專利名稱：用于超連續(xù)譜激光脈沖的多種光譜顏色的脈沖組合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯微鏡的照明裝置以及顯微鏡。此外，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生用于顯微鏡的照明光束的方法。
背景技術(shù)：
用于觀察物體尤其是樣品或者組織樣品的顯微方法，有時(shí)需要照明裝置特別是激光器裝置能夠產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的激光束。一些顯微方法需要照明裝置同時(shí)提供不同波長(zhǎng)的激
光。超連續(xù)譜(Supercontinuum)激光器-也指白光激光器或者寬帶激光光源-適合
用于這個(gè)目的。這些激光器產(chǎn)生寬光譜、特別是連續(xù)的多種顏色、尤其為肉眼可見(jiàn)的或者可分辨的那些顏色的激光，因此所產(chǎn)生的寬帶激光肉眼看上去是白光。白色激光能夠通過(guò)各種方式產(chǎn)生。例如，可以將產(chǎn)生很小范圍波長(zhǎng)的激光、尤其是 單個(gè)波長(zhǎng)的激光的常規(guī)激光器的光耦合到對(duì)激光束的光譜按預(yù)期方式進(jìn)行加寬的光學(xué)元件中。相比于在常規(guī)的光學(xué)元件諸如透鏡中光譜的加寬是不期望的副作用，經(jīng)過(guò)特定設(shè)計(jì)以便加寬激光束的光譜的光學(xué)元件適于該目的的實(shí)現(xiàn)。特別地，已知有以這種方式設(shè)計(jì)光導(dǎo)纖維，其使得當(dāng)光通過(guò)其中的時(shí)候，產(chǎn)生使單色激光光譜變寬的強(qiáng)的非線性光學(xué)效應(yīng)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨す?。在加寬光譜期間，正常地，出現(xiàn)色散效應(yīng)，這對(duì)產(chǎn)生的白色激光有影響。德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10115486A1描述了一種具有光源和物鏡的糾纏光子(entangled-photon)顯微鏡。糾纏光子顯微鏡具有設(shè)在光源和物鏡之間的微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件，并且能夠在其中產(chǎn)生糾纏光子，該糾纏光子在位于微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的內(nèi)部和外部的光束中傳播。微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件從具有至少兩個(gè)不同的光學(xué)密度的多個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)元件中構(gòu)造出來(lái)。微光學(xué)結(jié)構(gòu)元件是例如套管、網(wǎng)、蜂巢、管子或者腔。作為選擇，或者額外地，微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件可以具有均一和非均一結(jié)構(gòu)的交替區(qū)域。作為選擇或者額外地，微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件由鄰接著的玻璃或者塑料材料和腔形成，并且其配置為光導(dǎo)纖維。該纖維能夠通過(guò)拉伸布置在圖案中的玻璃管或者玻璃塊來(lái)產(chǎn)生。德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10115509A1描述了一種共聚焦顯微鏡，其使用了用于對(duì)由脈沖激光器產(chǎn)生的激光脈沖進(jìn)行光譜加寬的光學(xué)裝置。脈沖激光器產(chǎn)生脈沖激光光束，該激光光束通過(guò)該光學(xué)裝置。該光學(xué)裝置包括將窄帶脈沖激光光束轉(zhuǎn)變?yōu)閷捁庾V帶寬的照明光的光子帶隙材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于顯微鏡的照明裝置、顯微鏡、以及用于產(chǎn)生用于顯微鏡的照明光束的方法，這將提供適合用于在精確顯微方法中對(duì)樣本進(jìn)行照明的照明光束。