RU199542U1 - Hyperspectral optical microscope attachment - Google Patents
Hyperspectral optical microscope attachment Download PDFInfo
- Publication number
- RU199542U1 RU199542U1 RU2020110450U RU2020110450U RU199542U1 RU 199542 U1 RU199542 U1 RU 199542U1 RU 2020110450 U RU2020110450 U RU 2020110450U RU 2020110450 U RU2020110450 U RU 2020110450U RU 199542 U1 RU199542 U1 RU 199542U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hyperspectral
- matrix
- optical
- possibility
- attachment
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- HNJJXZKZRAWDPF-UHFFFAOYSA-N methapyrilene Chemical compound C=1C=CC=NC=1N(CCN(C)C)CC1=CC=CS1 HNJJXZKZRAWDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 19
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 9
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/14—Generating the spectrum; Monochromators using refracting elements, e.g. prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/18—Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области оптического приборостроения и касается гиперспектральной насадки для оптического микроскопа. Гиперспектральная насадка содержит корпус, выполненный с возможностью установки на входе видеовыхода штатного микроскопа. Внутри корпуса последовательно установлены светоделительный кубик, выполненный с возможностью подачи части падающего на него оптического излучения на фотоприемную матрицу, а остальной части на щель, за которой последовательно установлены коллиматор, призма, проекционный объектив и приемная матрица гиперспектрометра. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного построения гиперспектрального и видеоизображений и получения оптического спектра во всех точках наблюдаемого изображения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of optical instrumentation and concerns a hyperspectral attachment for an optical microscope. The hyperspectral attachment contains a housing designed to be installed at the video output input of a standard microscope. Inside the housing, a beamsplitter cube is sequentially installed, made with the possibility of supplying a part of the incident optical radiation to the photodetector matrix, and the rest to the slit, behind which a collimator, a prism, a projection lens and a hyperspectrometer receiving matrix are sequentially installed The technical result consists in providing the possibility of simultaneous construction of hyperspectral and video images and obtaining an optical spectrum at all points of the observed image. 3 C.p. f-ly, 1 dwg
Description
Техническое решение относится к области применения гиперспектральной технологии в оптической микроскопии.The technical solution relates to the field of hyperspectral technology application in optical microscopy.
Известно (GB, патент 2497650, опубл. 19.06.2013) акустооптическое (АО) устройство. Оно содержит кристалл АО-взаимодействия для приема и распространения светового луча в направлении оптического распространения (OPD). На одной поверхности кристалла АО-взаимодействия расположен пьезоэлектрический преобразователь, преднаначенный для приема электрического сигнала и излучения акустической волны в кристалл АО-взаимодействия, на пьезоэлектрическом преобразователе расположен электрод, выполняющий функцию ввода электрического сигнала в пьезоэлектрический преобразователь. Электрод представляет собой узорчатый электрод, который включает в себя множество различных поперечных краевых положений, охватывающих диапазон положений, по меньшей мере, пяти процентов от средней высоты (Havg) электрода.Known (GB, patent 2497650, publ. 19.06.2013) acousto-optic (AO) device. It contains an AO interaction crystal for receiving and propagating a light beam in the optical propagation direction (OPD). On one surface of the AO interaction crystal, there is a piezoelectric transducer designed to receive an electric signal and emit an acoustic wave into the AO interaction crystal; an electrode is located on the piezoelectric transducer, which performs the function of inputting an electric signal into the piezoelectric transducer. The electrode is a patterned electrode that includes a plurality of different lateral edge positions spanning a range of positions of at least five percent of the average height (Havg) of the electrode.
