DE102010036073A1

DE102010036073A1 - Lichtmikroskop und optisches Modul

Info

Publication number: DE102010036073A1
Application number: DE102010036073A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schaffer Jörg
Original assignee: Carl Zeiss MicroImaging GmbH; Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-01
Also published as: WO2012028292A1; EP2612195A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmikroskop, insbesondere ein Differentielles Interferenzkontrast-Mikroskop und/oder Polarisationsmikroskop und/oder Fluoreszenzmikroskop, mit einem mikroskopischen Strahlengang für Durchlicht- und/oder Auflichtmikroskopie, in dem eine Probe, insbesondere über einen Kondensor, mit Beleuchtungslicht beaufschlagbar ist, mit einem im Strahlengang angeordneten Polarisator zum Polarisieren des Beleuchtungslichts, mit einem im Strahlengang angeordneten Analysator zum Analysieren von von der Probe kommendem Licht, und mit einem im Strahlengang angeordneten Objektiv zum Abbilden der in einem Probenbereich anzuordnenden Probe. Das Lichtmikroskop ist dadurch gekennzeichnet, dass zum mindestens teilweisen Ausgleich von Depolarisationseffekten, die von zwischen dem Polarisator und dem Analysator angeordneten optischen Komponenten, insbesondere von dem Objektiv, bewirkt werden, in dem Strahlengang eine Kompensationseinrichtung vorhanden ist, die bei Auflichtmikroskopie zwischen dem Probenbereich und dem Objektiv und bei Durchlichtmikroskopie zwischen dem Kondensor und dem Objektiv angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein optisches Modul zum Anordnen in einem mikroskopischen Strahlengang eines Lichtmikroskops.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein Lichtmikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem zweiten Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein optisches Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19.
Gattungsgemäße Lichtmikroskope, insbesondere differentielle Interferenzkontrast-Mikroskope und/oder Polarisationsmikroskope und/oder Fluoreszenzmikroskope, weisen einen mikroskopischen Strahlengang für Durchlicht- und/oder Auflichtmikroskopie auf, in dem eine Probe, insbesondere über einen Kondensor, mit Beleuchtungslicht beaufschlagbar ist, einen im Strahlengang angeordneten Polarisator zum Polarisieren des Beleuchtungslichts, einen im Strahlengang angeordneten Analysator zum Analysieren von von der Probe kommendem Licht und ein im Strahlengang angeordnetes Objektiv zum Abbilden der in einem Probenbereich anzuordnenden Probe.
Bekannte optische Module zum Anordnen in einem mikroskopischen Strahlengang eines Lichtmikroskops zwischen einem Polarisator und einem Analysator weisen ein Objektiv auf, wobei eine Probenseite des Objektivs in einem in den Strahlengang eingebauten Zustand einem Probenbereich zugewandt ist.
Bei Lichtmikroskopen, die mit polarisiertem Licht messen, wie zum Beispiel differentielle Interferenzkontrast-Mikroskope oder Polarisationskontrast-Mikroskope, ist es wichtig, dass eine vom Polarisator des Lichtmikroskops vorgegebene Polarisation des Beleuchtungslichts durch optische Komponenten des Mikroskops nicht unbeabsichtigt verändert wird. Im Allgemeinen beeinflussen optische Komponenten, beispielsweise die Linsen eines Objektivs, die Polarisation des Beleuchtungslichts oder des von der Probe kommenden Lichts. Durch gekreuzte Polarisatoren, das heißt Polarisatoren, deren Polarisationsrichtungen um 90° zueinander gedreht sind, kommt es dann zu keiner vollständigen Auslöschung der Intensität des von der Probe kommenden Lichts. Für eine hohe Bildgüte eines im Mikroskop erzeugten Bilds ist jedoch eine möglichst vollständige Auslöschung der Intensität des Lichts durch gekreuzte Polarisatoren gefordert.
Ein Interferenzmikroskop, insbesondere ein Differentielles Interferenzmikroskop, weist innerhalb des genannten Strahlengangs Mittel zum Aufspalten und zum Zusammenführen des Lichts auf, die zur Kontrastierung von Proben benötigt werden. Diese Mittel können in eine zentrierte Lage zur optischen Achse des Mikroskops gebracht werden, so dass sie im Wesentlichen keine Wirkung auf die Auslöschung des Lichtes haben. Beim Differentiellen Interferenzmikroskop sind diese Mittel sogenannte Wollaston- oder Nomarski-Prismen. Die im Folgenden beschriebenen Effekte haben unabhängig von der Verwendung dieser Prismen Gültigkeit.
Insbesondere bei Verwendung von Objektiven mit hoher numerischer Apertur kann es zum Pupillenrand hin zu Änderungen der Polarisation kommen, so dass diese Bereiche zum Teil hell erscheinen. Als Folge ist oftmals ein sogenanntes Malteser-Kreuz sichtbar. Hierdurch wird der Bildkontrast reduziert. Für diesen Sachverhalt wird im Folgenden der Begriff Depolarisation verwendet. Die Depolarisation bezieht sich auf Beeinflussung sowohl der Phase als auch der Amplitude des Lichtes oder von Komponenten des Lichtes bei Zerlegung des Lichtes in senkrecht zueinander polarisierte Teilstrahlen.
