JP5129482B2 - レーザ光ビームの生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのレーザ光源を含んで構成される、共焦点走査顕微鏡等の走査顕微鏡のための照明光ビーム等のレーザ光ビームを生成するための装置に関する。

冒頭に述べた種類のレーザ光ビームの生成装置は、実際上、数年来種々のバリエーションで知られてはいる。例えば、レーザ走査顕微鏡のための多色点光源（スポット光源）について記載している文献も存在する（後掲特許文献１参照）。この装置では、全部で４つのレーザ光源からのビームが、（ビーム）合一ユニットによって、コアキシャルに１つ（のビーム）に纏められる。１つの導光ファイバが、相応の連結部を介して、レーザ走査顕微鏡に導かれ、そこで、複数の波長ないし複数のレーザ線を有する合一化レーザ光ビームが、点光源（スポット光源）として供給される（機能する）。

ＤＥ １９６ ３３ １８５ Ｃ２

しかしながら、上述の種類の既知の装置には、使用されるレーザ光源は、その機能ないし特性の態様が光源毎に異なることが多いという問題があり、その原因は、一般的には製造業者が異なることに基づく。更に、レーザ光源は、機械的寸法が夫々異なることが多く、その上、電気的仕様ないし特性も夫々異なることが多い。このため、個々のレーザ光源からの複数のレーザ線を含む１つのレーザ光ビームを、ユーザ側において個別に生成することは、極めて複雑困難である。従って、現に構成されている１つのシステムに１つの新たなレーザ光源を追加することだけではなく、単にレーザ光源を個別に交換することでさえ、極めて大掛かりな作業を要し、大抵は熟練技術者によってしか行うことができない。更に、１つのレーザ光源を交換する際、一般的には、そのレーザ光源自体だけではなく、他の機械的部材、光学的フィルタ、電気的インターフェース、電源等も交換しなければならないという問題もある。

とりわけ共焦点顕微鏡の照明の構成ないし設定との関連で、極端な場合には、共焦点顕微鏡又は少なくともその一部を製造業者に送付することが必要になることがしばしばある。いずれにせよ、メンテナンス及び増設（構成変更）に関し装置製造業者の特別なサービス能力が必要不可欠である。

とりわけ大規模な画像作成（イメージング）施設では、複数の同種又は類似の共焦点顕微鏡があることが多いが、これらの共焦点顕微鏡も異なる複数のレーザ光源を備えていることが多い。１つの特殊な実験に対しては、特定の共焦点顕微鏡のみが適することが多い。なぜなら、この特定の共焦点顕微鏡のみが、この特殊な実験に必要なレーザ光源を使用しているからである。このため、このような顕微鏡が独占されている場合、それも照明に対する具体的要求に基づき同じ共焦点顕微鏡を必要とする複数の実験が同時に実施されるべき場合にはなおのこと、実際上、何ほどかの不都合がしばしば招来される。個別具体的な観察によっては、倒立顕微鏡が必要になるが、複数のレーザ光源の必要とされた組み合わせは正立顕微鏡においてのみ使用可能であるという事態が起こることもしばしばある。この場合に必然的な顕微鏡の構成変更により、ユーザは、労力及び時間を著しく費やさざるをえない。

それゆえ、本発明の課題は、レーザ光ビームを、可及的に大きなフレキシビリティでかつ特別の知識を要することなく可及的に短時間で変更することができ、かつそのスペクトル組成（構成）に関し簡単な方法で個別に調製することができるように、冒頭に述べた種類のレーザ光ビームを生成するための装置を構成及び展開することである。

冒頭において述べた形式の本発明の装置において、上記の課題は、請求項１の特徴によって解決される。即ち、本発明によれば、複数のレーザ光源を含んで構成される、好ましくは共焦点式の走査顕微鏡のための照明光ビーム等のレーザ光ビームを生成するための装置は、前記複数のレーザ光源が、個別に又はグループ化されて、モジュールの外部に対して規定される機械的、電気的及び光学的インターフェースの少なくとも１つをそれぞれ有する複数のモジュールを構成するよう統合されること、複数の前記モジュールからファイバコネクタを介して出射される複数のレーザ光ビームを所望の複数の入射端に入射するよう、前記モジュールの外部のビーム合一装置が構成されること、前記外部のビーム合一装置は、前記複数のモジュールとは別のケーシングに配され、かつ、前記ファイバコネクタを介して前記複数のモジュールに着脱可能に結合されること、前記外部のビーム合一装置は、直列に又はグループ的に互いに並列に配置される複数のビーム合一要素を含むこと、及び前記複数のビーム合一要素は、前記入射端から入射される前記複数のレーザ光ビームを入射結合するよう構成されることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら本発明の理解を助けるためのものであり、図示の態様に本発明を限定することを意図するものではない。