這個(gè)目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中的技術(shù)特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求中描述了有利的實(shí)施例。在第一方面，本發(fā)明的特征為產(chǎn)生至少一個(gè)寬帶激光脈沖的激光器單元；所述寬帶激光脈沖的不同波長(zhǎng)的光分量在時(shí)間上互相偏移(offset)。補(bǔ)償單元設(shè)在該寬帶激光脈沖的路徑上，用以從時(shí)間上偏移(temporallyoffset)該寬帶激光脈沖的光分量，以使它們同時(shí)或者幾乎同時(shí)從該補(bǔ)償單元出射。由于補(bǔ)償單元所實(shí)施的時(shí)間偏移(time offset)補(bǔ)償，結(jié)果，從照明裝置出射的白光激光脈沖的時(shí)間分布就特別的窄。這有助于寬帶激光脈沖在其已經(jīng)從照明裝置中出射后能夠用于高的時(shí)間分辨的顯微鏡測(cè)量，例如用于熒光壽命成像(FLIM)，特別是使用多波長(zhǎng)的FLIM中。在本文中，激光脈沖是寬帶的這句話的意思是它具有在一個(gè)較大的波長(zhǎng)間隔(interval)，例如在肉眼可見(jiàn)的和/或可分辨的多個(gè)顏色間隔內(nèi)連續(xù)分布的波長(zhǎng)。寬帶激光脈沖也指超連續(xù)譜激光脈沖或者白光激光脈沖。在本文中，寬帶激光脈沖的光分量同時(shí)或者幾乎同時(shí)從補(bǔ)償單元出射這句話的意思是光分量從補(bǔ)償單元出射的時(shí)間偏移小于顯微鏡的檢測(cè)器的時(shí)間分辨率的下限。這意味著，在實(shí)際中，在通過(guò)補(bǔ)償單元之后，可以存在時(shí)間偏移，但是該時(shí)間偏移是如此之小，以致到達(dá)檢測(cè)器的光脈沖在被檢測(cè)時(shí)好像是同時(shí)到達(dá)的。發(fā)生在補(bǔ)償單元中的時(shí)間偏移通過(guò)補(bǔ)償單元中的色散效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。發(fā)生在補(bǔ)償單 元中的色散效應(yīng)與寬帶激光脈沖產(chǎn)生期間所發(fā)生的那些色散效應(yīng)相反。例如，在寬帶激光脈沖產(chǎn)生期間可以出現(xiàn)正常色散，而在補(bǔ)償期間可以出現(xiàn)反常色散。激光器單元可以是除了這一個(gè)激光器單元之外還包括另外的激光器單元的激光器裝置的一部分。類似地，補(bǔ)償單元可以構(gòu)成包括多個(gè)補(bǔ)償單元的補(bǔ)償裝置的一部分。在一個(gè)有利實(shí)施例中，提供了從寬帶激光脈沖分離出激光的窄譜波長(zhǎng)帶的光學(xué)元件，以使，在經(jīng)過(guò)該光學(xué)元件后，光分量在時(shí)間上互相偏移、是光譜受限的、并且在光譜上互相隔開(kāi)。換句話說(shuō)，該光學(xué)元件從白光激光脈沖中分離出不同波長(zhǎng)間隔的光分量，并且因而每個(gè)光分量都是光譜受限的。因而，在之前的連續(xù)的波長(zhǎng)光譜中，在單個(gè)的、光譜受限的光分量之間就形成間隙，因此這些光分量在光譜上互相隔開(kāi)。由于白光激光脈沖的不同波長(zhǎng)的光分量之間的時(shí)間偏移，光譜受限且隔開(kāi)的光分量在時(shí)間上也互相偏移。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，該補(bǔ)償單元包括微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維形式的補(bǔ)償元件。該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維也可以是指高非線性微結(jié)構(gòu)光纖或者光子晶體纖維。微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維可以具有套管、網(wǎng)、蜂巢、管子或者其它的腔或者光導(dǎo)空間。