０超、より好ましくは６０超、最も好ましくは７０超のアッベ数を有する。

光結合ユニット２１８は、光結合ユニット２１８の角度分散の方向が音響光学部品２１６の角度分散の方向とは反対方向となるように配向されうる。よって、光結合ユニット２１８を音響光学部品２１６に対して適切に配置することにより、波長依存性の角度分割の補償を達成することができる。

図４には、レーザー走査顕微鏡２００に含まれうる別の実施形態によるビームスプリッティングデバイス４０２が示されている。図４のビームスプリッティングデバイス４０２は、光結合ユニット４１８が変更されている点で、図２および図３に示されている実施形態と実質的に相違している。

図４に示されている光結合ユニット４１８は、第１の前面部分４２４および第２の前面部分４２６を有する前面４２０を含んでいる。図２および図３に示されている実施形態とは対照的に、第１の前面部分４２４と第２の前面部分４２６とは同一平面ではない。むしろ、第１の前面部分４２４と第２の前面部分４２６とは、相互に相対的に角度βだけ傾斜している。さらに、光結合ユニット４１８は、第１の後面部分４２８および第２の後面部分４３０を有する後面４２２を含む。図４に示されている実施形態によれば、第１の後面部分４２８および第２の後面部分４３０を有する後面４２２は、第１の前面部分４２４に対して平行でありかつ第２の前面部分４２６に対して非平行である、単一の平坦な面によって形成されている。

第１の前面部分４２４にはダイクロイック層４３２が設けられており、このダイクロイック層４３２が第１の照明光２１２および検出光２０６の双方を透過させ、第２の照明光２１４を反射させる。よって、第１の照明光２１２は、光結合ユニット４１８へ入射するときに、ダイクロイック層４３２により、第１の後面部分４２８へ向かって屈折する。

光結合ユニット４１８の第１の前面部分４２４は、第２の照明光２１４を音響光学部品２１６へ向けて反射させるように配向されている。第１の前面部分４２４の面法線は、光結合ユニット２１８における第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の入射方向に対して傾斜している。したがって、前面４２４の面法線も、第２の照明光２１４が音響光学部品２１６へ向かって前面４２４で反射される方向に対して傾斜している。

光結合ユニット４１８の第１の後面部分４２８は、ダイクロイック層４３２によって屈折した第１の照明光２１２を反射して、第１の前面部分４２４に対して角度βだけ傾斜させて第２の前面部分４２６へ戻すように構成されている。第２の前面部分４２６を通過するとき、第１の照明光２１２は屈折によって偏向され、これにより、光結合ユニット４１８から音響光学部品２１６へ向かって、第２の照明光２１４が音響光学部品２１６へ入る伝搬方向とは異なる伝搬方向に沿って出射される。図２および図３に示されている実施形態と同様に、音響光学部品２１６に向かう第１の照明光２１２の伝搬方向と第２の照明光２１４の伝搬方向とは、第１の前面部分４２４と第２の前面部分４２６とが相互に傾斜している角度βに従って相互に偏差している。第１の照明光２１２を第２の前面部分４２６へ向かって反射させるために、第１の後面部分４２８には、反射コーティング４３８、例えば金属コーティングまたは誘電体コーティングが設けられていてよい。

図２および図３に示されている実施形態と同様に、ビームスプリッティングデバイス４０２の音響光学部品２１６は、第１の照明光２１２の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて少なくとも１つの照明光ビーム２３４を生成する一方、第２の照明光２１４を回折なしで透過させるように調整可能である。光結合ユニット４１８と音響光学部品２１６とは、第１の照明光２１２の少なくとも１つの照明光ビーム２３４と第２の照明光２１４とが音響光学部品２１６から同一線状にまたは少なくとも（図４に示されているように）平行に出射されて試料を照明するよう、相互に適応化されている。

