JP5364253B2 - Laser introduction device for laser microscope and laser microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレーザ光をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置、およびこれを具備するレーザ顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to a laser introduction device for a laser microscope for introducing a plurality of laser beams into a laser microscope, and a laser microscope having the same.
近年、複数のレーザ光を用いるレーザ顕微鏡として、例えば、コヒーレントアンチストークスラマン散乱顕微鏡(以下、適宜、CARS顕微鏡と言う)が知られている。このCARS顕微鏡として、観察する標本の分子振動数に相当する波長差を有する2つのレーザ光を同軸に合成して、標本の同一位置に集光させることにより、標本から発生するCARS散乱光を検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, as a laser microscope using a plurality of laser beams, for example, a coherent anti-Stokes Raman scattering microscope (hereinafter, appropriately referred to as a CARS microscope) is known. As this CARS microscope, two laser beams having a wavelength difference corresponding to the molecular frequency of the specimen to be observed are coaxially synthesized and condensed at the same position of the specimen to detect CARS scattered light generated from the specimen. Is known (see, for example, Patent Document 1).
また、複数のレーザ光を用いる他のレーザ顕微鏡として、例えば、標本上で、1光子励起現象を発生させる2つのレーザ光源と、2光子励起現象を発生させる極短パルスレーザ光源とを用い、これら3つのレーザ光源のレーザ光を、共通の光路を経て標本の同一位置に選択的に集光させるようにしたレーザ顕微鏡も知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, as another laser microscope using a plurality of laser beams, for example, two laser light sources that generate a one-photon excitation phenomenon and an ultrashort pulse laser light source that generates a two-photon excitation phenomenon on a specimen are used. There is also known a laser microscope in which laser beams from three laser light sources are selectively focused on the same position of a specimen through a common optical path (see, for example, Patent Document 2).
このように、複数のレーザ光を標本の同一位置に集光させるレーザ顕微鏡においては、顕微鏡に設けられているレーザ光を標本に集光させるための集光レンズの光軸に対して、各レーザ光を所定の状態に調整して導入する必要がある。このような調整機構を有する外部レーザ導入装置として、例えば、レーザ顕微鏡の集光レンズの入射瞳をレーザ顕微鏡外部の外部瞳に投影する瞳投影光学系と、投影された外部瞳の光軸にレーザ光の光軸をほぼ一致させるための光軸合わせ機構と、外部瞳位置におけるレーザ光の波面曲率を調整するための波面極率調整機構とを有する外部レーザ導入装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。 In this way, in a laser microscope that condenses a plurality of laser beams at the same position of the specimen, each laser is focused on the optical axis of a condensing lens for condensing the laser light provided on the microscope onto the specimen. It is necessary to adjust and introduce light into a predetermined state. As an external laser introducing device having such an adjustment mechanism, for example, a pupil projection optical system that projects an entrance pupil of a condenser lens of a laser microscope onto an external pupil outside the laser microscope, and a laser on the optical axis of the projected external pupil There is known an external laser introduction device having an optical axis alignment mechanism for substantially matching the optical axes of light and a wavefront polarity adjustment mechanism for adjusting the wavefront curvature of laser light at an external pupil position (for example, (See Patent Document 3).
上記の特許文献3に開示の外部レーザ導入装置によると、レーザ顕微鏡の集光レンズの入射瞳をレーザ顕微鏡外部の外部瞳に投影し、この投影された外部瞳に対して、導入するレーザ光の光軸調整および波面曲率調整を行うので、集光レンズに対してレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整することができる。 According to the external laser introducing device disclosed in Patent Document 3 above, the entrance pupil of the condenser lens of the laser microscope is projected onto the external pupil outside the laser microscope, and the laser light to be introduced is introduced into the projected external pupil. Since the optical axis adjustment and the wavefront curvature adjustment are performed, the laser beam can be easily and quickly adjusted to a predetermined state with respect to the condenser lens.
