JP6526678B2 - 偏光式のサンプル照明部を備えた走査顕微鏡 - Google Patents
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Description
Claims (31)
- サンプルの検査方法であって、
サンプルに照明光を印加して、該サンプルから出る検出光を検出器へ偏向し、
前記照明光を、音響光学素子を通して偏向し、該音響光学素子によって前記サンプルへの前記照明光の印加を一時的に中断可能にする、方法において、
前記サンプルを、第1の直線偏光方向を有する第1の照明光束と、前記第1の直線偏光方向と該第1の直線偏光方向とは異なる第2の直線偏光方向との間で連続的に切り換えられる直線偏光方向を有する第2の照明光束と、によって照明し、
前記第1の直線偏光方向の照明光を第1の光路に沿って走行させ、
前記第2の直線偏光方向の照明光を第2の光路に沿って走行させ、
前記音響光学素子によって前記第1の光路と前記第2の光路とを統合し、これにより、前記第1の直線偏光方向の照明光と前記第2の直線偏光方向の照明光とを同一線に統合して、サンプル照明のための共通の照明光路へ到達させ、
前記音響光学素子において、少なくとも1つの前記照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向を生じさせる、少なくとも1つの力学的な波を伝搬させる、
方法。 - 前記音響光学素子において、
a.前記第1の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第1の力学的な波を伝搬させ、又は、
b.前記第2の照明光束が前記第1の直線偏光方向を有する場合、前記第2の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第2の力学的な波を伝搬させ、又は、
c.前記第2の照明光束が前記第2の直線偏光方向を有する場合、前記第2の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第3の力学的な波を伝搬させる、
請求項1記載の方法。 - 前記音響光学素子は少なくとも1つのAOTF(音響光学チューナブルフィルタ)を含み、該AOTF内を1つもしくは複数の力学的な波が伝搬する、
請求項1又は2記載の方法。 - 前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束を同一線に統合したものを含む1次照明光束を、直線偏光状態に依存して、空間的に分割し、
それぞれ異なる直線偏光成分を相互に別個に前記第1の光路と前記第2の光路とへ偏向する、
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - a.前記サンプルの少なくとも一部の領域を前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束によって走査し、又は、
b.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の焦点を、ビーム偏向装置を用いて、前記サンプルの上方へ又は前記サンプルを通して移動させ、前記サンプルから出る検出光を検出する、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - a.前記サンプルへの前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の印加を、前記音響光学素子によって一時的に中断する、又は、
b.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方がサンプルのうち検査すべき領域外に位置する領域を照明してしまう場合、前記サンプルへの前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の印加を、前記音響光学素子によって、中断する、又は、
c.前記サンプルへの前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の印加を、前記音響光学素子によって、メアンダ状走査の折り返し領域又は戻り経路において中断する、
請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 - 前記音響光学素子によって、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の光出力を調整又は制御する、
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - a.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方をパルス制御する、又は、
b.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束を同じパルスシーケンス周波数でパルス制御する、又は、
c.前記第1の照明光束のパルスシーケンス周波数又は前記第2の照明光束のパルスシーケンス周波数は、40MHzから100MHzの領域にあり、又は80MHzである、
請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1の光路に沿って走行する前記第1の直線偏光方向の照明光は、第1の照明光パルス列を有し、前記第2の光路に沿って走行する前記第2の直線偏光方向の照明光は、第2の照明光パルス列を有し、