特別地，微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維可以具有玻璃芯部或者空氣芯部。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，該補(bǔ)償單元包括超薄玻璃纖維或者錐形纖維作為補(bǔ)償元件。在一個(gè)有利實(shí)施例中，該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維的色散主要由其結(jié)構(gòu)和/或長(zhǎng)度所確定。例如，微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維的直徑可以以預(yù)定的長(zhǎng)度逐漸變細(xì)到預(yù)定的直徑。就此而言，其能夠有利的是，該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維的該結(jié)構(gòu)絕熱地變化。這種變化的絕熱性質(zhì)允許產(chǎn)生無(wú)損耗的波導(dǎo)。此外，便利的是，該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維在布局上不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，以使激光脈沖保持偏振。在第二方面，本發(fā)明特征為用于觀察物體的顯微鏡。該顯微鏡被耦合到該照明裝置，并且可以被配置作為共聚焦顯微鏡。在第三方面，本發(fā)明特征為用于產(chǎn)生用于顯微鏡的照明光束的方法，在該方法中產(chǎn)生寬帶激光脈沖。該寬帶激光脈沖具有不同波長(zhǎng)的光分量，這些光分量在時(shí)間上互相偏移。將該寬帶激光脈沖，具體是其光分量，耦合到補(bǔ)償單元中。該補(bǔ)償單元從時(shí)間上偏移該光分量，以使它們同時(shí)或者幾乎同時(shí)從該補(bǔ)償單元出射。


下面參照示意性附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中圖I是用于示出照明裝置和顯微鏡的視圖；圖2是波長(zhǎng)-時(shí)間圖；圖3是用于示出補(bǔ)償元件的視圖；圖4是波長(zhǎng)-色散圖；圖5是用于產(chǎn)生用于顯微鏡的照明光束的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出照明裝置20和顯微鏡40。照明裝置20具有包括激光器單元24的激光器裝置22?；蛘?，激光器裝置22可以具有多個(gè)激光器單元24。激光器單元24產(chǎn)生單色激光脈沖26。單色激光脈沖26也可以指窄帶激光脈沖或者離散波長(zhǎng)激光脈沖。單色激光脈沖26的波長(zhǎng)可以是不可變的或者可變的，并且可以例如將其設(shè)為500到1600nm、優(yōu)選700到IOOOnm之間的波長(zhǎng)。合適的激光器單元的例子是超短脈沖激光器，特別是鈦-藍(lán)寶石激光器，其產(chǎn)生近紅外區(qū)域的激光脈沖。單色激光脈沖26經(jīng)過(guò)光譜加寬元件28，其可以是例如微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件，特別是如開(kāi)始所引用的現(xiàn)有技術(shù)中已知的微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維。光譜加寬元件28使得單色激光脈沖26光譜變寬，從而白光激光脈沖30從光譜加寬元件28出射。白光激光脈沖30具有寬的連續(xù)波長(zhǎng)光譜，其可以跨過(guò)例如通過(guò)肉眼可分辨的多種顏色。白光激光脈沖30可以僅處于可見(jiàn)光區(qū)域、處于可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域、或者僅處于近紅外區(qū)域。由于例如因光譜加寬元件28中的正常色散(normal dispersion)引起的色散效應(yīng)(dispersioneffect),白光激光脈沖30的不同波長(zhǎng)的光分量在時(shí)間上互相偏移，因此白光激光脈沖30在時(shí)間上變得模糊或者在時(shí)間上變寬，或者具有時(shí)間上的寬分布。換句話說(shuō)，白光激光脈沖30之一的不同光譜顏色的光子在不同時(shí)間經(jīng)過(guò)給定點(diǎn)。白光激光脈沖30經(jīng)過(guò)光譜色散元件32，光譜色散元件32例如可以采用聲光可調(diào)