In US 6,924,893 B2 ist ein Polarisationsmikroskop beschrieben, bei dem Verzögerungselemente im Strahlengang des Mikroskops vor der Kondensor-Linse vorgesehen sind, um eine Depolarisation, die von optischen Komponenten zwischen einem Polarisator und einem Analysator hervorgerufen werden, auszugleichen. Dabei weisen die Verzögerungselemente jeweils mehrere Sektoren auf, die einzeln angesteuert und deren Eigenschaften unabhängig voneinander eingestellt werden können. Hierdurch ist es möglich, dass die Polarisation des Lichts ausschließlich in denjenigen Bereichen geändert wird, in denen eine Depolarisation durch die optischen Komponenten auszugleichen ist. Die Herstellung dieser Verzögerungselemente ist teuer und erfordert hohen Aufwand. Zudem ist bei einem Wechsel von optischen Komponenten, beispielsweise des Objektivs, ein erneutes Einstellen der Sektoren der Verzögerungselemente notwendig.
US 3,904,267 beschreibt eine Kompensationsplatte zum Einsatz in differentiellen Interferenzkontrastmikroskopen. Bei diesen Mikroskopen wird linear polarisiertes Beleuchtungslicht mit einem Wollaston-Prisma in zwei zueinander senkrecht polarisierte Teilstrahlen aufgeteilt. Bei schrägem Einfall auf das Wollaston-Prisma kann es zu einer unerwünschten Änderung der Polarisation, einer Depolarisation, kommen. Um dies auszugleichen, umfasst die Kompensationsplatte einen doppelbrechenden Kristall, durch den die beiden zueinander senkrecht polarisierten Teilstrahlen unterschiedlich beeinflusst werden. Dabei wird die Kompensationsplatte in einem Abschnitt mit konvergentem Strahlverlauf positioniert, nämlich hinter der dem Objektiv nachgeordneten Tubuslinse. Nachteilig hierbei ist, dass auch der Analysator hinter der Tubuslinse angeordnet sein muss, die ebenfalls, beispielsweise durch Spannungsdoppelbrechung, Depolarisationseffekte verursachen kann. Zudem ist der Bereich hinter der Tubuslinse oftmals schwer zugänglich, so dass die Kompensationsplatte nur aufwendig auswechselbar ist. Schließlich müsste eine Kompensationsplatte in jedem Tubus oder Zwischentubus angeordnet sein.
Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, ein Lichtmikroskop zu schaffen und ein optisches Modul zum Anordnen in einem mikroskopischen Strahlengang eines Lichtmikroskops bereitzustellen, bei denen eine Depolarisation von polarisiertem Licht in einfacher Weise ausgeglichen wird.
Diese Aufgabe wird durch das Lichtmikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das optische Modul mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops und des erfindungsgemäßen optischen Moduls sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden außerdem in der folgenden Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, beschrieben.
Bei dem Lichtmikroskop der oben genannten Art ist erfindungsgemäß zum mindestens teilweisen Ausgleich von Depolarisationseffekten, die von zwischen dem Polarisator und dem Analysator angeordneten optischen Komponenten, insbesondere von dem Objektiv, bewirkt werden, in dem Strahlengang eine Kompensationseinrichtung vorhanden, die bei Auflichtmikroskopie zwischen dem Probenbereich und dem Objektiv und bei Durchlichtmikroskopie zwischen dem Kondensor und dem Objektiv angeordnet ist.
Bei dem optischen Modul der oben genannten Art ist erfindungsgemäß eine an der Probenseite des Objektivs angeordnete Kompensationseinrichtung vorhanden zum mindestens teilweisen Ausgleich wenigstens von Depolarisationseffekten, die von dem Objektiv bewirkt werden.
Ein grundlegender Gedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Kompensationseinrichtung an der Stelle im Strahlengang anzuordnen, an der die steilsten Winkel für das Beleuchtungslicht oder das von der Probe kommende Licht vorliegen. Da der durch die Kompensationseinrichtung erzielbare Ausgleich winkelabhängig ist, kann an dieser Stelle, also vor dem Objektiv oder zwischen dem Kondensor und der Probe, ein besonders guter Ausgleich von Depolarisationseffekten erzielt werden.
Die Angaben zum Verlauf des von der Probe kommenden Lichts beziehen sich auf den Abbildungsstrahlengang, das heißt auf einen von einem Punkt der Probe ausgehenden Strahlengang. Damit verläuft das von der Probe kommende Licht divergent unter einem Winkel, der von der numerischen Apertur des Objektivs abhängt.