しかしながら、上記特許文献3に開示の外部レーザ導入装置は、導入するレーザ光を個別に調整することはできるが、調整されたレーザ光を含む複数のレーザ光を、それらの相対関係を維持した状態で調整することはできない。このため、標本面における集光位置を変更する場合には、その都度、レーザ光毎に波面曲率を調整して集光位置を調整する必要があり、調整が煩雑になるとともに、時間がかかることが懸念される。 However, the external laser introducing device disclosed in Patent Document 3 can individually adjust the laser beams to be introduced, but maintains a relative relationship between a plurality of laser beams including the adjusted laser beams. Cannot be adjusted. For this reason, each time the condensing position on the specimen surface is changed, it is necessary to adjust the converging position by adjusting the wavefront curvature for each laser beam, which is complicated and takes time. Is concerned.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、レーザ顕微鏡に導入する複数のレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整できるレーザ顕微鏡用レーザ導入装置、およびこれを具備するレーザ顕微鏡を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a laser introduction device for a laser microscope that can easily and quickly adjust a plurality of laser beams to be introduced into a laser microscope, and a laser microscope including the same. It is to provide.
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、複数のレーザ光をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置であって、
1つのレーザ光の単独光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記レーザ光の導入状態を調整する単独レーザ調整手段と、
該単独レーザ調整手段を経た前記レーザ光を含む少なくとも2つのレーザ光の共通光路に、前記少なくとも2つのレーザ光に対して共通に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記少なくとも2つのレーザ光の導入状態を同時に調整する共通レーザ調整手段と、を有し、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、少なくとも、前記レーザ顕微鏡に設けられる前記複数のレーザ光を集光するレンズの瞳へのレーザ光の波面曲率を調整する波面曲率調整手段を有する、
ことを特徴とするものである。
The invention according to
A single laser adjusting means which is provided in a single optical path of one laser beam and adjusts the state of introduction of the laser beam into the laser microscope;
State of introduction of the at least two laser lights into the laser microscope provided in common to the at least two laser lights in a common optical path of at least two laser lights including the laser light that has passed through the single laser adjusting means A common laser adjustment means for simultaneously adjusting
The single laser adjustment means and said common laser adjusting device, even without less, the wavefront curvature adjusting means for adjusting the wavefront curvature of the laser beam of the plurality of laser light provided to the laser microscope to the pupil of the lens for focusing Have
It is characterized by this.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記波面曲率調整手段は、少なくとも光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系を有し、前記レンズを光軸方向に移動させることにより前記瞳へのレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to
The wavefront curvature adjusting means has a relay optical system including a lens that can move at least in the optical axis direction, and adjusts the wavefront curvature of the laser light to the pupil by moving the lens in the optical axis direction. it is characterized in that the configuration was.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記波面曲率調整手段は、少なくとも光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系を有し、前記レンズを光軸方向に移動させることにより前記瞳へのレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the laser introduction device for a laser microscope according to
The wavefront curvature adjusting means has a relay optical system including a lens that can move at least in the optical axis direction, and adjusts the wavefront curvature of the laser light to the pupil by moving the lens in the optical axis direction. It is characterized by comprising.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、前記瞳へのレーザ光の位置を調整する位置調整手段をさらに有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the laser introduction device for a laser microscope according to any one of
Each of the single laser adjusting unit and the common laser adjusting unit further includes a position adjusting unit that adjusts the position of the laser beam to the pupil .
請求項5に係る発明は、請求項4に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記位置調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記瞳へのレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the laser introduction device for a laser microscope according to claim 4 ,
The position adjusting means has a reflection optical system including a displaceable mirror for adjusting a reflection angle of the laser beam, and is configured to adjust the position of the laser beam to the pupil by displacing the mirror. It is characterized by.
