JP6997928B2 - 超解像撮像 - Google Patents
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Description
前方視野を有し、前方視野内の試料から発出する光を集光するように構成された対物レンズと、
集光した光によって試料の超解像撮像を実行するように構成された処理構成と、
対物レンズの前方に位置し、(i)視野の外側からの入力光を受光し、(ii)励起光を試料に向けるために導波路内の内部全反射を用いるように構成された導波路部品と
を備える。
視野の外側から対物レンズの前方に位置する導波路部品内への入力光を受光することと、
励起光を試料に向けるために導波路部品内の内部全反射を用いることと、
対物レンズによって試料からの光を集光することと、
集光した光によって超解像撮像を実行することと
を備える。
第1のコア領域および第1のコア領域と接する第1のクラッド領域であって、第1のコア領域が第1のクラッド領域よりも高い屈折率を有し、導波路部品を通る第1のコア光経路を画定するように構成された、第1のコア領域および第1のクラッド領域と、
第2のコア領域および第2のコア領域と接する第2のクラッド領域であって、第1のコア領域が第2のクラッド領域よりも高い屈折率を有し、導波路部品を通る第2のコア光経路を画定するように構成された、第2のコア領域および第2のクラッド領域と
を備えてよく、第1のコア領域は、試料の第1の領域に励起光を向けるように構成され、第2のコア領域は、試料の第1の領域とは異なる第2の領域に励起光を向けるように構成される。
Claims (20)
- 試料の超解像蛍光顕微鏡法撮像のための装置であって、
前方視野を有し、前記前方視野内の前記試料から発出する光を集光するように構成された対物レンズと、
前記集光した光によって前記試料の超解像蛍光顕微鏡法撮像を実行するように構成された処理構成と、
前記対物レンズの前方に位置する導波路部品であって、(i)前記前方視野の外側からの入力光を受光し、(ii)前記試料に励起光を向けるために前記導波路部品内の内部全反射を用いるように構成された導波路部品と、
第1の波長を有する入力光に、前記試料を第1の励起パターンで照射するように、第1の時間に、前記導波路部品内の第1の光学モードに対応する第1の光経路を辿らせ、
前記第1の波長を有する入力光に、前記試料を前記第1の励起パターンとは異なる第2の励起パターンで照射するように、前記第1の時間とは異なる第2の時間に、前記導波路部品内の前記第1の光学モードとは異なる第2の光学モードに対応する第2の光経路を辿らせるように構成された電子光経路制御システムと
を備える装置。 - 前記第1の時間および前記第2の時間は、前記超解像撮像の第1のフレームに関する露光期間内であり、前記装置は、前記第1のフレーム間において、前記第1の励起パターン単独で照射した場合よりも、前記試料のより均一な平均励起を提供するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の時間は、前記超解像撮像の第1のフレームに関する露光期間内であり、前記第2の時間は、前記第1の時間とは異なる前記超解像撮像の第2のフレームに関する露光期間内である、請求項1に記載の装置。
- 前記導波路部品に入力光を注入するように構成された光注入デバイスを更に備え、前記電子光経路制御システムは、前記第1の時間と前記第2の時間との間で前記入力光が前記導波路部品に入る位置または角度を変更するために、前記導波路部品に対して前記光注入デバイスを動かすように構成されたアクチュエータを備える、請求項1~3のいずれかに記載の装置。
- 前記電子光経路制御システムは、前記第1の時間に第1の値を有し、前記第2の時間に前記第1の値とは異なる第2の値を有するように、前記入力光の偏光または位相を変更するための構成を備える、請求項1~4のいずれかに記載の装置。
- 前記超解像撮像は、単一分子局在化法を備える、請求項1~5のいずれかに記載の装置。
- 前記超解像撮像は、変動光場ベースの超解像法を備える、請求項1~5のいずれかに記載の装置。
- 前記導波路部品はリブ導波路構造又はストリップ導波路構造を備える、請求項1~7のいずれかに記載の装置。
- 前記導波路部品は、第1のコア領域および前記第1のコア領域と接する第1のクラッド領域を備え、前記第1のコア領域は前記第1のクラッド領域よりも高い屈折率を有し、1または複数の光経路に沿って前記導波路部品を通るように光を導くように構成され、前記第1のクラッド領域は、前記試料を保持するための試料ウェルを画定するように形作られる、請求項1~8のいずれかに記載の装置。
- 前記導波路部品は、基板上にモノリシックに一体化された導波路構造を備える、請求項1~9のいずれかに記載の装置。
- 前記導波路部品は、第1のコア領域を備え、前記第1の光経路及び前記第2の光経路は前記第1のコア領域内の異なる経路である、請求項1~10のいずれかに記載の装置。
- 対物レンズの前方視野内に少なくとも部分的に位置する試料の超解像蛍光顕微鏡法撮像を実行するための方法であって、
前記前方視野の外側から前記対物レンズの前方に位置する導波路部品内への入力光を受光することと、
前記試料を第1の励起パターンで照射するように、第1の時間に、前記導波路部品内の第1の光学モードに対応する第1の光経路を辿るように第1の波長を有する入力光を向けることと、
前記試料を前記第1の励起パターンとは異なる第2の励起パターンで照射するように、前記第1の時間とは異なる第2の時間に、前記導波路部品内の前記第1の光学モードとは異なる第2の光学モードに対応する第2の光経路を辿るように前記第1の波長を有する入力光を向けることと、
前記試料に励起光を向けるために前記導波路部品内の内部全反射を用いることと、
前記対物レンズによって前記試料からの蛍光光を集光することと、
前記集光した光によって超解像蛍光顕微鏡法画像を生成することと
を備える方法。 - 前記第1の時間および前記第2の時間は、前記超解像画像の第1のフレームに関する露光期間内であり、前記第1の励起パターンと第2の励起パターンは、前記第1のフレーム間において、前記第1の励起パターン単独で照射した場合よりも、前記試料のより均一な平均励起を提供する、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の時間は、前記超解像画像の第1のフレームに関する露光期間内であり、前記第2の時間は、前記第1のフレームとは異なる前記超解像画像の第2のフレームに関する露光期間内である、請求項12に記載の方法。
- 単一分子局在化法を用いて前記超解像画像を生成することを備える、請求項12~14のいずれかに記載の方法。
- 変動光場ベースの超解像法を用いて前記超解像画像を生成することを備える、請求項12~14のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の波長を有する入力光を、前記導波路部品のリブ導波路構造又はストリップ導波路構造に沿って向ける、請求項12~16のいずれかに記載の方法。
- 前記導波路部品からの励起光を前記試料に向けることは、エバネッセント場から成る励起光のみを前記試料に向けることを備える、請求項12~17のいずれかに記載の方法。
- 前記導波路部品内に画定された試料ウェル内に試料を保持することを更に備える、請求項12~18のいずれかに記載の方法。
- 前記導波路部品からの励起光を前記試料に向けることは、前記導波路部品の端面から前記試料に励起光を向けることを備える、請求項12~19のいずれかに記載の方法。
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