Известно (WO, заявка 2007/115074, опубл. 11.10.2007) акустооптическое (АО) устройство для генерирования высокоаподизированного акустического волнового поля, содержащее кристалл пьезоэлектрического преобразователя для излучения акустической волны, имеющий заземляющий электрод, расположенный на одной стороне пьезоэлектрического кристалла, и узорчатый электродный слой, расположенный на стороне пьезоэлектрического кристалла напротив заземляющего электрода. Узорчатый электродный слой включает в себя непрерывную область вблизи его центра и прерывистую область, рисунок в прерывистой области, включающий в себя множество разнесенных элементов, электрически соединенных с непрерывной областью. Кристалл взаимодействия АО, который принимает акустическую волну, прикреплен к заземляющему электроду или слою узорчатого электрода. Размеры элементов в шаблоне достаточно малы, чтобы обеспечить условие тонкой структуры в дальнем поле для акустической волны в кристалле АО взаимодействия, лежащем в области прерывистой области, начинающейся <5 мм, измеренной на границе раздела между пьезоэлектрическим кристаллом и кристалл взаимодействия АО.It is known (WO, application 2007/115074, publ. 11.10.2007) an acousto-optic (AO) device for generating a highly apodized acoustic wave field, containing a crystal of a piezoelectric transducer for emitting an acoustic wave, having a ground electrode located on one side of the piezoelectric crystal, and a patterned electrode a layer located on the side of the piezoelectric crystal opposite the ground electrode. The patterned electrode layer includes a continuous region near its center and a discontinuous region, a pattern in the discontinuous region including a plurality of spaced apart elements electrically connected to the continuous region. An AO interaction crystal that receives the acoustic wave is attached to a ground electrode or patterned electrode layer. The dimensions of the elements in the template are small enough to provide the condition of a fine structure in the far field for an acoustic wave in an AO interaction crystal lying in the discontinuous region beginning <5 mm, measured at the interface between the piezoelectric crystal and the AO interaction crystal.
Известна (WO, заявка 2009/029950, опубл. 05.03.2009) система дистанционного формирования изображения, содержащая: акустооптический перестраиваемый фильтр (AOTF), содержащий кристалл пьезоэлектрического преобразователя для излучения акустической волны, заземляющий электрод которого расположен на одной стороне указанного пьезоэлектрического кристалла; узорчатый электродный слой, расположенный на стороне указанного пьезоэлектрического кристалла напротив упомянутого заземляющего электрода, причем указанный узорчатый электродный слой включает в себя непрерывную область вблизи его центра и прерывистую область, причем рисунок в упомянутой прерывистой области содержит множество разнесенных элементов, электрически соединенных с указанная непрерывная область и кристалл АО-взаимодействия, принимающий упомянутую акустическую волну, прикрепленную к указанному заземляющему электроду или указанному слою узорчатого электрода, причем размеры элементов упомянутых элементов в указанном шаблоне достаточно малы, чтобы обеспечить состояние в тонкой структуре в дальнем поле для упомянутой акустической волны в указанной Кристалл взаимодействия АО, лежащий в основе упомянутой несплошной области начала <10 мм, измеренный от границы раздела между пьезоэлектрическим кристаллом и кристаллом взаимодействия АО, упомянутый АОФТ для настраиваемой передачи по меньшей мере одной оптической длины волны от оптического луча, падающего на упомянутый кристалл АО, содержащий диапазон оптических длин волн; радиочастотный (РЧ) источник питания, обеспечивающий переменную РЧ-частоту, соединенную между указанными электродами, для настройки длины волны передачи упомянутого AOTF, и датчик изображения, соединенный для приема упомянутой, по меньшей мере, одной длины волны, передаваемой упомянутым AOTF.Known (WO, application 2009/029950, publ. 03/05/2009) a remote imaging system comprising: an acousto-optic tunable filter (AOTF) containing a piezoelectric transducer crystal for emitting an acoustic wave, the ground electrode of which is located on one side of the said piezoelectric crystal; a patterned electrode layer located on the side of said piezoelectric crystal opposite said ground electrode, said patterned electrode layer including a continuous region near its center and a discontinuous region, the pattern in said discontinuous region comprising a plurality of spaced apart elements electrically connected to said continuous region and an AO interaction crystal receiving said acoustic wave attached to said ground electrode or said layer of a patterned electrode, and the dimensions of the elements of said elements in said template are small enough to provide a state in a fine structure in the far field for said acoustic wave in said AO interaction crystal underlying said discontinuous onset region <10 mm, measured from the interface between the piezoelectric crystal and the AO interaction crystal, said AOFT for tunable transmission at least at least one optical wavelength from an optical beam incident on said AO crystal containing a range of optical wavelengths; a radio frequency (RF) power supply providing a variable RF frequency connected between said electrodes for adjusting the transmission wavelength of said AOTF; and an image sensor connected to receive said at least one wavelength transmitted by said AOTF.