Der Begriff Beleuchtungslicht umfasst das auf die Probe zulaufende Licht, also bei Auflichtmikroskopie das mit dem Objektiv auf die Probe geleitete Licht und bei Durchlichtmikroskopie das mit dem Kondensor auf die Probe geleitete Licht. Der Ausdruck „von dem Probenbereich kommendes Licht”, das heißt „von der Probe kommendes Licht”, umfasst das durch die Probe beeinflusste Licht, also das zu messende Licht, welches bei Durchlichtmikroskopie durch die Probe transmittiertes Licht, bei Auflichtmikroskopie an der Probe reflektiertes oder gestreutes Licht, bei Fluoreszenzmikroskopie auch von der Probe fluoresziertes Licht und bei sonstigen Kontrastverfahren das jeweils von der Probe erzeugte Licht umfasst. Der allgemeine Begriff Licht umfasst das Beleuchtungslicht sowie das von der Probe kommende Licht.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Kompensationseinrichtung direkt benachbart zum Objektiv. In der Regel wird durch das Objektiv ein hoher Anteil der gesamten Depolarisationseffekte verursacht, wobei diese bei verschiedenen Objektiven unterschiedlich ausfallen. Durch die Positionierung der Kompensationseinrichtung am Objektiv kann bei einem Wechsel des Objektivs die Kompensationseinrichtung in einfacher Weise mitgewechselt werden, so dass sich stets eine für das jeweilige Objektiv abgestimmte Kompensationseinrichtung im Strahlengang befindet.
Als wesentlicher Vorteil der Erfindung kann zudem erachtet werden, dass die Kompensationseinrichtung vergleichsweise weit vorne im Strahlengang angeordnet ist. Hierdurch kann auch der Analysator relativ weit vorne im Strahlengang angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann somit die Anzahl optischer Komponenten, welche zwischen dem Polarisator und dem Analysator angeordnet sind und einen Depolarisationseffekt bewirken können, möglichst gering gehalten werden. Beispielsweise kann eine sich im Strahlengang hinter dem Objektiv befindende Tubuslinse hinter dem Analysator angeordnet werden, so dass von der Tubuslinse verursachte Depolarisationseffekte nicht ausgeglichen werden müssen. Dies ist besonders bedeutsam, da Tubuslinsen in der Regel nicht spannungsfrei aufgebaut sind und eine Depolarisation von Licht über dessen gesamte Querschnittsfläche bewirken. Durch die Anordnung der Kompensationseinrichtung vor dem Objektiv können schließlich die Depolarisationseffekte unabhängig von der Wahl der Tubuslinse ausgeglichen werden.
Der Ausgleich durch die Kompensationseinrichtung erfolgt durch eine Polarisationsänderung des Lichts, insbesondere durch eine Polarisationsänderung, die für verschiedene Bereiche einer Querschnittsfläche des Lichts unterschiedlich ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops ist die Kompensationseinrichtung in einem konvergenten oder divergenten Teil des Strahlengangs angeordnet. Hierdurch wird vorteilhafterweise Licht, das parallel zum Strahlengang verläuft und somit senkrecht auf die Kompensationseinrichtung trifft, anders durch die Kompensationseinrichtung beeinflusst als Licht, welches schräg, also unter einem Winkel zum mikroskopischen Strahlengang, auf die Kompensationseinrichtung trifft. Somit ist es möglich, die Polarisation in bestimmten Bereichen einer Querschnittsfläche des Lichts zu verändern, so dass eine über die Querschnittsfläche des Lichts im Wesentlichen gleich gerichtete Polarisation erreicht wird. Das erfindungsgemäße optische Modul kann sich ebenfalls vor dem Objektiv in einem divergenten oder konvergenten Teil des Strahlengangs befinden, wodurch die oben stehenden Ausführungen auch für das optische Modul gelten.
Die Anordnung der Kompensationseinrichtung zwischen dem Kondensor und dem Objektiv erlaubt eine Anordnung zwischen dem Kondensor und dem Probenbereich und/oder eine Anordnung zwischen dem Probenbereich und dem Objektiv. Dabei ist grundsätzlich auch eine Anordnung im Kondensor oder im Objektiv möglich. Bevorzugt ist die Kompensationseinrichtung aber zwischen einer dem Probenbereich zugewandten Frontoptik des Kondensors und einer Frontoptik des Objektivs angeordnet. Besonders bevorzugt ist auch bei Durchlichtmikroskopie die Kompensationseinrichtung, insbesondere ausschließlich, zwischen dem Probenbereich und dem Objektiv angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Alternative des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls weist die Kompensationseinrichtung mindestens ein doppelbrechendes Plättchen auf, es ist also ein Material des Plättchens doppelbrechend. Dadurch ist eine durch das Plättchen bedingte Polarisationsänderung des Lichts abhängig von der Polarisation des Lichts. Somit wird eine ordentliche Komponente von Licht mit Polarisationsrichtung senkrecht zu einer Hauptachse des doppelbrechenden Plättchens anders beeinflusst als eine außerordentliche Komponente von Licht mit einer Polarisationsrichtungskomponente parallel zu einer Hauptachse des Plättchens. Unter Polarisationsrichtung wird die Schwingungsrichtung des elektrischen Felds eines Lichtstrahls verstanden.