請求項6に係る発明は、請求項4に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記位置調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記瞳へのレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the laser introduction device for a laser microscope according to claim 4 ,
The position adjusting means has a displaceable lens that refracts and transmits laser light, and displaces the lens so that its optical axis is decentered with respect to a reference optical axis, whereby the position of the laser light to the pupil It is characterized in that it is configured to adjust.
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、前記瞳へのレーザ光の角度を調整する角度調整手段を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 7 is the laser introduction device for a laser microscope according to any one of
Each of the single laser adjusting unit and the common laser adjusting unit includes an angle adjusting unit that adjusts an angle of the laser beam to the pupil .
請求項8に係る発明は、請求項7に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記角度調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記瞳へのレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 8 is the laser introduction device for a laser microscope according to claim 7 ,
The angle adjusting means has a reflection optical system including a displaceable mirror for adjusting the reflection angle of the laser beam, and is configured to adjust the angle of the laser beam to the pupil by displacing the mirror. It is characterized by.
請求項9に係る発明は、請求項7に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記角度調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記瞳へのレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 9 is the laser introduction device for a laser microscope according to claim 7 ,
The angle adjusting means has a displaceable lens that refracts and transmits laser light, and displaces the lens so that its optical axis is decentered with respect to a reference optical axis, whereby the angle of the laser light to the pupil It is characterized in that it is configured to adjust.
さらに、上記目的を達成する請求項10に係るレーザ顕微鏡の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置を具備する、ことを特徴とするものである。
Furthermore, the invention of the laser microscope according to
本発明によれば、1つのレーザ光の単独光路に、当該レーザ光のレーザ顕微鏡への導入状態を調整する単独レーザ調整手段を設け、このレーザ光を含む少なくとも2つのレーザ光の共通光路には、これら少なくとも2つのレーザ光のレーザ顕微鏡への導入状態を、それらの相対関係を維持した状態で調整する共通レーザ調整手段を設けたので、レーザ顕微鏡に導入する複数のレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整することが可能となる。 According to the present invention, the single optical path of one laser beam is provided with the single laser adjusting means for adjusting the state of introduction of the laser beam into the laser microscope, and the common optical path of at least two laser beams including this laser beam is provided. Since the common laser adjustment means for adjusting the introduction state of these at least two laser lights to the laser microscope is maintained while maintaining the relative relationship between them, the plurality of laser lights introduced into the laser microscope are brought into a predetermined state. It becomes possible to adjust easily and quickly.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の原理的構成を示す概念図である。