本発明において確認されていることは、ユーザ側において簡単な方法でかつ構成変更又はメンテナンスに大きな労力等を費やすことなく使用可能なモジュール式装置ユニットに対する要求が益々大きくなっていることである。これに関連して更に確認されていることは、その際、大きなフレキシビリティと特別なユーザの希望ないし要求に対する適合（対応）可能性は、極めて重要であることである。更に確認されていることは、このようなフレキシビリティは、レーザ光源（複数）を、−個別に又はグループ化して（グループに纏めて）−、モジュール化し、その際、個々のモジュールが外部に対して規定された機械的及び／又は電気的及び／又は光学的インターフェースを有するように構成すること、さらに、これと連携する外部のビーム合一装置によって実現されることである。このようなモジュール構成及び外部のビーム合一装置との組合せにより、例えば、共焦点顕微鏡のユーザは、単に、その照明要求に対応するレーザモジュールを選択するだけで良く、外部に対して規定されたインターフェース及び外部のビーム合一装置を介して、この選択したモジュールを、極めて短時間でかつ特別の知識がなくても顕微鏡に接続することができる。

好ましい一実施形態では、収容ステーションは、個々のモジュールの装填又は挿入のための収容スペース（複数）を有する。この場合、モジュール（複数）は、収容ステーションの内部において、左右に並べて及び／又は上下に重ねて配置することも可能である。特別の適用のために、収容ステーションは、ただ１つのモジュールを収容するための１つの収容スペースのみを有するように構成することも可能である。

モジュールは、モジュールの寸法を規定するケーシングを有することができるが、この寸法は、収容スペースの大きさに適合されていると都合がよい。大きなフレキシビリティの観点から、個々のモジュールは、それぞれ、収容ステーションの収容スペース（複数）の１つに機械的に簡単に装填又は挿入可能な光学機械式ユニットを形成するようにカプセル化される。

各モジュールは、それぞれ、当該モジュールに（一体的に）組み込まれた独自の給電／制御ユニットを有することができる。尤も、コスト削減及びメンテナンスフリーの観点からは、個々のモジュール（複数）とコンタクト（接続）可能に構成された１つの集中（セントラル）給電／制御ユニットが好ましい。とりわけ有利な一態様では、給電／制御ユニットは、収容ステーションに装填可能又は挿入可能に構成することができるが、更には、収容ステーションと一体的に構成することも可能である。また、給電／制御ユニットは、収容ステーションの外部に分離配置されるように構成することも可能である。給電／制御ユニットは、外部の給電線、制御線及び信号線のための接続部（端子）（複数）を備えることにより、給電／制御ユニットに外部からエネルギーを供給すること、及び外部からの制御命令を実行可能にすることが可能になる。

モジュールの電気的インターフェースは、差込式（プラグ−ソケット式）コネクタ（Steckverbinder）を有するケーブルによって有利に形成することができる。尤も、ケーブルがその相手方部材と簡単に接続可能に構成されている場合は、差込式コネクタを有しないケーブルも使用することも可能である。いずれにしろこれに関して重要なことは、個々のモジュール（複数）が、例えば給電線、制御線及び信号線を介して、給電／制御ユニットと接続可能に構成されることである。個々のモジュールの装填及び交換の際の大きなフレキシビリティの観点から、モジュールが少なくともほぼ同一の給電線、制御線及び信号線に接続可能であるように、個々のモジュールのインターフェースに統一性があると非常に有利である。

とりわけ簡単な操作性及びとりわけ良好な一覧視認性の観点から好ましい一実施形態では、モジュールの電気的インターフェースは、差込式コネクタ要素ないしコンタクト（Steckkontakte）によって構成される。この差込式コネクタの相手方部材として、収容ステーションの収容スペースに、差込式コネクタを機械的に受容するためのコネクタ要素（Kontaktierung）を形成することができる。標準化（規格化）された電子モジュールに対してしばしば使用される既知のクレート（Crates）の場合ように、コネクタ要素は、モジュールが収容スペースに完全に挿入されると直ちに、給電／制御ユニットのためのすべての電気的及び／又は光学的接続が形成されるように構成可能である。

本発明の有利な一展開形態の枠内において、コネクタ要素は、例えばスイッチを用いることによって又はエレクトロニックＩＰビルディングブロック（Elektronik-IP-Bausteinen）における符号化を用いることによって、どのモジュールが実際に収容ステーションに挿入されているかを判別することができるように構成することも可能である。この情報に基づいて、収容ステーション及び挿入されているモジュールの実際の状態をマイクロコントローラによって監視することができる。

モジュールの電気的インターフェースの上記実施形態に対し付加的に又は代替的に、モジュールと給電／制御ユニットとの間の通信は、グラスファイバを介して光学的に又は無線接続を介して実行することも可能である。相応の標準化（規格化）により、伝送は、例えばブルートゥース又は無線接続を介して実現することができる。