濾光器(AOTF)的形式。光譜色散兀件32-也可以稱之為光學(xué)兀件32-從白光激光脈
沖30的連續(xù)光譜中分離出不同波長(zhǎng)間隔的激光，因此光譜色散的激光脈沖34從光譜色散元件32出射。光譜色散的激光脈沖34具有連續(xù)波長(zhǎng)光譜，并且在光譜上是互相分開(kāi)的，因此不同波長(zhǎng)的光脈沖依次進(jìn)入補(bǔ)償單元36。可以這樣設(shè)計(jì)光譜色散元件32，使得它僅僅允許在任何一個(gè)時(shí)間預(yù)定波長(zhǎng)間隔的光通過(guò)它，或者使得它允許多個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)間隔的光同時(shí)通過(guò)它。利用與在光譜加寬元件28中產(chǎn)生的那些效應(yīng)相反的色散效應(yīng)，諸如例如利用反常色散，補(bǔ)償單兀36使得光譜分散并且在時(shí)間上偏移的激光脈沖34在時(shí)間上再一次偏移，以這種方式，具有狹窄的時(shí)間分布的時(shí)間離散的白光激光脈沖38從補(bǔ)償單元36中出射。特別地，離散的白光激光脈沖38不具有那些在時(shí)間上互相偏移的分量。換句話說(shuō)，補(bǔ)償單元36使得白光激光脈沖38之一的不同光譜顏色的光子在同一時(shí)間經(jīng)過(guò)給定點(diǎn)。在本文中，光分量在時(shí)間上不互相偏移也即它們是同時(shí)的這句話的意思是它們至少幾乎不互相偏移。在本文中，這意味著白光激光脈沖38之一的第一波長(zhǎng)包(packet)和相應(yīng)的白光激光脈沖38的另一波長(zhǎng)包之間的時(shí)間偏移小于顯微鏡40的檢測(cè)器的時(shí)間分辨率的下限。如果波長(zhǎng)包表現(xiàn)出殘余偏移(residual offset)，那么這個(gè)偏移不能被檢測(cè)器解析,并且將波長(zhǎng)包歸類為同時(shí)到達(dá)的。例如，經(jīng)由光導(dǎo)纖維將時(shí)間離散的白光激光脈沖38耦合到顯微鏡40中。白光激光脈沖38由第一透鏡42成像到照明針孔44上。分束器46將白光激光脈沖38向著第二透鏡48引導(dǎo)，第二透鏡48產(chǎn)生具有光束軸49的平行光束。由白光激光脈沖38組成的光束到達(dá)掃描裝置50，掃描裝置50利用例如一個(gè)或者多個(gè)鏡子使白光激光脈沖38向著第三透鏡51偏轉(zhuǎn)。掃描裝置50允許樣本62被白光激光脈沖38光學(xué)掃描。設(shè)在第三透鏡52和樣本62之間的是第四透鏡54和具有第五透鏡58和第六透鏡60的物鏡56，借助于它們，由白光激光脈沖38組成的照明光束就形成為用于對(duì)樣本62進(jìn)行照明。來(lái)自樣本62的檢測(cè)光——其可以包括反射的照明光和/或熒光——通過(guò)物鏡56返回到掃描裝置50，并且被掃描裝置50向著檢測(cè)針孔64偏轉(zhuǎn)，檢測(cè)光通過(guò)檢測(cè)針孔64之前的分束器46，并且到達(dá)檢測(cè)針孔64之后的檢測(cè)器裝置66，所述檢測(cè)器裝置66包括至少 一個(gè)檢測(cè)器。圖2示出波長(zhǎng)-時(shí)間圖，其中X軸上給出了 450nm到700nm的波長(zhǎng)。Y軸上繪出的是從6. 4到7. 8ns的時(shí)間值。在該圖中，不出了第一光分量71、第二光分量72、第三光分量73、第四光分量74、第五光分量75和第六光分量76。光分量71、72、73、74、75和76具有不同的顏色，例如紅色和藍(lán)色。在該圖中，光分量71、72、73、74、75和76中每一個(gè)都包括在垂直方向上一個(gè)位于另一個(gè)之上的菱形和方形，菱形標(biāo)示著光脈沖的開(kāi)始，而方形標(biāo)示著光脈沖的結(jié)束。對(duì)光分量71、72、73、74、75和76的時(shí)間分布的測(cè)量是在包含時(shí)間偏移光分量71、72、73、74、75和76的白光激光脈沖30從光譜色散元件32出射之后進(jìn)行的。光分量71、72、73、74、75和76是光譜受限的并且在光譜上是互相分離的。