Известно (RU, патент 2626061, опубл. 27.01.2016) устройство для получения изображений оптически прозрачных фазовых микрообъектов в произвольных узких спектральных интервалах, состоящее из связанных оптически и расположенных последовательно светового микроскопа, работающего напросвет, 4f-системы, состоящей из пары линз и размещенного между ними экрана с двумя круглыми отверстиями разного диаметра, матричного приемника излучения, причем между световым микроскопом и 4f-системой последовательно установлены поляризатор и монохроматор изображений и оптическая система для разделения светового пучка на два и их последующего сведения.It is known (RU, patent 2626061, publ. 01/27/2016) a device for obtaining images of optically transparent phase micro-objects in arbitrary narrow spectral intervals, consisting of an optically connected and sequentially arranged light microscope operating on the light, 4f-system, consisting of a pair of lenses and placed between them a screen with two round holes of different diameters, a matrix radiation detector, and between the light microscope and the 4f-system, a polarizer and an image monochromator and an optical system are sequentially installed for dividing the light beam into two and their subsequent reduction.
Недостатком всех выше приведенных технических решений следует признать тот факт, что известные решения позволяют получать интерференционные картины микрообъектов с малым количеством линий, что не обеспечивает возможности выделения слабоконтрастных объектов. Дополнительным минусом указанных методов является высокая стоимость реализации, ввиду необходимости выращивания высококачественных акустооптических кристаллов большого размера и их прецизионной обработки, что ограничивает возможности массового использованияThe disadvantage of all the above technical solutions is the fact that the known solutions make it possible to obtain interference patterns of micro-objects with a small number of lines, which does not provide the possibility of identifying low-contrast objects. An additional disadvantage of these methods is the high cost of implementation, due to the need to grow high-quality acousto-optic crystals of large size and their precision processing, which limits the possibilities of mass use.
Известен также (US, патент 8837045, опубл. 16.09.2014) дифракционно-фазовый микроскоп, содержащий некогерентный во времени источник освещающего луча для освещения образца, линзу объектива для сбора света от источника, прошедшего через образец, и формирования изображения на выходном отверстии, решетку для ретрансляции пучка нулевого порядка и для дифракции изображения на дифрагированный пучок первого порядка, первую линзу Фурье для преобразования луча нулевого порядка и дифрагированного луча первого порядка в соответствующие поля преобразования Фурье в плоскости преобразования Фурье, пространственную маску преобразования Фурье для фильтрации нижних частот одного из луча нулевого порядка и луча первого порядка в плоскости преобразования Фурье, вторую линзу Фурье для рекомбинации луча нулевого порядка и дифрагированного луча первого порядка на детекторе фокальной плоскости.It is also known (US, patent 8837045, publ. 09/16/2014) a diffraction-phase microscope containing a time-incoherent source of an illuminating beam for illuminating the sample, an objective lens for collecting light from a source that has passed through the sample and forming an image at the exit aperture, a grating for retransmission of a zero-order beam and for diffraction of an image onto a first-order diffracted beam, the first Fourier lens for transforming a zero-order beam and a first-order diffracted beam into the corresponding Fourier transform fields in the Fourier transform plane, a spatial Fourier transform mask for filtering the low frequencies of one of the zero beam and a first order beam in the Fourier transform plane, a second Fourier lens for recombination of a zero order beam and a first order diffracted beam on a focal plane detector.