大きな互換性の観点から、任意の収容スペースを任意のモジュールに対して使用可能にするために、収容ステーションのすべての収容スペースが寸法及び採用するインターフェースに関して同一に構成されると有利である。例えば特定のモジュールが特殊な電圧供給を必要とするために、この特定のモジュールが、収容ステーションの特定の収容スペースにのみ挿入されるべき場合は、特定の収容スペースのコネクタ要素は、当該モジュールの挿入が阻止されるように、機械的に構成することも可能である。

外部に対して規定される光学的インターフェースの存在は、各モジュールが、簡単な方法でかつ後置されるユニットにおける調整をできるだけ伴うことなく更に使用することができるように、該モジュールの内部のレーザ光源によって生成された光が出射可能に構成された１又は複数の規定された出射端を有することを意味する。好ましい一実施形態では、モジュールの光学的出射端は、導光ファイバのための差込式コネクタである。この場合、とりわけグラスファイバ等の導光ファイバを単に挿入することによって、後置された構造ユニットへの接続は、極めて簡単に行うことができる。容易な操作性の観点から、モジュールのケーシングにファイバコネクタを配置すると有利である。とりわけ、モジュールが収容スペースに挿入されている場合であってもユーザによって容易にアクセス可能なケーシングの前面に、ファイバコネクタを（一体的に）組み込むことも可能である。このように構成する場合、モジュールの内部で生成されたレーザ光ビームが、差し込まれたグラスファイバに直接入射できるように差込式コネクタに合焦されるように、モジュールの光学系を構成することも可能である。この目的のために、相応の合焦光学系又は更にはファイバコネクタは、場合により調整可能に構成することも可能である。

レーザ光ビームをファイバコネクタに合焦する構成に対し、或いは、レーザ光ビームは、モジュールの内部において、コリメートされてファイバコネクタに入射するよう構成することも可能である。この場合、ファイバコネクタは、それ自身が、本来のグラスファイバ入射端に光を合焦できるように構成された合焦光学系を有することも可能である。

更に、モジュールの規定された光学的インターフェースが該モジュールのケーシングに位置するファイバコネクタによって構成されるのではなく、導光ファイバがケーシングを貫通して外部に引き出されるように構成することも可能である。このような導光ファイバは、その端部に、モジュールの光学的インターフェースを構成するファイバコネクタを有することも可能である。原理的には、光学的インターフェースは、モジュールのケーシングに位置し、レーザ光ビームをモジュールから出射可能にする１又は複数のウィンドウによっても構成することも可能である。但し、このような構成のためには、規定されたインターフェースから出射するレーザ光を更に導くことができるように構成される外部の又はケーシングに（一体的に）組み込まれる光学系が必要である。

複数の異なる波長を放射するレーザ光源（複数）が一つのモジュールの内部に配設される場合に対しては、個々のレーザ光源（複数）のレーザ光ビームを当該モジュールの内部において予め１つにまとめる（合一する）ことができるように、該モジュールの内部にビーム合一装置が含まれるように構成すると有利である。このため、レーザ光を出射するためには、ただ１つの光学的インターフェースをモジュールに設けるだけでよい。或いは、個々のレーザ光ビームは、それぞれ、それ独自の光学的インターフェースを介して外部に導かれるように構成することも可能である。これら２つの構成を組み合わせることも、−個々のモジュールの内部においてであっても−、同様に可能である。

例えば蛍光顕微鏡のための照明光ビーム等のようなただ１つのレーザ光ビームを生成するために、それぞれ実際に使用されている即ち収容ステーションに装填されているモジュールの個々のレーザ光源のレーザ光ビームは、有利な態様で、外部のビーム合一装置に供給される。ビーム合一装置は、直列（ないし列状（in Reihe））に又はグループ的に互いに並列（ないし平行）に（gruppenweise parallel zueinander）配置されるビーム合一要素（複数）を含んで構成されることができる。なお、ビーム合一要素は、例えば、波長感受性バンドエッジフィルタとして構成することができる。とりわけ、ビーム合一要素（複数）のそれぞれが、１つの定義された波長領域の１つの波長を有する１つのレーザ光ビームを入射結合（差込入射（Einkoppeln））するように、ビーム合一装置を構成することができる。なお、ビーム合一装置は、別個の構成要素として構成されること、或いは、相応の電気的インターフェースを介して給電／制御ユニットと同様に互換性のある（交換可能な）モジュールとして収容ステーションに組み込まれるように構成されることができる。

モジュールの内部に配設されるレーザ光源は、有利には、とりわけ固体レーザ又はファイバレーザとすることができる。これらのレーザは、十分な出力を有するにも拘わらず、極めてコンパクトに構成することができるため、その使用により、個々のモジュールしたがってシステム全体を非常にコンパクトに構成することができる。