單個(gè)的光分量71、72、73、74、75和76之間的時(shí)間偏移是50到lOOOps。因而，波長(zhǎng)-時(shí)間圖示出了白光激光脈沖30的不同波長(zhǎng)的光分量71、72、73、74、75和76之間的時(shí)間偏移。圖3示出設(shè)在補(bǔ)償單元36中的補(bǔ)償元件80的示例性實(shí)施例。除補(bǔ)償元件80之夕卜，補(bǔ)償單元36還可以具有相互并聯(lián)或者串聯(lián)設(shè)在其中的補(bǔ)償元件80。此外，補(bǔ)償單元36可以構(gòu)成補(bǔ)償裝置的一部分，該補(bǔ)償裝置除了這個(gè)補(bǔ)償單元36之外還包括另外的補(bǔ)償單
J Li o補(bǔ)償元件80由微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維形成，其微結(jié)構(gòu)由管子、套管或者管路組成。補(bǔ)償兀件80具有輸入段82,包含時(shí)間偏移光分量的白光激光脈沖30稱合到輸入段82。在補(bǔ)償元件80內(nèi)部，白光激光脈沖30通過(guò)錐形段84，并在輸出段86從補(bǔ)償元件80出射。補(bǔ)償元件80可以在其輸入段82和/或者在其輸出段86與一個(gè)或者多個(gè)另外的光導(dǎo)纖維熔融特別是接合(spliced)，或者可以部分地或者全部地替代其。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，從輸入段82到錐形段84以及從錐形段84到輸出段86的過(guò)渡被設(shè)計(jì)為絕熱的。特別地，形成第一絕熱過(guò)渡部88和第二絕熱過(guò)渡部90。在本文中，“絕熱”指的是過(guò)渡部是連續(xù)且無(wú)級(jí)差的。補(bǔ)償元件80的絕熱過(guò)渡部88、90有助于光的高效和穩(wěn)定的耦合。補(bǔ)償元件80可以例如通過(guò)破壞它的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性而設(shè)計(jì)成保持偏振。補(bǔ)償元件80也可以是指超薄玻璃纖維或者錐形纖維。補(bǔ)償元件80的材料可以例如表現(xiàn)出在各自的光譜區(qū)域上平均500ps/nm/km的反常色散。可以存在例如45dB/km的強(qiáng)度損失,這意味著在IOm距離上損失10%或者更多?？蓪⒘闵⒁频剿{(lán)色。補(bǔ)償元件的錐形化也可以是指厚度調(diào)節(jié)(modulation)。這種厚度調(diào)節(jié)可以比在示出的這個(gè)示例性實(shí)施例中更復(fù)雜。厚度調(diào)節(jié)能夠特別用來(lái)改善注射效率。補(bǔ)償元件80可以在兩端被端接。具體地，可以將它熔融特別是接合到常規(guī)的玻璃纖維，或者可以全部替代其。該端接可以通過(guò)連上連接器或者通過(guò)熔融特別是接合的方式來(lái)完成。光在輸入段82進(jìn)入補(bǔ)償元件80，并在其纖維芯部92的光導(dǎo)纖維內(nèi)傳播。作為光脈沖94而注入的光通過(guò)第一絕熱過(guò)渡部88，由此光脈沖94的形狀變成光脈沖96的形狀。在錐形段84中，然后在纖維的超薄段，特別是在錐形段84中就形成色散補(bǔ)償光脈沖98。光然后進(jìn)一步通過(guò)第二絕熱過(guò)渡部90，進(jìn)入纖維的厚段，在厚段形成光脈沖100，然后光從輸出段86出射。

圖4是用于示出用厚度值標(biāo)記的多個(gè)曲線的波長(zhǎng)-色散圖。厚度值是指不同補(bǔ)償元件80的錐形段84的厚度。因而，該波長(zhǎng)-色散圖示出了不同的補(bǔ)償元件80的依賴于波長(zhǎng)的色散。具體示出了錐形段84的直徑為500nm、700nm、900nm和IlOOnm的依賴于波長(zhǎng)的色散。水平線標(biāo)出零色散，豎直線表示532nm波長(zhǎng)。圖4示出色散能夠通過(guò)選擇錐形段84的直徑來(lái)調(diào)整。特別的是，可以使用補(bǔ)償元件80的寬色散范圍、特別是完整的色散范圍來(lái)補(bǔ)償白光激光脈沖30的光分量71、72、73、74,75和76之間的時(shí)間偏移。這使得在補(bǔ)償元件80的使用中在設(shè)計(jì)和補(bǔ)償方面具有很大的自由度。