Da die Änderung der Polarisation vom Material, insbesondere von der dielektrischen Eigenschaft des Materials, insbesondere der Doppelbrechung, und von dessen Dicke abhängt, können vorteilhafterweise Material, Lage der Hauptachse und Dicke des Plättchens so gewählt sein, dass die Depolarisationseffekte mindestens teilweise ausgeglichen werden. Hierzu können Anpassalgorithmen benutzt werden. Unter der Dicke des Plättchens soll die Ausdehnung des Plättchens in Richtung des Strahlengangs und/oder einer optischen Achse des Objektivs verstanden werden.
Eine vorteilhafte Alternative des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls sieht vor, dass mindestens ein doppelbrechendes Plättchen ein Parallel-Plättchen ist, das eine Hauptachse hat, die parallel zu einer optischen Achse des Objektivs ausgerichtet ist. Unter Parallel-Plättchen sollen hier jegliche doppelbrechende Plättchen mit einer Hauptachse, die parallel zu der optischen Achse des Objektivs ausgerichtet ist, verstanden werden. Die Plättchen können zwei gegenüberliegende Seiten, also Oberflächen, aufweisen, die senkrecht zu der optischen Achse des Objektivs und/oder zu dem mikroskopischen Strahlengang stehen. Für senkrechten Lichteinfall auf ein Parallel-Plättchen weist dieses keine von der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts abhängige Wirkung auf. Fällt aber polarisiertes Licht schräg auf das Parallel-Plättchen, so wird das Licht in zwei Teilstrahlen, einen ordentlichen Lichtstrahl und einen außerordentlichen Lichtstrahl, gespalten. Abhängig von der Brechzahl des doppelbrechenden Materials des Plättchens und dessen Dicke erfährt ein schräg auf das Parallel-Plättchen einfallender Lichtstrahl einen Gangunterschied zwischen seiner ordentlichen und außerordentlichen Komponente. Somit wird abhängig vom Einfallswinkel des Lichts auf das Parallel-Plättchen die Polarisation beeinflusst. Es kann also ein auf Phasenverschiebung beruhender Depolarisationseffekt durch ein Parallel-Plättchen mindestens teilweise kompensiert werden. Eine Phasenverschiebung zwischen den senkrecht zueinander polarisierten einfallenden Strahlkomponenten ergibt resultierend elliptisch polarisiertes Licht.
Bei einer vorteilhaften Alternative des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls sind Material und Dicke des mindestens einen doppelbrechenden Parallel-Plättchens so gewählt, das ein Gangunterschied zwischen Polarisationskomponenten von Licht, das unter einem Winkel zu einer Normalen einer Fläche der Plättchen, insbesondere unter einem Aperturwinkel des Objektivs, auf das Parallel-Plättchen einfällt, gerade so groß ist, dass eine Polarisationsänderung des Lichts bewirkt wird, die einen durch Phasenverschiebung hervorgerufenen Depolarisationseffekt im Wesentlichen kompensiert.
Hier soll unter dem Aperturwinkel der halbe Öffnungswinkel des Objektivs verstanden werden. Durch eine Anordnung der doppelbrechenden Plättchen zwischen dem Probenbereich und dem Objektiv ist der größte Winkel, unter dem von der Probe kommendes Licht auf die Plättchen einfällt, gerade der Aperturwinkel des Objektivs. Indem Material und Dicke des Parallel-Plättchens abhängig vom Aperturwinkel gewählt werden, kann eine Kompensation gezielt für die äußeren Bereiche einer Querschnittsfläche des von der Probe kommenden Lichts, für die ein Depolarisationseffekt am größten ist, durchgeführt werden. Alternativ können Material und Dicke des mindestens einen Parallel-Plättchens auch so gewählt werden, dass eine über die gesamte Querschnittsfläche des Lichts gemittelte Polarisation maximal ist. Unter der gemittelten Polarisation kann beispielsweise das Integral der elektrischen Feldstärke des Lichts über die Querschnittsfläche des Lichts zu einem bestimmten Zeitpunkt verstanden werden.
Die für die gewünschten Phasenverschiebungen notwendigen Gangunterschiede zwischen ordentlichem und außerordentlichem Lichtstrahl sind relativ gering. Das heißt, bei einer Phasenverschiebung von wenigen Grad entspricht der Gangunterschied abhängig von der verwendeten Wellenlänge des Lichts nur einige Nanometer. Daher ist die erforderliche Dicke eines Parallel-Plättchens sehr gering. Die Herstellung eines derart dünnen Plättchens ist aber schwierig und das Plättchen ist sehr fragil. Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls sind deshalb zwei Parallel-Plättchen vorhanden, von denen das eine optisch positiv doppelbrechend und das andere optisch negativ doppelbrechend ist. Hierdurch bewirken die beiden Parallel-Plättchen entgegengesetzte Wirkungen auf einfallendes Licht. Sind die Brechzahlen des positiv doppelbrechenden und des negativen doppelbrechenden Parallel-Plättchens nicht betragsgleich und/oder die Dicken der Plättchen unterschiedlich, so kann eine Wirkung erreicht werden, die dem eines einzelnen, sehr dünnen Parallel-Plättchens entspricht.