とりわけ快適な一実施形態の枠内において、モジュールの個々のレーザ光源は、適切に制御することによって、例えば強度、波長、スペクトル幅、偏光、コヒーレンス長等のその特性を可変にすることができる。パルス化（パルス発振）レーザ光源を使用する場合は、更に、パルス時点、パルス持続時間、パルス波形、パルス繰返し速度（パルス発振周波数：Pulsrepetitionsrate）等を可変にすることができる。この場合、制御は、相応のインターフェースを介して、例えば相応の信号（複数）（アナログ及び／又はデジタル）ないしデータ（複数）が個々のモジュールに伝送されることによって実行される。これらの信号を処理するために、モジュールの内部に、相応の電子回路（装置）を設けることができる。更に、モジュールには、レーザ特性を直接的又は間接的に安定化するための電子回路（装置）、例えばセンサ（検出）電子回路（装置）、評価電子回路（装置）、制御回路（装置）等を設けることも可能である。更に、電子回路（装置）は、相応のインターフェースを介して、例えば作動時間、温度又は出力のようなモジュールの個々のレーザ光源の作動状態に関する情報をユーザに提供することも可能である。

とりわけ実験室におけるルーチンワークからの特別な要求に応じるために、１つのモジュールの内部に配設される複数のレーザ光源を、しばしば生起する具体的な適用に予め整合しておくことも可能である。共焦点顕微鏡に対しては、適用特異的モジュール（標準イメージングモジュール）として、例えば凡そ４９０ｎｍ、５７０ｎｍ及び６５０ｎｍの波長を放射するレーザ光源（複数）を備える１つのモジュールを使用することができる。とりわけ蛍光顕微鏡に対しては、いわゆる蛍光タンパク（ＦＰ）モジュールとしての凡そ４４０ｎｍ、５１０ｎｍ及び６９０ｎｍの波長（を放射するレーザ光源（複数））を有する１つのモジュール、青白（Bleich）モジュールとしての凡そ４７０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６３０ｎｍの波長（を放射するレーザ光源（複数））を有する更なる１つのモジュール、及び赤色色素のためのモジュールとしての凡そ４３０ｎｍ、６１０ｎｍ及び６７０ｎｍの波長（を放射するレーザ光源（複数））を有する更なる１つのモジュールを使用することができる。多くの適用に対して共通に必要とされる波長（複数）を有するレーザ光源（複数）をこのように１つのモジュールに適切に統合することによって、顕微鏡を構成変更するためのユーザの労力及びコストを最小に抑制することができる。

本発明の教示を有利な態様で構成及び発展する可能性は多々存在する。これについては、一方では、請求項１に従属する各請求項を、他方では、後述する図面に参照した本発明の有利な実施例の説明を参照されたい。図面を参照した本発明の有利な実施例の説明と関連して、本発明の教示の好ましい構成及び発展形態も一般的に説明する。

図１は、レーザ光ビームを生成するための本発明の装置の第１実施例に含まれる、１つのレーザ光源２を備えるモジュール１の一例を概略的に示す。モジュール１の寸法は、レーザ光源２を包囲するケーシング３によって規定される。モジュール１の光学的インターフェースは、ケーシング３に配設されたファイバコネクタ４により形成されているが、レーザ光源２から放射されるレーザ光ビーム５は、合焦レンズ６によって、ファイバコネクタ４に挿入されるべきグラスファイバケーブルのファイバ始端部の部位に合焦される。理解の容易化の観点から、レンズ６は、ファイバコネクタ４の前方に配置されているが、原理的には、合焦レンズ６は、ファイバコネクタ４に（一体的に）組み込まれるように構成することも可能である。

安全な作動を保証するために、モジュール１は、安全機構（不図示）を有する。安全機構は、具体的には、モジュール１の出射端７に配設されるシャッタとして構成される。このシャッタは、システムが正常に構成されている場合にのみ、光をモジュール１から出射することを可能にする。

図２は、グループ化された３つのレーザ光源２によって構成された１つのモジュール１の一例を概略的に示す。３つのレーザ光ビーム５は、モジュール１の内部において、（１つの）ミラー８と（２つの）ビーム合一要素（Strahlvereinigern）９から構成される適切な装置によって、１つにまとめられる（合一される）。合一された光ビーム１０は、図１に関連して既に説明したように、合焦レンズ６によって、モジュール１の光学的インターフェースとして機能するファイバコネクタ４に合焦される。

図３も、グループ化された３つのレーザ光源２を有する１つのモジュール１の一例を概略的に示すが、このモジュール１は、図２に示したモジュール１とは異なり、個々のレーザ光源２のレーザ光ビーム５が別々に外部に導かれる。これに応じて、モジュール１のケーシング３には、３つの光学的インターフェースが設けられる。