圖5示出用于產(chǎn)生用于顯微鏡40的照明光束的方法的流程圖。在步驟S2中，將單色激光脈沖26作為窄帶激光注入到光譜加寬元件28中，例如注入到微結(jié)構(gòu)玻璃纖維中。在步驟S4中，微結(jié)構(gòu)玻璃纖維將單色激光脈沖26轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性跁r(shí)間上互相偏移的光分量71、72、73、74、75和76的白光激光脈沖30。該時(shí)間偏移是例如由正常色散引起的。在步驟S6中，將窄波長(zhǎng)帶的時(shí)間偏移光分量71、72、73、74、75和76從白光激光脈沖30中分離出來(lái)。在步驟S8中，使光分量71、72、73、74、75和76在時(shí)間上發(fā)生偏移、特別是延遲，從而使得它們從照明裝置20中同時(shí)出射。該時(shí)間延遲是例如由反常色散引起的。在本文中，光分量71、72、73、74、75和76從照明裝置20中同時(shí)出射這句話的意思是例如它們?cè)谛∮?0至Ij 200ps的時(shí)間間隔內(nèi)從照明裝置中出射，因?yàn)檫@對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器裝置66的檢測(cè)器的時(shí)間分辨率極限。檢測(cè)器的分辨率極限考慮了檢測(cè)器包括處理電子設(shè)備的總響應(yīng)時(shí)間。這樣，白光激光脈沖38的脈沖寬度應(yīng)該小于包括電子設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間和檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)的四分之一或者十分之一。在步驟SlO中，將無(wú)色散白光激光脈沖38，特別是其不同波長(zhǎng)的光分量在時(shí)間上不或者至少幾乎不互相偏移的一個(gè)白光激光脈沖耦合到顯微鏡40中。提供在其光分量71、72、73、74、75和76之間沒(méi)有時(shí)間偏移的白光激光脈沖38便于對(duì)兩個(gè)熒光曲線進(jìn)行研究，特別是在FLIM應(yīng)用中。此外，能夠使用很多染料或者熒光曲線以簡(jiǎn)化的方式來(lái)對(duì)樣本進(jìn)行分析。通過(guò)能夠同時(shí)用兩個(gè)或多個(gè)染料或者熒光曲線來(lái)分析樣本實(shí)現(xiàn)了時(shí)間上的節(jié)省。此外，可以在諸如熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)方法中實(shí)施其中兩個(gè)染料同時(shí)作用的共振實(shí)驗(yàn)。此外，顯微鏡40可以設(shè)計(jì)成能夠進(jìn)行多光子激發(fā)?；蛘撸梢蕴峁捯晥?chǎng)顯微鏡，其使用補(bǔ)償單元36，并且特別地，允許進(jìn)行時(shí)間分辨(time-resolved)測(cè)量。此外，沒(méi)有時(shí)間偏移的白光激光脈沖38的照明光束也可以用在其他顯微鏡中或者用于其他顯微方法諸如FLIM中。附圖標(biāo)記列表20照明裝置22激光器裝置 24激光器單元26單色激光脈沖28光譜加寬元件30具有時(shí)間上偏移的光分量的白光激光脈沖32光學(xué)元件34光譜色散的激光脈沖36補(bǔ)償單元38白光激光脈沖40顯微鏡42第一透鏡44照明針孔46分束器48第二透鏡49光束軸50掃描裝置52第三透鏡54第四透鏡56 物鏡58第五透鏡60第六透鏡62樣本載玻片64檢測(cè)針孔66檢測(cè)器裝置70波長(zhǎng)-時(shí)間圖71第一光分量72第二光分量73第三光分量74第四光分量75第五光分量
76第六光分量80補(bǔ)償元件82輸入段84錐形段86輸出段88第一絕熱過(guò)渡部90第二絕熱過(guò)渡部92纖維芯部 94纖維厚段中的激光脈沖96纖維超薄段中的激光脈沖98纖維超薄段中的色散補(bǔ)償激光脈沖100纖維厚段中的色散補(bǔ)償激光脈沖110波長(zhǎng)-色散圖S2-S10 步驟二至十
權(quán)利要求