図２および図３に示されている実施形態と同様に、ビームスプリッティングデバイス４０２の音響光学部品２１６は、第１の照明光２１２および第２の照明光２１４の伝搬方向とは反対方向に、試料からの検出光２０６を導波するように構成されている。検出光２０６は、音響光学部品２１６を通過する際に、回折の観点での作用を受けないままである。よって、検出光２０６は、回折なしで音響光学部品２１６から出射される。よって、検出光２０６は、第１の前面部分４２４および第２の後面部分４３０での屈折によって横方向にずれながら、光結合ユニット４１８を透過する。第１の前面部分４２４と第２の後面部分４３０とは相互に平行であるため、光結合ユニット４１８によって検出光２０６に生じるのは平行移動のみである。プリズム効果の補償に用いられる付加的な音響光学部品２３６を通過した後、検出光２０６は、検出器（図４には図示せず）へ入射する。

図５には、レーザー走査顕微鏡２００に含まれうる、別の実施形態によるビームスプリッティングデバイス５０２が示されている。図５に示されている構成は、実質的には、ビームスプリッティングデバイス５０２内で使用される光結合ユニット５１８が変更されている点で、図２～図４の実施形態と相違している。

光結合ユニット５１８は、第１の前面部分５２４および第２の前面部分５２６を有する前面５２０を含む。第１の前面部分５２４と第２の前面部分５２６とは同一平面ではなく、すなわち相互に相対的に角度γだけ傾斜している。さらに、図５に示されている光結合ユニット５１８は、第２の前面部分５２６に対して平行でありかつ第１の前面部分５２４に対して非平行である単一の平坦な面によって形成された後面５２２を有する。

光結合ユニット５１８の第１の前面部分５２４には、第１の照明光２１２を透過させかつ第２の照明光２１４を反射させるダイクロイック層５３２が設けられている。光結合ユニット５１８の後面５２２には、ダイクロイック層５３２によって透過された第１の照明光２１２を反射して第２の前面部分５２６へ戻すように適応化された反射コーティングが設けられていてよい。さらに、後面５２２に被着された反射コーティングは、検出光２０６を透過するように適応化されている。

図２～図４に示されている実施形態と同様に、ビームスプリッティングデバイス５０２の音響光学部品２１６は、第１の照明光２１２の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて少なくとも１つの照明光ビーム２３４を生成する一方、第２の照明光２１４を回折なしで透過させるように調整可能である。光結合ユニット５１８と音響光学部品２１６とは、第１の照明光２１２の少なくとも１つの照明光ビーム２３４と第２の照明光２１４とが音響光学部品２１６から同一線状に出射されて試料を照明するよう、相互に適応化されている。

上述した実施形態と同様に、ビームスプリッティングデバイス５０２の音響光学部品２１６は、試料からの検出光２０６を、光結合ユニット５１８を介して検出器（図５には図示せず）へ導波するように構成されている。検出光２０６は、音響光学部品２１６を通過する際、回折の作用を受けないままである。ただし、検出光２０６は、図５に示されているように、音響光学部品２１６による屈折によって偏向されることがある。検出光２０６は、第１の照明光２１２が後面５２２で光結合ユニット５１８の第２の前面部分５２６へ向かって反射される伝搬方向とは反対の方向に沿って、光結合ユニット５１８を通過しうる。よって、検出光２０６と第１の照明光２１２とは、第１の照明光２１２を反射させかつ検出光２０６を透過させる上述した反射コーティングが被着された後面５２２上の同じ位置へ入射する。プリズム効果の補償に用いられる付加的な音響光学部品２３６を通過した後、検出光２０６は検出器へ入射する。既に上述したように、検出光２０６は、検出器に到達する前に、例えばレンズ、ミラー、フィルタ、ピンホールなどのような、図５には示されていないいくつかの付加的な部品を通過してもよい。

照明光ビーム２３４、すなわち音響光学部品２１６によって生成された１次回折が第１の照明光から生じ、かつ第２の照明光２１４が等しい偏光状態で音響光学部品２１６から出射されることを保証するために、第１の照明光２１２を光ファイバ２０８内へ結合する前に、第１の照明光の偏光方向を第２の照明光２１４の偏光方向に対して９０°回転させることができる。既に上述したように、こうした偏光方向の回転は波長板によって行うことができる。

本明細書で使用されるように、用語「および／または（かつ／または）」は、関連する記載項目のうちの１つまたは複数の項目のあらゆる全ての組み合わせを含んでおり、「／」として略記されることがある。