このレーザ導入装置100は、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の2つのレーザ光を、ハーフミラーやダイクロイックミラー等からなる光路合成用光学素子1により光路を共通にして、図示しないレーザ顕微鏡に導入するものである。ここで、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2は、波長が異なる場合もあるし、同一波長の場合もある。これら、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2は、図示しないが、それぞれ独立したレーザ光源から得ることもできるし、1つのレーザ光源からのレーザ光を2分割し、その一方を第1レーザ光L1とし、他方を必要に応じて波長変換して第2レーザ光L2として得ることもできる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of a laser introducing device for a laser microscope according to a first embodiment of the present invention. This
本実施の形態では、第2レーザ光L2の単独光路に単独レーザ調整手段10を設けるとともに、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の共通光路に共通レーザ調整手段20を設けて、第1レーザ光L1は、光路合成用光学素子1を透過させた後、共通レーザ調整手段20を経てレーザ顕微鏡に導入し、第2レーザ光L2は、単独レーザ調整手段10を経て光路合成用光学素子1で反射させた後、共通レーザ調整手段20を経てレーザ顕微鏡に導入する。
In the present embodiment, the single laser adjusting means 10 is provided in the single optical path of the second laser light L2, and the common laser adjusting means 20 is provided in the common optical path of the first laser light L1 and the second laser light L2. The laser beam L1 is transmitted through the optical path synthesizing
図2は、図1に示す単独レーザ調整手段10および共通レーザ調整手段20の内部の概略構成図である。図2に示すように、単独レーザ調整手段10および共通レーザ調整手段20は、同様に構成する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the inside of the single
すなわち、単独レーザ調整手段10には、位置・角度調整手段11と波面曲率調整手段12とを設ける。位置・角度調整手段11には、入射する第2レーザ光L2を順次反射させる、互いに直交する軸を中心に回動変位可能な2つのミラー11a,11bを有する反射光学系を設け、これらミラー11a,11bによる第2レーザ光L2の反射方向を調整することにより、予め設定した共通光路における光軸と直交する基準面2における第2レーザ光L2の位置、および基準面2への角度を調整可能に構成する。なお、図2では、図面を明瞭とするため、ミラー11a,11bを同一方向に回動変位可能に図示している。
That is, the single
また、波面曲率調整手段12には、2群のレンズ12a,12bを有するリレー光学系を設け、その入射側のレンズ12aを移動ステージ12cにより光軸方向に移動させることにより、基準面2における第2レーザ光L2の波面曲率を調整可能に構成する。
Further, the wavefront curvature adjusting means 12 is provided with a relay optical system having two groups of
同様に、共通レーザ調整手段20にも、反射光学系を構成する2つのミラー21a,21bを有する位置・角度調整手段21と、リレー光学系を構成する2群のレンズ22a,22bおよび移動ステージ22cを有する波面曲率調整手段22とを設ける。この共通レーザ調整手段20は、位置・角度調整手段21の2つのミラー21a,21bにより、入射する第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の基準面2における位置および基準面2への角度を調整するように構成するとともに、波面曲率調整手段22の移動ステージ22cを介して入射側のレンズ22aを光軸方向に移動させることにより、同様に、入射する第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の波面曲率を調整するように構成する。
Similarly, the common
ここで、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の位置は、図3に示すように、基準面2に2次元のXY座標軸を設定すれば、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の基準面2における交点の座標、すなわち第1レーザ光L1については(x1、y1)、第2レーザ光L2については(x2、y2)を、各レーザ光の位置として定義することができる。
Here, the positions of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 on the
また、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の角度は、図4に示すように、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2と基準面2の法線とのなす角度をθ1およびθ2、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の基準面2への写像とX軸またはY軸とのなす角度をψ1およびψ2とすると、第1レーザ光L1については(θ1、ψ1)、第2レーザ光L2については(θ2、ψ2)として定義することができる。
Further, the angles of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 on the
さらに、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の波面曲率は、図5に示すように、第1レーザ光L1については、基準面2における位置(x1、y1)での波面曲率R1として定義することができ、第2レーザ光L2については、基準面2における位置(x2、y2)での波面曲率R2として定義することができる。
Furthermore, the wavefront curvatures of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 on the