a.前記第2の照明光パルス列に対する前記第1の照明光パルス列の位相を調整又は制御する、又は、
b.前記第2の照明光パルス列に対する前記第1の照明光パルス列の位相をゼロへ調整又は制御する、
請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 - a.前記第1の光路の長さ及び前記第2の光路の長さの少なくとも一方を変化させることにより、前記位相を調整もしくは制御する、又は、
b.前記第1の光路に、前記第1の光路の長さを調整する第1の手段を配置し、又は、前記第2の光路に、前記第2の光路の長さを調整する少なくとも1つの第2の手段を配置し、前記第1の手段又は前記第2の手段は、位相を制御する制御回路の一部である、
請求項9記載の方法。 - a.前記位相を、統合された照明光の少なくとも一部を受信するセンサによって、又は、2光子吸収検出器によって、検出する、又は、
b.前記位相を、位相を制御する制御回路の一部であるセンサによって検出する、
請求項9又は10記載の方法。 - a.前記第2の照明光束の直線偏光状態を、10MHzから30MHzの領域の周波数、又は10MHzから20MHzの領域の周波数、又は20MHzの周波数で切り換える、又は、
b.前記第2の照明光束の直線偏光状態を、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方のパルスシーケンス周波数よりも小さい周波数で切り換える、
請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。 - a.コヒーレントラマン分光によるサンプル検査を行うため、又は、顕微鏡サンプルの少なくとも一部のラマン結像又はSRS結像を形成するために、前記第1の照明光束をストークス照明光束として用い、前記第2の照明光束をポンピング照明光束として用いる、又は、
b.コヒーレントラマン分光によるサンプル検査を行うため、又は、顕微鏡サンプルの少なくとも一部のラマン結像又はSRS結像を形成するために、前記第2の照明光束をストークス照明光束として用い、前記第1の照明光束をポンピング照明光束として用いる、
請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 - 請求項1から13までのいずれか1項記載の方法を実行する装置又は走査顕微鏡。
- サンプルを検査する装置又は走査顕微鏡又は共焦点走査顕微鏡であって、
サンプルに照明光が印加されて、該サンプルから出る検出光が検出器へ偏向され、
前記照明光が音響光学素子を通して偏向され、該音響光学素子によって前記サンプルへの前記照明光の印加が一時的に中断可能となる、装置において、
前記照明光は、第1の直線偏光方向を有する第1の照明光束と、切換装置又は音響光学変調器又は電気光学変調器によって前記第1の直線偏光方向と該第1の直線偏光方向とは異なる第2の直線偏光方向との間で連続的に切り換えられる直線偏光方向を有する第2の照明光束と、を含み、
前記第1の直線偏光方向の照明光は、第1の光路に沿って走行し、
前記第2の直線偏光方向の照明光は、第2の光路に沿って走行し、
前記音響光学素子が各光路を統合し、これにより、前記第1の直線偏光方向の照明光と前記第2の直線偏光方向の照明光とが同一線に統合されて、サンプル照明のための共通の照明光路に達し、
前記音響光学素子において、少なくとも1つの前記照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向を生じさせる少なくとも1つの力学的な波が伝搬する、
装置。 - 前記音響光学素子において、
a.前記第1の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第1の力学的な波が伝搬し、又は、
b.前記第2の照明光束が前記第1の直線偏光方向を有する場合、該第2の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第2の力学的な波が伝搬し、又は、
c.前記第2の照明光束が前記第2の直線偏光方向を有する場合、該第2の照明光束の屈曲によってサンプル照明のための前記照明光路への偏向が生じるように選定された周波数を有する第3の力学的な波が伝搬する、
請求項15記載の装置。 - 前記音響光学素子は少なくとも1つのAOTF(音響光学チューナブルフィルタ)を含み、該AOTF内を1つもしくは複数の力学的な波が伝搬する、
請求項15又は16記載の装置。 - 前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方を含む1次照明光束を形成する少なくとも1つの光源が設けられており、
偏光ビームスプリッタにより、前記1次照明光束が直線偏光状態に依存して空間的に分割され、それぞれ異なる直線偏光成分が相互に別個に前記第1の光路と前記第2の光路とへ偏向される、
請求項15から17までのいずれか1項記載の装置。 - a.前記サンプルを走査するために前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方を偏向するビーム偏向装置が設けられている、又は、