いくつかの態様を装置の文脈において説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明も表していることが明らかであり、ここではブロックまたは装置がステップまたはステップの特徴に対応している。同様に、ステップの文脈において説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明も表している。

１００ レーザー走査顕微鏡
１０２ ビームスプリッティングデバイス
１０４，１０６ 光ファイバ
１０８，１１２ 照明光
１１６ 音響光学部品
１１８ ミラー
１２０ 照明光ビーム
１２２ ダイクロイックミラー
１２４ 検出光
１２６ 検出器
１２８ 付加的な音響光学部品
２００ レーザー走査顕微鏡
２０２ ビームスプリッティングデバイス
２０４ 照明光
２０６ 検出光
２０８ 光供給ユニット
２１０ レンズ
２１２，２１４ 照明光
２１６ 音響光学部品
２１８ 光結合ユニット
２２０ 前面
２２２ 後面
２２４，２２６ 前面部分
２２８，２３０ 後面部分
２３２ ダイクロイック層
２３４ 照明光ビーム
２３８ 反射コーティング
４０２ ビームスプリッティングデバイス
４１８ 光結合ユニット
４２０ 前面
４２４，４２６ 前面部分
４２８，４３０ 後面部分
４３２ ダイクロイック層
４３８ 反射コーティング
５０２ ビームスプリッティングデバイス
５１８ 光結合ユニット
５２０ 前面
５２２ 後面
５２４，５２６ 前面部分
５３２ ダイクロイック層
Ｏ 光軸
α，β，γ 角度

Claims (15)