本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段10の位置・角度調整手段11を構成する2つのミラー11a,11bにより第2レーザ光L2の反射方向を調整することにより、基準面2における第2レーザ光L2の位置(x2,y2)および角度(θ2,ψ2)を、例えば、基準面2における第1レーザ光L1の位置(x1,y1)および角度(θ1,ψ1)とそれぞれ一致するように、独立して調整することができる。同様に、単独レーザ調整手段10の波面曲率調整手段12を構成するリレー光学系の入射側のレンズ12aを移動ステージ12cにより光軸方向に移動させることにより、基準面2における第2レーザ光L2の波面曲率R2を、例えば、基準面2における第1レーザ光L1の波面曲率R1と一致するように、独立して調整することができる。
According to the present embodiment, by adjusting the reflection direction of the second laser light L2 by the two
また、共通レーザ調整手段20の位置・角度調整手段21を構成する2つのミラー21a,21bにより第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の反射方向を調整することにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の位置および角度を、例えば、基準面2において光軸と一致するように同時に調整することができる。同様に、共通レーザ調整手段20の波面曲率調整手段22を構成するリレー光学系の入射側のレンズ22aを移動ステージ22cにより光軸方向に移動させることにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、基準面2における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の波面曲率を同時に調整することができる。
Further, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are adjusted by adjusting the reflection directions of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 by the two
したがって、本実施の形態によれば、例えば、単独レーザ調整手段10により、基準面2において、第2レーザ光L2が第1レーザ光L1と同じ状態となるように調整し、さらに、共通レーザ調整手段20により、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2が、共通光路の光軸と一致し、かつ所望の波面曲率を有するように調整することにより、レーザ顕微鏡に導入する第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を、同一位置で集光するように簡単かつ迅速に調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, for example, the single
ここで、基準面2は、好ましくは、図6に示すように、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の導入対象であるレーザ顕微鏡30に設けられるレーザ光を集光する集光レンズ31の瞳位置31aに一致させて設定する。なお、瞳位置31aは、実際の集光レンズ31の瞳位置に限らず、それと光学的に共役な位置であっても良いことは勿論である。
Here, as shown in FIG. 6, the
このように、基準面2を集光レンズ31の瞳位置31aに設定すれば、集光レンズ31により集光される第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置Pは、瞳位置31aにおける第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の位置、角度および波面曲率に応じて変化することになる。したがって、単独レーザ調整手段10および共通レーザ調整手段20により、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を、瞳位置31aにおいて所望の状態となるように調整することにより、集光レンズ31による第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置Pを、所望の位置に簡単かつ迅速に調整することができる。
Thus, if the
具体的には、図7(a)に示すように、集光レンズ31の瞳位置31aにおける、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の位置または角度を、例えば、破線で示す状態から実線で示す状態に調整することにより、集光レンズ31による集光面内において、X方向またはY方向に集光位置をP1からP2に調整することができる。また、図7(b)に示すように、瞳位置31aにおける第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の波面曲率を、例えば、破線で示す状態から実線で示す状態に調整することにより、光軸(Z)方向に集光位置をP3からP4に調整することができる。
Specifically, as shown in FIG. 7A, the positions or angles of the first laser light L1 and the second laser light L2 at the
なお、使用する二つのレーザ光のうちの一方が、より頻繁に波長、パルス幅、ビーム位置などの発振パラメータの変更を伴う場合には、より頻繁に発振パラメータの変更を伴うレーザを、単独レーザ調整手段10を透過する第2レーザ光L2に設定する方が、その発振パラメータの変更の際に単独レーザ調整手段10の調整だけで済むことが多くなるので、好ましいことがある。
If one of the two laser beams to be used is more frequently accompanied by changes in the oscillation parameters such as wavelength, pulse width, beam position, etc., a laser with more frequent changes in the oscillation parameters is replaced with a single laser. It may be preferable to set the second laser light L2 that passes through the adjusting means 10 because only the adjustment of the single laser adjusting means 10 is often required when changing the oscillation parameter.