Als Synonyme für optisch positiv doppelbrechend und optisch negativ doppelbrechend werden auch die Ausdrücke „optisch positiv” und „optisch negativ” sowie „positiv doppelbrechend” und „negativ doppelbrechend” verwendet.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls ist zum Ausgleich eines auf differentieller Transmission beruhenden Depolarisationseffekts ein doppelbrechendes Plättchen vorhanden, dass ein Senkrecht-Plättchen ist, welches eine Hauptachse hat, die senkrecht zu einer optischen Achse des Objektivs ausgerichtet ist. Unter Senkrecht-Plättchen soll jedes Plättchen mit einem doppelbrechenden Material, welches eine Hauptachse hat, die senkrecht zu einer optischen Achse des Objektivs ausgerichtet ist, verstanden werden. Eine differentielle Transmission liegt vor, wenn optische Komponenten unterschiedliche Transmissionen für Licht, das senkrecht zu der Einfallsebene an der optischen Komponente polarisiert ist, und für Licht, das parallel zu der Einfallsebene an der optischen Komponente polarisiert ist, aufweisen. Durch differentielle Transmission wird die Schwingungsebene einer linearen Polarisation gedreht. Eine elliptische Polarisation erfährt eine Drehung ihrer Hauptachse.
Für das Senkrecht-Plättchen können Brechungsindex, Dicke und Azimutwinkel der Hauptachse um die optische Achse des Objektivs so gewählt werden, dass in denjenigen Bereichen einer Querschnittsfläche des Lichts, in denen durch differentielle Transmission von optischen Komponenten die Schwingungsebene oder Hauptachsenebene des polarisierten Lichts gedreht ist, das Senkrecht-Plättchen eine Polarisationsänderung bewirkt, durch die an dem Analysator das von der Probe kommende Licht über seine gesamte Querschnittsfläche hinsichtlich der Schwingungsebene oder Hauptachsenebene im Wesentlichen kollinear zu der Durchlassrichtung des Analysators ausgerichtet ist. Dabei bleibt eine durch die Probe verursachte Depolarisation im Wesentlichen unverändert.
Eine Polarisationsänderung für die gesamte Querschnittsfläche des Lichts, etwa durch ein Senkrecht-Plättchen, stellt keine Depolarisation dar. In diesem Fall kann ohne Probe eine vollständige Auslöschung des Lichts zwischen Polarisator und Analysator weiterhin erreicht werden. Dazu können die Durchlassrichtungen des Polarisators und des Analysators um einen entsprechend von 90° abweichenden Winkel zueinander ausgerichtet werden und/oder ein zusätzliches Senkrecht-Plättchen kann vor dem Analysator in Kompensationsstellung angeordnet werden.
Damit ein Senkrecht-Plättchen einen auf differentieller Transmission beruhenden Depolarisationseffekt ausgleicht, ist der Winkel der Hauptachse des Senkrecht-Plättchens zu der Polarisationsrichtung, das heißt der Durchlassrichtung, des Polarisators bedeutsam. Hierzu ist bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls vorgesehen, dass das Senkrecht-Plättchen als λ/4-Platte oder als λ/2-Platte wirkt. Dabei ist die Hauptachse des Senkrecht-Plättchens so ausgerichtet, dass sie einen Drehwinkel beeinflusst, insbesondere aufhebt, um den eine am Polarisator erzeugte Polarisationsrichtung aufgrund von differentieller Transmission durch die optischen Komponenten oder durch mindestens das Objektiv gedreht würde.
Eine λ/2-Platte bewirkt bei linear polarisiert einfallendem Licht eine Drehung der Polarisationsrichtung um den doppelten Betrag des Winkels zwischen der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts und der Richtung der Hauptachse der λ/2-Platte. Mit anderen Worten wird die Polarisationsrichtung an der Hauptachse der λ/2-Platte gespiegelt.
Eine λ/4-Platte wird üblicherweise dazu verwendet, um linear polarisiertes Licht in zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht umzuwandeln oder umgekehrt.
Demnach wandelt eine λ/4-Platte im allgemeinen Fall linear polarisiert einfallendes Licht in elliptisch polarisiertes Licht um. Dabei liegt entweder die kleine oder die große Halbachse der Ellipse parallel zur Hauptachse der λ/4-Platte.
Bei einem Senkrecht-Plättchen, das als λ/4- oder λ/2-Platte wirkt, ist bevorzugt die Hauptachse so ausgerichtet, dass ein Drehwinkel kompensiert wird, um den eine am Polarisator erzeugte Polarisationsrichtung aufgrund von differentieller Transmission durch die optischen Komponenten oder mindestens durch das Objektiv gedreht würde. Die aufgrund von differentieller Transmission gedrehte Polarisationsrichtung des Lichts soll dabei verstanden werden als die Polarisationsrichtung in dem Bereich der Querschnittsfläche des Lichts, wo die differentielle Transmission am stärksten ist oder, mit anderen Worten, wo die Änderung der Polarisationsrichtung am stärksten ist.