図４は、３つのレーザ光源２を有する１つのモジュール１の一例を示すが、このモジュール１では、これら３つのレーザ光源２のレーザ光ビーム５は、それぞれ、導光ファイバ１１を介して、別々に外部に伝送される。この場合、導光ファイバ１１は、モジュール１に固定的に取り付けられるが、ケーシング３において貫通案内される際に張力が掛らないようにして、モジュール１の内部から外部に導かれる。光学的インターフェースは、ファイバ端部に形成されるファイバコネクタ４によって構成される。図３の実施例と比べると、この実施例は、エネルギーの損失を必然的に伴う差込式コネクタ（接続部）を不要とすることができるという利点を提供する。レーザ光源２から出射するレーザ光ビーム５は、合焦レンズ６を介して、導光ファイバ１１に入射（供給）される。

図５は、モジュール１がそれぞれ装填される複数の収容スペース１３を有する収容ステーション１２の一例を示す。収容ステーション１２の紙面で最も右側に位置する収容スペース１３は、給電／制御ユニット１４を収容するよう構成される。

モジュール１は、それぞれ、各モジュール１に対して同じ給電、制御及び信号伝達システムの構築を可能にする統一的な電気的インターフェースを有する。収容ステーション１２の外部に記載されているモジュール１から、この電気的インターフェースが、ケーシング３の裏面にモジュール１から突出する差込式コネクタ（要素）（Steckkontakte）１５として構成されていることが明確に見いだすことができる。モジュール１を収容ステーション１２に挿入すると、当該モジュール１に属する電気的（差込式）コネクタが、収容スペース１３に相応に配置された（対応）コネクタ要素（複数）（Kontaktierungen）に自動的に接続される。

個々のモジュール１から出射する光は、差込式コネクタ（複数）（Steckverbindern）４を有する導光ファイバ（複数）１１を介して、外部のビーム合一装置１６に供給される。このビーム合一装置１６は、その内部に、複数のビーム合一要素（Strahlvereiniger）を有する。これらビーム合一要素は、ビーム合一装置１６の入射端１７が、それぞれ、１つの定義された波長領域の１つの波長を有する１つのレーザ光ビーム５を入射結合（差込入射）することを可能にするように、配置及び構成される。従って、ユーザは、個々のモジュール１からの導光ファイバ１１を、ビーム合一装置１６の適切な入射端に、伝送されるべき波長に応じて割りつけるだけでよい。ビーム合一装置１６の内部では、各入射端１７を介してそれぞれ入射（供給）されたレーザ光ビーム（複数）５が、自動的に合一され、１つの出射端７から、相応の広帯域グラスファイバ１８を介して、具体的適用、例えば共焦点顕微鏡に導かれる。ビーム合一装置１６の出射端７には、図示しないＡＯＴＦ（音響光学チューナブルフィルタ：acoustooptical tunable filter）が前置されるが、このＡＯＴＦによって、個々の波長（範囲）の強度を調整することができる。更に、ビーム合一装置１６は、出射端７に前置される保護シャッタ（不図示）を有する。

図示のモジュール１のいくつかは、細部においてのみ僅かに相違を有する。例えば、達成可能な最大強度又は現存する制御可能性の点においてのみ相違する。ある１つのモジュール１が、所定の特性（複数）を有するレーザ光源２を連続（発振）レーザ光源２として有し、別の１つのモジュール１が、同じ特性（複数）を有するレーザ光源２をパルス化（パルス発振）レーザ光源２として有することも可能である。そして、ユーザは、その都度、自分の具体的要求に適合する最も単純なモジュールの採用を決定することができるため、コスト及び／又は時間を節約することが可能になる。このため、ユーザは、例えば、５ｍＷの出力で波長４９０ｎｍを生成するモジュール１を、同じ波長を２０ｍＷの出力で生成するモジュール１の代わりに、選択することができる。

この実施例では、モジュール１（複数）は、モジュール１（複数）が完全に装填された収容ステーション１２の（隣り合う）任意の２つの波長間の間隔が、それぞれ、凡そ３０ｎｍ以下になるように選択される。このため、適正な励起波長を適切に選択することによって、各蛍光色素を実際上適切に励起することができる。なぜなら、（１つの）色素を最大に励起するための「適正な」波長の最大の間隔は、最大でも１５ｎｍだからである。これは、最大励起の典型的な幅である２０ｎｍから３０ｎｍよりも小さい。従って、モジュール１（複数）によって完全に装填された収容ステーション１２により、ユーザは、色素の励起スペクトルを個別に記録することができ、その際、異なる複数の波長のための測定点を、結合又は補間（内挿）することができる。このような波長に関する個別的な（離散的な）励起スペクトルは、画素毎に、個別にないしライン毎又は画像毎に記録することができ、更なる処理を適切に行うことができる。図示の実施例では、更に、波長の間隔は等間隔的（aequidistant）であるので、励起スペクトルは、ほぼ等間隔的波長における複数の測定点によって記録することができる。