(第2実施の形態)
図8は、本発明の第2実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の概略構成図である。このレーザ導入装置200は、第1実施の形態のレーザ導入装置100において、光路合成用光学素子1に至る第1レーザ光L1の単独光路にも、単独レーザ調整手段40を設けたものである。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a laser introducing device for a laser microscope according to the second embodiment of the present invention. This
単独レーザ調整手段40には、単独レーザ調整手段10および共通レーザ調整手段20と同様に、反射光学系を構成する2つのミラー41a,41bを有する位置・角度調整手段41と、リレー光学系を構成する2群のレンズ42a,42bおよび移動ステージ42cを有する波面曲率調整手段42とを設ける。この単独レーザ調整手段40は、位置・角度調整手段41の2つのミラー41a,41bにより、入射する第1レーザ光L1の基準面2における位置および基準面2への角度を調整するように構成するとともに、波面曲率調整手段42の移動ステージ42cを介して入射側のレンズ42aを光軸方向に移動させることにより、基準面2における第1レーザ光L1の波面曲率を調整するように構成する。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一構成要素には、同一参照符号を付して説明を省略する。
Similarly to the single
したがって、本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段40により、第1レーザ光L1の基準面2における位置、角度および波面曲率を独立して調整でき、単独レーザ調整手段10により、第2レーザ光L2の基準面2における位置、角度および波面曲率を独立して調整でき、共通レーザ調整手段20により、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の基準面2における位置、角度および波面曲率を、同時に調整することができるので、第1実施の形態と同様に、レーザ顕微鏡に導入する第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を、同一位置で集光するように簡単かつ迅速に調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the position, angle, and wavefront curvature of the first laser light L1 on the
なお、本実施の形態においても、基準面2を、好ましくは、図9に示すように、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の導入対象であるレーザ顕微鏡30に設けられるレーザ光を集光する集光レンズ31の瞳位置31a、またはそれと共役な位置に一致させて設定する。
Also in the present embodiment, the
このようにすれば、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の瞳位置31aにおける位置、角度、波面曲率を、対応する単独レーザ調整手段40および10でそれぞれ調整することにより、レーザ顕微鏡30における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置Pを個別に調整することができる。また、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の瞳位置31aにおける位置、角度、波面曲率を、共通レーザ調整手段20で調整することにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、レーザ顕微鏡30における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置Pを同時に調整することができる。
In this way, the position, angle, and wavefront curvature of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 at the
(第3実施の形態)
図10は、本発明の第3実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。このレーザ顕微鏡50は、図6に示した第1実施の形態のレーザ導入装置100を具備するもので、該レーザ導入装置100に第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を同時に、または選択的に導入して、共通レーザ調整手段20から出射されるレーザ光を、ガルバノスキャナ51、リレーレンズ52a,52bおよび集光レンズ53を経て標本54に集光して、標本54をガルバノスキャナ51により二次元走査するようにしたものである。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a laser microscope including a laser introduction device according to the third embodiment of the present invention. The
本実施の形態では、集光レンズ53の瞳位置53aを基準面として、該基準面において、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2が所望の状態となるようにレーザ導入装置100により調整する。
In the present embodiment, the
したがって、本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段10を用いて、瞳位置53aにおける第2レーザ光L2の位置、角度、波面曲率を調整することにより、標本54に対する第2レーザ光L2の集光位置を、例えば第1レーザ光L1の集光位置と一致するように調整することができる。また、共通レーザ調整手段20を用いて、瞳位置53aにおける第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の位置、角度、波面曲率を調整することにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、標本54に対する第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置を同時に調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the position, angle, and wavefront curvature of the second laser light L2 at the
具体的には、図11にフローチャートを示すように、先ず、単独レーザ調整手段10の位置・角度調整手段11および/または波面曲率調整手段12により、標本54に対する第2レーザ光L2の集光位置が、第1レーザ光L1の集光位置に一致するように調整する(ステップS1)。その後、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光スポットの重なり状態を保ったまま、共通レーザ調整手段20の位置・角度調整手段21および/または波面曲率調整手段22により、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置を調整する(ステップS2)。これにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を、標本54の所望の位置に集光するように、簡単かつ迅速に調整することができる。
Specifically, as shown in the flowchart in FIG. 11, first, the condensing position of the second laser beam L2 with respect to the
(第4実施の形態)
図12は、本発明の第4実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。このレーザ顕微鏡60は、図8に示した第2実施の形態のレーザ導入装置200を具備するもので、該レーザ導入装置200に第1レーザ光L1および第2レーザ光L2を同時に、または選択的に導入して、共通レーザ調整手段20から出射されるレーザ光を、ガルバノスキャナ61、リレーレンズ62a,62bおよび集光レンズ63を経て標本64に集光して、標本64をガルバノスキャナ61により二次元走査するようにしたものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a laser microscope including a laser introduction device according to the fourth embodiment of the present invention. This