Недостатком известного технического решения следует признать сложность реализации предлагаемого метода и интерпретации результатов, а также высокая стоимость изделия за счет большого количества дорогих оптико-механических компонентов, что ограничивает возможности массового использования.The disadvantage of the known technical solution is the complexity of the implementation of the proposed method and interpretation of the results, as well as the high cost of the product due to the large number of expensive optical-mechanical components, which limits the possibilities of mass use.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанной технического решения, состоит в обеспечении возможности применения гиперспектральной технологии к оптической микроскопии.The technical problem solved using the developed technical solution is to provide the possibility of applying hyperspectral technology to optical microscopy.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанной гиперспектральной насадки, состоит в обеспечении возможности получения оптического спектра во всех точках наблюдаемого изображения микрообъекта в сочетании со специализированным спектральным анализомThe technical result achieved by the implementation of the developed hyperspectral attachment consists in providing the possibility of obtaining an optical spectrum at all points of the observed image of a micro-object in combination with specialized spectral analysis
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную гиперспектральную насадку. Разработанная насадка содержитTo achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed hyperspectral attachment. The developed nozzle contains
корпус, выполненный с возможностью установки на входе видеовыхода штатного оптического микроскопа, в одной из торцевых поверхностей которого выполнена щель для входа оптического излучения, внутри корпуса последовательно установлены светоделительный кубик, выполненный с возможностью подачи части падающего на него оптического излучения на фотоприемную матрицу, а остальной части - на щель, за которой последовательно установлены коллиматор, призма, проекционный объектив и приемная матрица гиперспектрометра.a housing made with the possibility of installation at the input of the video output of a standard optical microscope, in one of the end surfaces of which a slit for the entrance of optical radiation is made, a beam-splitting cube is sequentially installed inside the housing, made with the possibility of supplying a part of the optical radiation incident on it to the photodetector matrix, and the rest - on a slit, behind which a collimator, a prism, a projection lens and a receiving matrix of the hyperspectrometer are sequentially installed.
В некоторых вариантах реализации разработанной насадки, в качестве приемной гиперспектральной матрицы может быть использовано фотоприемное устройство на базе sCMOS сенсора.In some embodiments of the developed nozzle, a photodetector based on an sCMOS sensor can be used as a receiving hyperspectral matrix.
В предпочтительном варианте реализации светоделительный кубик выполнен с возможностью подачи на фотоприемную матрицу 50% падающего на него излучения.In a preferred embodiment, the beam splitter cube is configured to supply 50% of the incident radiation to the photodetector array.
Выход приемной матрицы гиперспектрометра может быть подключен к персональному компьютеру.The output of the receiving matrix of the hyperspectrometer can be connected to a personal computer.
Конструктивно оптическая часть гиперспектрометра смонтирована на место установки цифровой камеры визуальной насадки микроскопа.Structurally, the optical part of the hyperspectrometer is mounted on the site of the digital camera of the visual microscope attachment.
Схема компоновки элементов гиперспектральной насадки приведена на рисунке, при этом использованы следующие обохачения: плоскость изображения цифровой камеры визуальной насадки 1 микроскопа; светоделительный кубик 2; фото приемная матрица 3; щель 4; коллиматорующий объектив 5; призма 6; проекционный объектив 7; приемная матрица гиперспектрометра 8.The layout diagram of the elements of the hyperspectral attachment is shown in the figure, with the following gouging used: the image plane of the digital camera; visual attachment 1 of the microscope;
Формирование изображения исследуемой поверхности в гиперспектрометре осуществляют путем сканирования поверхности за счет движения предметного столика микроскопа с использованием сканирующего устройства. Гиперспектрометр в один момент времени регистрирует узкий отрезок поверхности, поперек движению столика. Формирование изображения узкого отрезка поверхности производят посредством щели 4, которуют устанавливают в плоскости изображения визуальной насадки 1 микроскопа. После коллимирующего объектива 5 гиперспектральной насадки изображение щели 4 в параллельных лучах попадает на призму 6 и проекционный объектив 7, где происходит разложение в спектр, и затем проецируется на фотоприемную матрицу 3. Таким образом, на матрице формируют срез гиперкуба, для определенной пространственной координаты X.Formation of an image of the investigated surface in a hyperspectrometer is carried out by scanning the surface due to the movement of the microscope stage using a scanning device. The hyperspectrometer registers at one time a narrow section of the surface, across the movement of the stage. The formation of an image of a narrow section of the surface is carried out by means of a slit 4, which is installed in the image plane of the visual attachment 1 of the microscope. After the collimating lens 5 of the hyperspectral attachment, the image of the slit 4 in parallel beams falls on the