図６は、図５と同じように、複数のモジュール１が挿入された収容ステーション１２を概略的に示す。図５のモジュール１とは異なり、モジュール１の電気的インターフェースは、ケーシング３に配設される差込式コネクタ１５によってではなく、差込式コネクタ２０を備えたケーブル１９（複数）によって構成される。給電線、制御線及び信号線として構成されたこれらのケーブル１９によって、個々のモジュール１は、給電／制御ユニット１４に接続される。更に、給電／制御ユニット１４が、電流供給のための差込式コネクタ２０に加えて、信号線及び制御線を外部から導入するための差込式コネクタ２０を有する様子を見いだすことができる。

各モジュール１は、該モジュール１の内部に配置されたレーザ光源２の数に応じて、３つの光学的インターフェースを有する。これらの光学的インターフェースは、ファイバコネクタ４として構成され、個々のレーザ光源２の光は、これら光学的インターフェースを介して出射される。光は、光学的インターフェースから導光ファイバ１１を介して、−上述したように−、ビーム合一装置１６に供給され、そこから、例えば顕微鏡にさらに導かれる。このように光が供給される装置としては、とりわけ共焦点走査顕微鏡、例えばラインスキャナ、ニポーシステムのようなセミ共焦点（semikonfokale）顕微鏡、又は点走査照明装置（Punktrasterbeleuchtung）が該当し得る。共焦点内視鏡（konfokale Endoskope）に導光することも、実用上極めて重要である。

レーザ光源２を相応にミニチュア化すれば、個々のモジュール１及び／又はビーム合一装置１６を有する収容ステーション１２を、共焦点顕微鏡の走査ヘッドに直接配置することができることに注意すべきである。この場合、重量とスペースを節約するためには、給電／制御ユニット１４は、収容ステーション１２の外部に分離して配置すべきであろう。更に、ビーム合一装置１６から出射する光は、自由ビーム（大気中へ出射される光束：Freistrahl）２１として出射されて、共焦点顕微鏡の照明（ピン）ホール絞りに直接合焦される。

なお、上述の各実施例は、特許により保護されるべき本発明の教示の単なる説明に過ぎず、本発明の教示をこれらの実施例に限定して解釈すべきではない。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す：
（形態１） 本発明の一視点により、上記の課題を解決するために、レーザ光ビームを生成するための装置が提供される。該装置は、モジュールと、該モジュールの外部のビーム合一装置とを含み、
前記モジュールは、少なくとも１つのレーザ光源と、該モジュールの外部に対して規定される機械的、電気的及び光学的インターフェースを含み、
前記外部のビーム合一装置は、所望の複数の入射端において、複数の前記モジュールからファイバコネクタを介して出射される複数のレーザ光源の複数のレーザ光ビームが入射されるよう構成されること、
前記外部のビーム合一装置は、前記複数のモジュールとは別のケーシングに配され、かつ、前記ファイバコネクタを介して前記複数のモジュールに着脱可能に結合されること、
前記外部のビーム合一装置は、該外部のビーム合一装置内において直列に又はグループ的に互いに並列に配置される複数のビーム合一要素を含むこと、
前記複数のビーム合一要素は、前記入射端から入射される前記複数のレーザ光ビームを入射結合するよう構成されること、
前記外部のビーム合一装置は、前記複数のビーム合一要素により結合されたレーザ光ビームを出射するための出射端を有すること、及び
該装置は、前記モジュールの装填又は挿入のための１又は複数の収容スペースを備える収容ステーションとして構成されることを特徴とする。
（形態２） 上記の装置において、前記モジュールは、ケーシングによって規定される寸法を有することが好ましい。
（形態３） 上記の装置において、前記レーザ光生成装置は、顕微鏡のための複数の照明光ビームを生成することが好ましい。
（形態４） 上記の装置において、個々のモジュールには、それぞれ独自の給電／制御ユニットが組み込まれることが好ましい。
（形態５） 上記の装置において、複数の前記モジュールに接続可能な１つの集中（セントラル）給電／制御ユニットを有することが好ましい。