本実施の形態においても、集光レンズ63の瞳位置63aを基準面として、該基準面において、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2が所望の状態となるようにレーザ導入装置200により調整する。
Also in the present embodiment, the pupil position 63a of the condensing
したがって、本実施の形態によれば、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の瞳位置63aにおける位置、角度、波面曲率を、対応する単独レーザ調整手段40および10でそれぞれ調整することにより、レーザ顕微鏡60における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置を個別に調整することができる。また、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の瞳位置63aにおける位置、角度、波面曲率を、共通レーザ調整手段20で調整することにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の相対関係を維持した状態で、レーザ顕微鏡60における第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の集光位置を同時に調整することができる。これにより、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の標本64に対する集光位置を、自由に調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the position, angle, and wavefront curvature of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 at the pupil position 63a are adjusted by the corresponding single
具体的には、図13にフローチャートを示すように、集光位置を調整する対象レーザ光に応じて(ステップS11)、単独レーザ調整手段10、単独レーザ調整手段40または共通レーザ調整手段20による調整を行う。すなわち、調整対象が第1レーザ光L1の場合には、その集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて(ステップS12)、面内方向の場合には、単独レーザ調整手段40の位置・角度調整手段41で調整し(ステップS13)、光軸方向の場合には、単独レーザ調整手段40の波面曲率調整手段42で調整する(ステップS14)。
Specifically, as shown in the flowchart in FIG. 13, the adjustment by the single
また、調整対象が第2レーザ光L2の場合には、その集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて(ステップS15)、面内方向の場合には、単独レーザ調整手段10の位置・角度調整手段11で調整し(ステップS16)、光軸方向の場合には、単独レーザ調整手段10の波面曲率調整手段12で調整する(ステップS17)。 When the adjustment target is the second laser beam L2, depending on whether the adjustment direction of the condensing position is in the in-plane direction or the optical axis direction (step S15), in the in-plane direction, single laser adjustment is performed. Adjustment is made by the position / angle adjustment means 11 of the means 10 (step S16), and in the case of the optical axis direction, adjustment is made by the wavefront curvature adjustment means 12 of the single laser adjustment means 10 (step S17).
さらに、調整対象が第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の場合には、それらの集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて(ステップS18)、面内方向の場合には、共通レーザ調整手段20の位置・角度調整手段21で調整し(ステップS19)、光軸方向の場合には、共通レーザ調整手段20の波面曲率調整手段22で調整する(ステップS20)。 Further, when the adjustment targets are the first laser beam L1 and the second laser beam L2, depending on whether the adjustment direction of the condensing position is the in-plane direction or the optical axis direction (step S18), In this case, adjustment is made by the position / angle adjustment means 21 of the common laser adjustment means 20 (step S19), and in the case of the optical axis direction, adjustment is made by the wavefront curvature adjustment means 22 of the common laser adjustment means 20 (step S20). .
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、単独レーザ調整手段および共通レーザ調整手段のそれぞれの位置・角度調整手段を、互いに直交する軸を中心に回動変位可能な2つのミラーにより構成したが、図14(a)〜(c)に示すように、2群のレンズ72aおよび72bの一方のレンズ、例えば出射側のレンズ72bを変位可能に構成し、該レンズ72bを変位させて、その光軸O1を基準光軸O0に対して偏心させることにより、基準面におけるレーザ光Lの位置や角度を調整するように構成することもできる。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the above embodiment, each of the position / angle adjustment means of the single laser adjustment means and the common laser adjustment means is constituted by two mirrors that can be rotated and displaced about axes orthogonal to each other. as shown in a) ~ (c), one of the lenses of the second group of
また、波面曲率調整手段は、光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系に限らず、少なくともレーザ光を反射させる形状可変ミラーを有し、この形状可変ミラーの反射面形状を変化させることにより基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成することもできる。 The wavefront curvature adjusting means is not limited to a relay optical system including a lens movable in the optical axis direction, and has at least a shape variable mirror that reflects laser light, and changes the shape of the reflection surface of the shape variable mirror. Thus, the wavefront curvature of the laser beam on the reference plane can be adjusted.