Bei einem Senkrecht-Plättchen, das als λ/2-Platte wirkt, liegt also die Richtung der Hauptachse genau zwischen der durch den Polarisator vorgegebenen Polarisationsrichtung und einer Polarisationsrichtung, die in demjenigen Bereich einer Querschnittsfläche des Lichts vorliegt, welcher durch differentielle Transmission am stärksten beeinflusst wird. Mit anderen Worten ist hier die Hauptachse des Senkrecht-Plättchens so ausgerichtet, dass sie einen Azimut-Winkel halbiert. Dabei ist der Azimut-Winkel ein Winkel zwischen einer Polarisationsrichtung des Lichts unmittelbar nach Durchlaufen des Polarisators und einer geänderten Polarisationsrichtung, welche das von der Probe kommende Licht ohne die Kompensationseinrichtung direkt vor dem Analysator einnehmen würde, wenn die geänderte Polarisationsrichtung durch differentielle Transmission durch die optischen Komponenten oder das Objektiv bedingt ist.
Vorteilhafterweise können Senkrecht-Plättchen und Parallel-Plättchen auf eine Weise kombiniert werden, dass deren summierte Effekte, nämlich die Drehung der Polarisationsebene oder der Hauptachsenebene einer elliptischen Polarisation sowie die Phasenänderung zwischen zwei senkrecht aufeinander stehenden Polarisationskomponenten, zu einem optimierten Ausgleich der genannten Depolarisation durch das Objektiv führen.
Die doppelbrechenden Plättchen können vorteilhafterweise für einen Wellenlängenbereich ausgelegt sein, der im sichtbaren Bereich, im nahen Infrarot-Bereich und/oder im nahen Ultraviolett-Bereich liegt. Die Bestimmung von Material und Dicke der Plättchen kann dabei danach ausgelegt sein, dass bei einer Wellenlänge zwischen 500 und 600 nm der durch die Kompensationseinrichtung bewirkte Ausgleich am besten ist.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen werden, dass Materialien und Dicken der Plättchen so gewählt sind, dass eine Dispersion von von dem Probenbereich kommendem Licht möglichst gering gehalten wird, insbesondere kann ein achromatisches oder apochromatisches Verhalten des Objektivs oder mehrerer oder aller im optischen Strahlengang angeordneten Komponenten durch die Kompensationseinrichtung unverändert bleiben. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein weiteres Plättchen hierzu vorhanden sein. Durch die Kompensationseinrichtung wird die Objektivklasse des Objektivs und somit unter anderem die Ebnung und die Farbkorrektur des Objektivs über das Sehfeld, insbesondere eine achromatische oder eine apochromatische Farbkorrektur, nicht geändert.
Abhängig von der Objektivklasse liegt der Arbeitsabstand, das ist der Abstand zwischen dem Probenbereich und der dem Probenbereich zugewandten Seite des Objektivs, zwischen etwa 0,1 mm und einigen Millimetern. Typischerweise liegt der Arbeitsabstand bei einem Objektiv mit 40x-Vergrößerung und einer Öl-Immersion mit einem Brechungsindex von n = 1,52, womit die numerische Apertur 1,3 betragen kann, bei 0,2 mm bis 0,3 mm. Insbesondere bei Objektiven mit hoher Vergrößerung bei zugleich hoher numerischer Apertur kann der Arbeitsabstand sehr klein sein. Vorteilhafterweise können die Dicken der Plättchen so gewählt sein, dass die Gesamtdicke der Kompensationseinrichtung kleiner als der Arbeitsabstand eines Objektivs ist. Bevorzugt liegen die Dicken der Plättchen daher zwischen 5 μm und 1 mm, insbesondere zwischen 10 μm und 100 μm. Hingegen können bei Trockenobjektiven ohne Immersionsöl größere Plättchendicken vorgesehen sein.
Um eine einfache Fertigung zu gewährleisten, weisen bei einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls die doppelbrechenden Plättchen planparallele Oberflächen auf. Somit haben die Plättchen keine abbildende Wirkung, die im Design des Objektivs berücksichtigt werden müsste. Damit die Plättchen spannungsfrei und in gängige Fassungen einsetzbar sind, können sie zudem eine Kreisform aufweisen.
Zweckmäßigerweise können die planparallelen Oberflächen der doppelbrechenden Plättchen im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Objektivs ausgerichtet sein. Die Plättchen können über die gesamten planparallelen Oberflächen gleiche optische Eigenschaften aufweisen. Eine Segmentierung der Plättchen ist somit nicht notwendig, aber grundsätzlich auch möglich.