1. 光学装置（２００）内の照明光（２０４）と検出光（２０６）とを分離するビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）であって、前記ビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）は、
   第１の波長範囲内の波長を有する第１の照明光（２１２）と第２の波長範囲内の波長を有する第２の照明光（２１４）とを含む照明光（２０４）を、前記第１の波長範囲と前記第２の波長範囲とが相互に分離された状態で供給するように構成された光供給ユニット（２０８）と、
   前記第１の波長範囲内の選択された波長を有する第１の照明光（２１２）の少なくとも１つのスペクトル成分を回折させて所定の回折次数の少なくとも１つの照明光ビーム（２３４）を生成する一方、前記第２の波長範囲内の第２の照明光（２１４）を回折なしで透過させるように調整可能な音響光学部品（２１６）と、
   前記光供給ユニット（２０８）からの前記第１の照明光（２１２）および前記第２の照明光（２１４）を前記音響光学部品（２１６）内へ結合させるように構成された光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）と、
   を備え、
   前記光供給ユニット（２０８）は、前記第１の照明光（２１２）および前記第２の照明光（２１４）を前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）へ同一線状に供給するように構成されており、
   前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）は、前記第１の照明光（２１２）と前記第２の照明光（２１４）とを空間的に分離して、空間的に分離された前記第１の照明光（２１２）と前記第２の照明光（２１４）とをそれぞれ異なる光伝搬方向に沿って前記音響光学部品（２１６）へ配向するように構成されている、
   ビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
2. 前記光供給ユニットは、前記第１の照明光（２１２）および前記第２の照明光（２１４）を前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）へ向かって同一線状に放出するように構成された単一光ファイバ（２０８）を含んでいる、
   請求項１記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
3. 前記音響光学部品（２１６）は、検出光（２０６）を回折なしで透過させるように構成されている、
   請求項１または２記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
4. 前記光結合ユニットは、前記第１の照明光（２１２）と前記第２の照明光（２１４）とをそれぞれ異なる伝搬方向に沿って前記音響光学部品（２１６）へ反射させるように構成された光学素子（２１８，４１８，５１８）を含む、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
5. 前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）は、前記光供給ユニット（２０８）に面する前面（２２０，４２０，５２０）と、前記光供給ユニット（２０８）とは反対側に面する後面（２２２，４２２，５２２）と、を有し、
   前記前面（２２０，４２０，５２０）は、第１の光（２１２）および第２の光（２１４）のうちの一方を前記音響光学部品（２１６）へ向かって反射させ、かつ、前記第１の光（２１２）および第２の光（２１４）のうちの他方を屈折によって前記後面（２２２，４２２，５２２）へ向かって透過させるように構成された、ダイクロイック層（２３２，４３２，５３２）を有する第１の前面部分（２２４，４２４，５２４）を含み、
   前記後面（２２２，４２２，５２２）は、前記第１の光（２１２）および第２の光（２１４）のうちの他方を反射して前記前面（２２０，４２０，５２０）へ戻すように構成された第１の後面部分（２２８，４２８）を含み、
   前記前面（２２０，４２０，５２０）は、前記第１の前面部分（２２４，４２４，５２４）から空間的に分離されており、かつ、前記第１の後面部分（２２８，４２８）から反射されて戻った前記第１の光（２１２）および第２の光（２１４）のうちの他方を屈折によって前記音響光学部品（２１６）へ向かって透過させるように構成された、第２の前面部分（２２６，４２６，５２６）を含み、
   前記第１の後面部分（２２８，４２８）は、前記第１の前面部分（２２４，４２４，５２４）および前記第２の前面部分（２２６，４２６，５２６）のうちの少なくとも一方に対して非平行である、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
6. 前記第１の後面部分（２２８，４２８）は、前記第１の光（２１２）および第２の光（２１４）のうちの他方を反射して前記第２の前面部分（２２６，４２６）へ戻すように構成された反射コーティング（２３８，４３８）を含む、
   請求項５記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２）。
7. 前記第１の前面部分（２２４）および前記第２の前面部分（２２６）を含む前記前面（２２０）は、単一の平坦な面によって形成されており、
   前記第１の後面部分（２２８）は、平坦な前記前面に対して非平行である、
   請求項５または６記載のビームスプリッティングデバイス（２０２）。
8. 前記第１の後面部分（４２８）を含む前記後面（４２２，５２２）は、単一の平坦な面によって形成されており、
   前記第１の前面部分（４２４，５２４）および前記第２の前面部分（４２６，５２６）のうちの一方は、平坦な前記後面に対して非平行である一方、前記第１の前面部分（４２４，５２４）および第２の前面部分（４２６，５２６）のうちの他方は、平坦な前記後面に対して平行である、
   請求項５または６記載のビームスプリッティングデバイス（４０２，５０２）。
9. 前記後面（２２２，４２２，５２２）は、前記第１の前面部分（２２４，４２４，５２４）および前記第２の前面部分（２２６，４２６，５２６）のうちの一方に対して平行な第２の後面部分（２３０，４３０）を含む、
   請求項５から８までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
10. 前記光学素子（２１８，４１８，５１８）は、相互に平行な前記前面（２２０，４２０，５２０）および前記後面（２２２，４２２，５２２）の各面部分を通して検出光（２０６）を透過させるように構成されている、
    請求項５から９までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
11. 前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）と前記音響光学部品（２１６）とは、前記第１の照明光（２１２）の少なくとも１つの回折照明光ビーム（２３４）と回折なしで透過された前記第２の照明光（２１４）とが前記音響光学部品（２１６）から同一線状にまたは少なくとも平行に出射されるように相互に適応化されている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
12. 前記ビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２）は、前記第１の照明光（２１２）の少なくとも１つの回折照明光ビーム（２３４）と前記第２の照明光（２１４）とが等しい偏光状態で前記音響光学部品（２１６）から出射されるよう、前記第１の照明光（２１２）および第２の照明光（２１４）のうちの少なくとも一方の偏光状態を変更するように構成された光学手段（２３８，４３８）を含む、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２）。
13. 前記光結合ユニット（２１８，４１８，５１８）と前記音響光学部品（２１６）とは、分散を補償するように相互に適応化されている、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
14. 前記ビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）は、検出器（１２６）へ向かって検出光（２０６）を透過させる付加的な音響光学部品（２３６）を含み、前記付加的な音響光学部品（２３６）は、前記音響光学部品（２１６）によって生じるプリズム効果を補償するように構成されている、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のビームスプリッティングデバイス（２０２，４０２，５０２）を含む光学装置（２００）、好ましくは顕微鏡、特にレーザー走査顕微鏡。

Images