また、上記実施の形態では、第1レーザ光L1および第2レーザ光L2の2つのレーザ光を導入するようにしたが、3つ以上のレーザ光を導入する場合も、本発明を有効に適用することができる。例えば、3つのレーザ光を導入する場合には、2つのレーザ光の各々の単独光路にそれぞれ単独レーザ調整手段を設けるとともに、3つのレーザ光の共通光路に共通レーザ調整手段を設けるか、あるいは、3つのレーザ光の各々の単独光路にそれぞれ単独レーザ調整手段を設けるとともに、3つのレーザ光の共通光路に共通レーザ調整手段を設けることにより、レーザ顕微鏡において、3つのレーザ光を所望の位置に集光することができる。 In the above embodiment, the two laser beams, the first laser beam L1 and the second laser beam L2, are introduced. However, the present invention is effectively applied to the case where three or more laser beams are introduced. can do. For example, when three laser beams are introduced, a single laser adjustment unit is provided in each single optical path of the two laser beams and a common laser adjustment unit is provided in a common optical path of the three laser beams, or A single laser adjustment unit is provided in each single optical path of the three laser beams, and a common laser adjustment unit is provided in the common optical path of the three laser beams, so that the three laser beams are collected at desired positions in the laser microscope. Can be light.
さらに、上記実施の形態では、単独レーザ調整手段および共通レーザ調整手段を、それぞれレーザ光の位置、角度、波面曲率の3つの調整対象項目を調整可能に構成したが、これら3つの調整対象項目のうち、任意の1つ、例えば、レーザ顕微鏡に対するレーザ光の焦点位置のみを調整可能に構成したり、任意の2つの項目を調整可能に構成したりすることもできる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the single laser adjustment unit and the common laser adjustment unit are configured to be able to adjust three adjustment target items of the position, angle, and wavefront curvature of the laser beam, respectively. Of these, only one, for example, the focal position of the laser beam with respect to the laser microscope can be adjusted, or any two items can be adjusted.
1 光路合成用光学素子
2 基準面
10,40 単独レーザ調整手段
20 共通レーザ調整手段
11,21,41 位置・角度調整手段
12,22,42 波面曲率調整手段
11a,11b,21a,21b,41a,42b ミラー
12a,12b,22a,22b,42a,42b レンズ
12c,22c,42c 移動ステージ
30,50,60 レーザ顕微鏡
31,53,63 集光レンズ
31a,53a,63a 瞳位置
54,64 標本
72a,72b レンズ
100,200 レーザ導入装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
1つのレーザ光の単独光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記レーザ光の導入状態を調整する単独レーザ調整手段と、
該単独レーザ調整手段を経た前記レーザ光を含む少なくとも2つのレーザ光の共通光路に、前記少なくとも2つのレーザ光に対して共通に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記少なくとも2つのレーザ光の導入状態を同時に調整する共通レーザ調整手段と、を有し、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、少なくとも、前記レーザ顕微鏡に設けられる前記複数のレーザ光を集光するレンズの瞳へのレーザ光の波面曲率を調整する波面曲率調整手段を有する、
ことを特徴とするレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。 A laser introduction device for a laser microscope for introducing a plurality of laser beams into a laser microscope,
A single laser adjusting means which is provided in a single optical path of one laser beam and adjusts the state of introduction of the laser beam into the laser microscope;
State of introduction of the at least two laser lights into the laser microscope provided in common to the at least two laser lights in a common optical path of at least two laser lights including the laser light that has passed through the single laser adjusting means A common laser adjustment means for simultaneously adjusting
The single laser adjustment means and said common laser adjusting device, even without less, the wavefront curvature adjusting means for adjusting the wavefront curvature of the laser beam of the plurality of laser light provided to the laser microscope to the pupil of the lens for focusing Have
A laser introducing device for a laser microscope characterized by the above.
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