（形態６） 上記の装置において、前記給電／制御ユニットは、前記収容ステーションに装填可能又は挿入可能に構成され、又は該収容ステーションと一体的に構成されることが好ましい。
（形態７） 上記の装置において、前記給電／制御ユニットは、外部の給電線、制御線及び信号線のための接続部（複数）を有することが好ましい。
（形態８） 上記の装置において、前記モジュールの前記電気的インターフェースは、差込式コネクタを備えたケーブルによって構成されることが好ましい。
（形態９） 上記の装置において、個々の前記モジュールは、給電線、制御線及び信号線を介して、前記給電／制御ユニットに接続可能に構成されることが好ましい。
（形態１０） 上記の装置において、前記モジュール（複数）には、給電線、制御線及び信号線が接続可能であることが好ましい。
（形態１１） 上記の装置において、前記モジュールの前記電気的インターフェースは、差込式コネクタによって構成されることが好ましい。
（形態１２） 上記の装置において、前記収容スペースには、差込式コネクタを機械的に受容するためのコネクタ要素（複数）が形成されることが好ましい。
（形態１３） 上記の装置において、前記コネクタ要素は、モジュールが収容スペースに完全に挿入された状態において、前記給電／制御ユニットに対する電気的及び／又は光学的接続が生成されるように構成されることが好ましい。
（形態１４） 上記の装置において、前記コネクタ要素は、（１つの）モジュールが挿入されると、前記収容ステーションに組み込まれたマイクロコントローラに、（１つの）信号が供給されるように構成されることが好ましい。
（形態１５） 上記の装置において、前記モジュールと前記給電／制御ユニットとの間の通信は、光学的に、無線電信的に、又はその他の類似の方法でワイヤレス的に実現されることが好ましい。
（形態１６） 上記の装置において、すべての収容スペースは、寸法及び採用されるインターフェースに関して同一に構成されることが好ましい。
（形態１７） 上記の装置において、予め設定可能な収容スペースのコネクタ要素は、モジュールの挿入が阻止されるように構成されることが好ましい。
（形態１８） 上記の装置において、前記レーザ光ビームは、前記モジュールの内部において、前記ファイバコネクタに合焦されることが好ましい。
（形態１９） 上記の装置において、前記レーザ光ビームは、前記モジュールの内部において、コリメートされて、前記ファイバコネクタに入射することが好ましい。
（形態２０） 上記の装置において、前記モジュールの前記ケーシングには、少なくとも１つのファイバ案内貫通部が形成され、及び前記ファイバコネクタは、前記ケーシングの外部に形成されることが好ましい。
（形態２１） 上記の装置において、前記モジュールには、少なくとも１つの出射ウィンドウが光学的インターフェースとして配されることが好ましい。
（形態２２） 上記の装置において、１つのモジュールの複数のレーザ光源の各々のレーザ光ビームを合一するために、該モジュールの内部にビーム合一要素が配設されることが好ましい。
（形態２３） 上記の装置において、前記ビーム合一要素は、バンドエッジフィルタとして構成されることが好ましい。
（形態２４） 上記の装置において、前記ビーム合一要素は、それぞれ、１つの定義された１つの波長領域の波長を有するレーザ光ビームを入射結合（差込入射）するよう構成されることが好ましい。
（形態２５） 上記の装置において、前記レーザ光源は、固体レーザ及び／又はファイバレーザとして構成されることが好ましい。
（形態２６） 上記の装置において、前記モジュールには、前記レーザ光源の特性を直接的又は間接的に安定化するための電子回路が設けられることが好ましい。
（形態２７） 上記の装置において、前記電子回路の制御によって、強度、波長、スペクトル幅、偏光、コヒーレンス長等の前記レーザ光源の特性は可変に構成されることが好ましい。
（形態２８） 上記の装置において、前記電子回路の制御によって、パルス時点、パルス持続時間、パルス形状、繰返し速度（Repetitionsrate）等のパルス化レーザ光源の特性は可変に構成されることが好ましい。