Zum Reduzieren von Lichtreflexionen ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls vorgesehen, dass die Plättchen vergütet sind, insbesondere eine Mehrfachbeschichtung aufweisen.
Bei einer vorteilhaften Alternative des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen. Moduls ist die Kompensationseinrichtung, insbesondere eines der Plättchen, an der Probenseite des Objektivs fest mit dem Objektiv verbunden, insbesondere verkittet. Alternativ kann die Kompensationseinrichtung auch abnehmbar mit dem Objektiv verbunden sein.
Es können auch mehrere oder alle Plättchen miteinander fest verbunden sein. Vorteilhafterweise müssen somit die Plättchen nicht separat in den mikroskopischen Strahlengang eingesetzt werden, sondern können gemeinsam mit dem Objektiv in den Strahlengang eingeführt werden. Außerdem kann die Gefahr eines unbeabsichtigten Zerbrechens der dünnen Plättchen reduziert werden.
Ein großer Anteil der Depolarisationseffekte wird gerade durch das Objektiv verursacht. Sollen mehrere Objektive in dem Lichtmikroskop verwendbar sein, etwa über einen Objektiv-Revolver, kann wegen der unterschiedlichen Depolarisationseffekte der verschiedenen Objektive für jedes Objektiv eine separate Kompensationseinrichtung vorhanden sein. Somit kann an jedem Objektiv in einem Objektiv-Revolver des Lichtmikroskops eine Kompensationseinrichtung angebracht sein, die eingerichtet ist zum Ausgleich von Depolarisationseffekten des jeweiligen Objektivs.
Damit die Plättchen eine doppelbrechende Wirkung zeigen, weist bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls jedes Plättchen einen Kristall, insbesondere einen einachsigen Kristall, insbesondere aus der Gruppe Magnesiumfluorid MgF₂, Kalkspat CaCO₃, Saphir Al₂O₃ oder Kristallquarz SiO₂ auf. Alternativ können die Plättchen aber auch jedes andere doppelbrechende Material, insbesondere einen Polymer, aufweisen.
Ergänzend oder alternativ kann auch eine Einrichtung vorhanden sein zum Erzeugen einer mechanischen Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes in mindestens einem der Plättchen, um eine doppelbrechende Wirkung in dem mindestens einem Plättchen zu bewirken. Somit kann vorgesehen sein, dass die Plättchen erst durch die Einrichtung doppelbrechend werden.
Damit der Azimutwinkel des Senkrecht-Plättchens relativ zu einer Durchlassrichtung des Polarisators einstellbar ist, ist es vorteilhaft, wenn das Senkrecht-Plättchen und/oder die Kompensationseinrichtung drehbar sind. Zweckmäßigerweise kann deshalb vorgesehen sein, dass ein mechanisches Mittel, insbesondere ein mechanischer Einstellring, vorhanden ist, um eine Drehung der Kompensationseinrichtung um die optische Achse des Objektivs zum Einstellen der durch die Kompensationseinrichtung verursachten Polarisationsänderung zu ermöglichen. Bevorzugt ist hierbei die Kompensationseinrichtung, insbesondere zusammen mit dem Objektiv, um die optische Achse des Objektivs drehbar, auch wenn das Objektiv fest in das Lichtmikroskop eingebaut ist. Somit kann das Objektiv im laufenden Betrieb gedreht werden. Auch eine Winkelskala kann am Objektiv vorgesehen sein. Es kann zudem eine Einrichtung zum automatischen Einstellen der Kompensationseinrichtung vorhanden sein, beispielsweise indem diese die Kompensationseinrichtung dreht und ermittelt, für welche Drehposition der bestmögliche Ausgleich erreicht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops ist eine Tubuslinse vorhanden und der Analysator ist zwischen dem Objektiv und der Tubuslinse angeordnet. Depolarisationseffekte durch die Tubuslinse sind somit unbedeutsam und werden nicht von der Kompensationseinrichtung berücksichtigt. Zudem kann eine Kompensationseinrichtung unabhängig von der verwendeten Tubuslinse benutzt werden.
Bei besonders einfachen Ausführungen des erfindungsgemäßen Lichtmikroskops oder des erfindungsgemäßen optischen Moduls besteht die Kompensationseinrichtung genau aus einem Parallel-Plättchen oder genau aus zwei Parallel-Plättchen oder aus genau einem oder zwei Senkrecht-Plättchen und einem oder zwei Parallel-Plättchen.
Das Lichtmikroskop und/oder das Objektiv können dabei für Messungen mit Durchlicht oder mit Auflicht ausgelegt sein.
Um die Polarisationseffekte möglichst weit zu reduzieren, sind die optischen Komponenten, insbesondere das Objektiv, und auch die Plättchen der Kompensationseinrichtung spannungsfrei gefertigt.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen optischen Moduls ist die Kompensationseinrichtung dazu eingerichtet, außer Depolarisationseffekte des Objektivs auch Depolarisationseffekte von weiteren optischen Komponenten, die im Strahlengang zwischen dem Polarisator und dem Analysator angeordnet werden, insbesondere von einem Kondensor, zu kompensieren.