b.ビーム偏向装置によって、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の焦点を、前記サンプルの上方へ又は前記サンプルを通して移動させ、前記サンプルから出る検出光を検出する、
請求項15から18までのいずれか1項記載の装置。 - a.サンプルに照明光が印加されない場合、前記音響光学素子によって、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方が、中断される、又は、
b.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方が、サンプルのうち検査すべき領域外に位置する領域を照明してしまう場合、前記音響光学素子によって、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方が、中断される、又は、
c.前記音響光学素子によって、前記サンプルへの前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の印加が、メアンダ状走査の折り返し領域又は戻り経路において中断される、
請求項15から19までのいずれか1項記載の装置。 - 前記音響光学素子によって、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方の光出力が調整可能又は制御可能となる、
請求項15から20までのいずれか1項記載の装置。 - a.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方がパルス制御される、又は、
b.前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束が同じパルスシーケンス周波数でパルス制御される、又は、
c.前記第1の照明光束のパルスシーケンス周波数又は前記第2の照明光束のパルスシーケンス周波数が40MHzから100MHzの領域にあり、又は80MHzである、
請求項15から21までのいずれか1項記載の装置。 - 前記第1の光路に沿って走行する前記第1の直線偏光方向の照明光は、第1の照明光パルス列を有し、前記第2の光路に沿って走行する前記第2の直線偏光方向の照明光は、第2の照明光パルス列を有し、
a.前記第2の照明光パルス列に対する前記第1の照明光パルス列の位相が位相調整手段によって調整可能又は制御可能である、又は、
b.前記第2の照明光パルス列に対する前記第1の照明光パルス列の位相がゼロへ調整可能又は制御可能である、
請求項15から22までのいずれか1項記載の装置。 - 前記位相調整手段の一部として、前記第1の光路に該第1の光路の長さを調整する第1の手段が配置されており、又は、前記第2の光路に該第2の光路の長さを調整する少なくとも1つの第2の手段が配置されている、
請求項23記載の装置。 - a.前記位相を設定された値もしくは設定可能な値へ制御する制御回路が設けられている、又は、
b.前記位相をゼロへ制御する制御回路が設けられている、
請求項23又は24記載の装置。 - a.統合された照明光の少なくとも一部を受信するセンサ又は2光子吸収検出器が、前記制御回路の構成要素である、又は、
b.位相調整手段が前記制御回路の構成要素である、又は、
c.センサからの信号を受信して調整信号を位相調整手段へ出力する制御電子回路が前記制御回路の構成要素である、
請求項25記載の装置。 - a.前記第2の照明光束の直線偏光状態が、10MHzから30MHzの領域の周波数、又は10MHzから20MHzの領域の周波数、又は20MHzの周波数で切り換えられる、又は、
b.前記第2の照明光束の直線偏光状態が、前記第1の照明光束及び前記第2の照明光束の少なくとも一方のパルスシーケンス周波数よりも小さい周波数で切り換えられる、
請求項15から26までのいずれか1項記載の装置。 - a.コヒーレントラマン分光によるサンプル検査を行うため、又は、顕微鏡サンプルの少なくとも一部のラマン結像を形成するために、前記第1の照明光束がストークス照明光束として作用し、前記第2の照明光束がポンピング照明光束として作用する、又は、
b.コヒーレントラマン分光によるサンプル検査を行うため、又は、顕微鏡サンプルの少なくとも一部のラマン結像を形成するために、前記第2の照明光束がストークス照明光束として作用し、前記第1の照明光束がポンピング照明光束として作用する、
請求項15から27までのいずれか1項記載の装置。 - 請求項15から28までのいずれか1項記載の装置を製造するためのモジュールにおいて、
該モジュールは、第1の光路及び第2の光路の始点を定める偏光ビームスプリッタと、前記第1の光路及び前記第2の光路を統合する音響光学素子と、を含む、
ことを特徴とするモジュール。 - a.前記第1の光路に該第1の光路の長さを調整する第1の手段が配置されており、又は、前記第2の光路に該第2の光路の長さを調整する少なくとも1つの第2の手段が配置されている、又は、
b.前記第2の光路を伝搬するパルス列に対する、前記第1の光路を伝搬するパルス列の位相を制御する制御装置が設けられている、
請求項29記載のモジュール。 - 前記モジュールは、前記第1の光路に沿って伝搬する第1の照明光パルスと前記第2の光路に沿って伝搬する第2の照明光パルスとの時間的重なりの尺度量を求めるセンサ、特に2光子吸収検出器を含む、
請求項29又は30記載のモジュール。
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