1.一種用于顯微鏡(40)的照明裝置(20)，包括產(chǎn)生至少ー個(gè)寬帶激光脈沖(30)的激光器單元(24);所述寬帶激光脈沖(30)的不同波長(zhǎng)的光分量(71，72，73，74，75，76)在時(shí)間上互相偏移， 并且還包括補(bǔ)償單元(36)，其設(shè)在該寬帶激光脈沖(30)的路徑上，且使該寬帶激光脈沖(30)的該光分量(71，72，73，74，75，76)發(fā)生時(shí)間上的偏移，以使它們同時(shí)或者幾乎同時(shí)從該補(bǔ)償單元(36)出射。
2.如權(quán)利要求I所述的照明裝置(20)，包括光學(xué)元件(32)，其從該寬帶激光脈沖(30)中分離出激光的窄譜波長(zhǎng)帶，以使，在經(jīng)過(guò)該光學(xué)元件(32)后，該光分量(71，72，73，74，75，76)時(shí)間上互相偏移、光譜受限、并且在光譜上互相隔開(kāi)。
3.如在先權(quán)利要求之一所述的照明裝置(20)，其中該補(bǔ)償単元(36)包括微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維形式的補(bǔ)償元件(80)。
4.如在先權(quán)利要求之一所述的照明裝置(20)，其中該補(bǔ)償単元(36)包括超薄玻璃纖維或者錐形纖維形式的補(bǔ)償元件(80)。
5.如權(quán)利要求3或者4之一所述的照明裝置(20)，其中該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維具有玻璃芯部或者空氣芯部。
6.如權(quán)利要求3、4或者5之一所述的照明裝置(20)，其中該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維的色散由該結(jié)構(gòu)和/或其長(zhǎng)度所確定。
7.如權(quán)利要求6所述的照明裝置(20)，其中該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)絕熱地變化。
8.如權(quán)利要求4至7之一所述的照明裝置(20)，其中該微結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維在布局上不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。
9.如在先權(quán)利要求之一所述的照明裝置(20)，其中該光學(xué)元件(32)包括聲光可調(diào)濾光器。
10.如在先權(quán)利要求之一所述的照明裝置(20)，其中該寬帶激光脈沖，一旦它已經(jīng)從該照明裝置出射，就被用于高的時(shí)間分辨的顯微測(cè)量，例如用于熒光壽命成像(FLIM)中。
11.ー種用于觀察物體的顯微鏡(40)，其中所述顯微鏡耦合到根據(jù)在先權(quán)利要求之一的該照明裝置(20)。
12.如權(quán)利要求所述的顯微鏡(40)，其中所述顯微鏡是共聚焦掃描顯微鏡。
13.ー種用于產(chǎn)生用于顯微鏡(40)的照明光束的方法，其中產(chǎn)生寬帶激光脈沖(30)，該寬帶激光脈沖(30)具有不同波長(zhǎng)(71，72，73，74，75，76)的光分量，這些光分量在時(shí)間上互相偏移； 將時(shí)間偏移的光分量(71，72，73，74，75，76)耦合到補(bǔ)償單元(36)中；并且 使該光分量(71，72，73，74，75，76)在該補(bǔ)償單元(36)中發(fā)生時(shí)間上的偏移，以使它們同時(shí)或者幾乎同時(shí)從該補(bǔ)償單元(36)出射。
全文摘要
用于顯微鏡(40)的照明裝置(20)具有產(chǎn)生至少一個(gè)寬帶激光脈沖(30)的激光器單元(24)；所述寬帶激光脈沖(30)的不同波長(zhǎng)的光分量(71，72，73，74，75，76)在時(shí)間上互相偏移。設(shè)在該寬帶激光脈沖(30)的路徑上的補(bǔ)償單元(36)這樣使該寬帶激光脈沖(30)的光分量(71，72，73，74，75，76)發(fā)生時(shí)間上的偏移，以致它們同時(shí)或者幾乎同時(shí)從該補(bǔ)償單元(36)出射。
文檔編號(hào)G02B21/06GK102681157SQ20121002604
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者F·瓦爾肯, H·古杰爾 申請(qǐng)人:徠卡顯微系統(tǒng)復(fù)合顯微鏡有限公司