Светоделительный кубик 2, установленный до плоскости изображения цифровой камеры визуальной насадки, обеспечивает двухканальную систему построения изображений: видеоканал с плоскостью изображения на чувствительной площадке фото приемной матрицы 3 и гиперспектральный канал с плоскостью изображения на приемной матрице гиперспектрометра 8.Beamsplitter
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110450U RU199542U1 (en) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Hyperspectral optical microscope attachment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110450U RU199542U1 (en) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Hyperspectral optical microscope attachment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU199542U1 true RU199542U1 (en) | 2020-09-07 |
Family
ID=72421389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020110450U RU199542U1 (en) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Hyperspectral optical microscope attachment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU199542U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337472B1 (en) * | 1998-10-19 | 2002-01-08 | The University Of Texas System Board Of Regents | Light imaging microscope having spatially resolved images |
| US6495818B1 (en) * | 1998-07-21 | 2002-12-17 | The Institute For Technology Development | Microscopic hyperspectral imaging scanner |
| WO2009141622A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Ntnu Technology Transfer As | Underwater hyperspectral imaging |
| CN209311320U (en) * | 2018-10-11 | 2019-08-27 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | A kind of built-in scan type high microspectrum imaging system |
-
2020
- 2020-03-12 RU RU2020110450U patent/RU199542U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6495818B1 (en) * | 1998-07-21 | 2002-12-17 | The Institute For Technology Development | Microscopic hyperspectral imaging scanner |
| US6337472B1 (en) * | 1998-10-19 | 2002-01-08 | The University Of Texas System Board Of Regents | Light imaging microscope having spatially resolved images |
| WO2009141622A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Ntnu Technology Transfer As | Underwater hyperspectral imaging |
| CN209311320U (en) * | 2018-10-11 | 2019-08-27 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | A kind of built-in scan type high microspectrum imaging system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102424799B1 (en) | Systems and Methods for Hyperspectral Imaging Instrumentation | |
| CN112840202B (en) | Multipole illumination system and overlay metrology system | |
| US11002601B2 (en) | Spectroscopic microscope and spectroscopic observation method | |
| WO2019027748A1 (en) | Overlay metrology using multiple parameter configurations | |
| KR20180130105A (en) | System and method for spectral tuning of broadband light sources | |
| JPH03504046A (en) | Raman analyzer | |
| US9684106B2 (en) | System, method and apparatus for phase contrast enhanced multiplexing of images | |
| JP2007522445A (en) | Method and apparatus for multi-mode spectral image analysis | |
| JP2013531816A5 (en) | ||
| US10634607B1 (en) | Snapshot ellipsometer | |
| WO2017150062A1 (en) | Spectrometry device | |
| CN105765437A (en) | Microscope with acousto-optical device | |
| JP4895519B2 (en) | Microscope equipment | |
| RU199542U1 (en) | Hyperspectral optical microscope attachment | |
| US11346719B2 (en) | Fourier-transform hyperspectral imaging system | |
| RU2608012C2 (en) | Two-channel diffraction phase-contrast microscope | |
| RU2758003C1 (en) | Method for registration of holographic images of objects | |
| RU2673784C1 (en) | Two-component general track interferometer | |
| RU2626061C1 (en) | Method and device for registering images of phase microobjects in arbitrary narrow spectral intervals | |
| TWI829373B (en) | Coherent raman spectroscopy system and method thereof | |
| RU2101744C1 (en) | Color visualizer of fields of optical density | |
| Petrov et al. | Ghost imaging with auxiliary multiplex channels: a review of the latest results | |
| TW202415940A (en) | Coherent raman spectroscopy system and method thereof | |
| JP2020085545A (en) | Optical space measuring device | |
| JP2006038577A (en) | Time-resolved spectrograph |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210313 |