１つのレーザ光源を有するモジュールによってレーザ光ビームを生成するための本発明の装置の第１実施例の概略図。 ３つのレーザ光源に共通の光出射部ないしコネクタ（Lichtauskopplung）を有するモジュールの一例の概略図 ３つのレーザ光源と（該レーザ光源に）それぞれ独自の光出射コネクタを有するモジュールの一例の概略図 ３つのレーザ光源と、導光ファイバを介する（該レーザ光源に）それぞれ独自の光出射コネクタを有するモジュールの一例の概略図。 収容ステーションの一例の内部に配された複数のレーザモジュールの一例の概略図。 収容ステーションの一例の内部に複数のモジュールを有する本発明の装置の他の一実施例。

Claims (28)

1. レーザ光ビームを生成するための装置であって、
   該装置は、モジュール（１）と、該モジュールの外部のビーム合一装置（１６）とを含み、
   前記モジュール（１）は、少なくとも１つのレーザ光源（２）と、該モジュール（１）の外部に対して規定される機械的、電気的及び光学的インターフェースを含み、
   前記外部のビーム合一装置（１６）は、所望の複数の入射端（１７）において、複数の前記モジュール（１）からファイバコネクタ（４）を介して出射される複数のレーザ光源（２）の複数のレーザ光ビーム（５）が入射されるよう構成されること、
   前記外部のビーム合一装置（１６）は、前記複数のモジュール（１）とは別のケーシングに配され、かつ、前記ファイバコネクタ（４）を介して前記複数のモジュール（１）に着脱可能に結合されること、
   前記外部のビーム合一装置（１６）は、該外部のビーム合一装置（１６）内において直列に又はグループ的に互いに並列に配置される複数のビーム合一要素を含むこと、
   前記複数のビーム合一要素は、前記入射端（１７）から入射される前記複数のレーザ光ビーム（５）を入射結合するよう構成されること、
   前記外部のビーム合一装置（１６）は、前記複数のビーム合一要素により結合されたレーザ光ビームを出射するための出射端（７）を有すること、及び
   該装置は、前記モジュール（１）の装填又は挿入のための１又は複数の収容スペース（１３）を備える収容ステーション（１２）として構成されること
   を特徴とする装置。
2. 前記モジュール（１）は、ケーシング（３）によって規定される寸法を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記レーザ光生成装置は、顕微鏡のための複数の照明光ビームを生成すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 個々のモジュール（１）には、それぞれ独自の給電／制御ユニット（１４）が組み込まれること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
5. 複数の前記モジュール（１）に接続可能な１つの集中（セントラル）給電／制御ユニット（１４）を有すること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
6. 前記給電／制御ユニット（１４）は、前記収容ステーション（１２）に装填可能又は挿入可能に構成され、又は該収容ステーション（１２）と一体的に構成されること
   を特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記給電／制御ユニット（１４）は、外部の給電線、制御線及び信号線のための接続部（複数）を有すること
   を特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の装置。
8. 前記モジュール（１）の前記電気的インターフェースは、差込式コネクタ（２０）を備えたケーブル（１９）によって構成されること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。
9. 個々の前記モジュール（１）は、給電線、制御線及び信号線を介して、前記給電／制御ユニット（１４）に接続可能に構成されること
   を特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載の装置。
10. 前記モジュール（複数）（１）には、同一の給電線、制御線及び信号線が接続可能であること
    を特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記モジュール（１）の前記電気的インターフェースは、差込式コネクタ（１５）によって構成されること
    を特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置。
12. 前記収容スペース（１３）には、差込式コネクタ（１５）を機械的に受容するためのコネクタ要素（複数）が形成されること
    を特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記コネクタ要素は、モジュール（１）が収容スペース（１３）に完全に挿入された状態において、前記給電／制御ユニット（１４）に対する電気的及び／又は光学的接続が生成されるように構成されること
    を特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記コネクタ要素は、（１つの）モジュール（１）が挿入されると、前記収容ステーション（１２）に組み込まれたマイクロコントローラに、（１つの）信号が供給されるように構成されること
    を特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
15. 前記モジュール（１）と前記給電／制御ユニット（１４）との間の通信は、光学的に、無線電信的に、又はその他の類似の方法でワイヤレス的に実現されること
    を特徴とする請求項４〜１４の何れか一項に記載の装置。
16. すべての収容スペース（１３）は、寸法及び採用されるインターフェースに関して同一に構成されること
    を特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の装置。
17. 予め設定可能な収容スペース（１３）のコネクタ要素は、モジュール（１）の挿入が阻止されるように構成されること
    を特徴とする請求項１２〜１５の何れか一項に記載の装置。
18. 前記レーザ光ビーム（５）は、前記モジュール（１）の内部において、前記ファイバコネクタ（４）に合焦されること
    を特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の装置。
19. 前記レーザ光ビーム（５）は、前記モジュール（１）の内部において、コリメートされて、前記ファイバコネクタ（４）に入射すること
    を特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の装置。
20. 前記モジュール（１）の前記ケーシング（３）には、少なくとも１つのファイバ案内貫通部が形成され、及び前記ファイバコネクタ（４）は、前記ケーシング（３）の外部に形成されること
    を特徴とする請求項２〜１９の何れか一項に記載の装置。
21. 前記モジュール（１）には、少なくとも１つの出射ウィンドウが光学的インターフェースとして配されること
    を特徴とする請求項１〜２０の何れか一項に記載の装置。
22. １つのモジュール（１）の複数のレーザ光源（２）の各々のレーザ光ビーム（５）を合一するために、該モジュール（１）の内部にビーム合一要素が配設されること
    を特徴とする請求項１〜２１の何れか一項に記載の装置。
23. 前記ビーム合一要素は、バンドエッジフィルタとして構成されること
    を特徴とする請求項１〜２２の何れか一項に記載の装置。
24. 前記ビーム合一要素は、それぞれ、１つの定義された１つの波長領域の波長を有するレーザ光ビーム（５）を入射結合（差込入射）するよう構成されること
    を特徴とする請求項１〜２３の何れか一項に記載の装置。
25. 前記レーザ光源（２）は、固体レーザ及び／又はファイバレーザとして構成されること
    を特徴とする請求項１〜２４の何れか一項に記載の装置。
26. 前記モジュール（１）には、前記レーザ光源（２）の特性を直接的又は間接的に安定化するための電子回路が設けられること
    を特徴とする請求項１〜２５の何れか一項に記載の装置。
27. 前記電子回路の制御によって、強度、波長、スペクトル幅、偏光、コヒーレンス長等の前記レーザ光源（２）の特性は可変に構成されること
    を特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記電子回路の制御によって、パルス時点、パルス持続時間、パルス形状、繰返し速度（Repetitionsrate）等のパルス化レーザ光源（２）の特性は可変に構成されること
    を特徴とする請求項２６又は２７に記載の装置。

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