Die Kompensationseinrichtung gemäß der Erfindung ist nicht zu verwechseln mit einem in der Polarisationsmikroskopie bekannten Kompensator. Bei diesem handelt es sich um eine λ/4-Platte in 45°-Stellung zu dem Polarisator und dem Analysator, welche zum Beispiel zur Beurteilung genutzt wird, ob gemessene Interferenzfarben tatsächlich von einer Probe im Probenbereich verursacht werden, oder auf Depolarisationseffekte von optischen Komponenten zurückzuführen sind. Durch einen Kompensator wird somit die Depolarisation, also eine Reduzierung über die Querschnittsfläche des Lichts gemittelte Polarisation, nicht ausgeglichen. Im Unterschied dazu werden durch die Kompensationseinrichtung gemäß der Erfindung gezielt die Polarisationen von bestimmten Bereichen der Querschnittsfläche des Lichts geändert. Hierdurch wird eine über die Querschnittsfläche des Lichts gemittelte Polarisation erhöht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben. Hierin zeigen:
1 eine schematische Darstellung von Licht in der Pupille eines Mikroskops zwischen einem Polarisator und einem Analysator;
2 einen Graph der Depolarisation in Abhängigkeit des Sinus des Aperturwinkels eines Objektivs;
3 eine schematische Darstellung von wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops und eines erfindungsgemäßen optischen Moduls;
4 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops;
5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Moduls,
6a bis 6e Ausgestaltungen von Kompensationseinrichtungen an der Probenseite des Objektivs gemäß der Erfindung und
7a bis 7d einen Brechungsindex-Ellipsoid.
Äquivalente Komponenten sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsfläche 1 von Licht in einer Pupille eines Lichtmikroskops 100. Hierbei sind im mikroskopischen Strahlengang 5 ein Polarisator 50, 51 und ein Analysator 52 vorhanden, wobei die Durchlassrichtung des Analysators 52 senkrecht zur Durchlassrichtung des Polarisators 50, 51 steht.
Unter der Querschnittsfläche 1 des Lichts soll eine Fläche senkrecht zum mikroskopischen Strahlengang 5 und zur optischen Achse 15 des Objektivs 10 verstanden werden.
Um einen bestmöglichen Bildkontrast zu erreichen, sollte bei dieser gekreuzten Anordnung von Polarisator 50, 51 und Analysator 52 das Licht in der Pupille vollständig ausgelöscht sein.
Ohne Kompensationseinrichtung 20 ist jedoch nur ein Bereich 2 aus der Querschnittsfläche 1 des Lichts dunkel. An Querschnittsrändern 3 hingegen ist Licht sichtbar. Die hieraus resultierende Form wird als Malteser-Kreuz bezeichnet. Die Aufhellung am Querschnittsrand 3 ist auf eine Depolarisation des Lichts, das heißt eine Änderung der Polarisation in bestimmten Bereichen der Querschnittsfläche des Lichts, nämlich an den Querschnittsrändern 3, zurückzuführen.
Verursacht wird die Depolarisation durch verschiedene Depolarisationseffekte an optischen Komponenten im Strahlengang 5 des Mikroskops 100. Zu den optischen Komponenten können das Objektiv 10, der Kondensor 55 und die Wollaston-Prismen 60, 61 zählen.
Die Stärken der Depolarisationseffekte sind in der Regel abhängig von der numerischen Apertur des verwendeten Objektivs 10. Gemäß den Fresnelschen Regeln werden Lichtanteile, deren Polarisationsrichtung senkrecht und parallel zu einer Einfallsebene des Lichts auf eine optische Komponente stehen, unterschiedlich gebrochen. Außerdem können die optischen Komponenten 10, 60, 61, 55 spannungsdoppelbrechend sein. Hierbei kann die Spannung bereits im Material der optischen Komponenten vorhanden sein oder durch den Druck der Fassung der optischen Komponenten erzeugt werden. Auch optische Mehrfachschichten, die beispielsweise zur Entspiegelung auf optischen Komponenten 10, 60, 61, 55 eingesetzt werden, können eine Phasendrehung des einfallenden Lichts, also einen Gangunterschied zwischen senkrecht und parallel polarisiertem Licht, hervorrufen. Durch diese Unterschiede in der Phase und Transmission der parallel und senkrecht polarisierten Anteile des Lichts kommt es zu einer Depolarisation des Lichts. Hierdurch werden in der Pupille des Mikroskops 100 die aufgehellten Querschnittsbereiche 3 der Querschnittsfläche 1 des Lichts sichtbar, womit sich der Bildkontrast verringert.
2 zeigt eine Simulation der Abhängigkeit der Depolarisation des Lichts von dem Sinus des Aperturwinkels α des Objektivs 10.
Ziel ist es, die hier dargestellte Depolarisation mit Hilfe der Kompensationseinrichtung weitestgehend auszugleichen, so dass durch gekreuzte Polarisatoren eine dunkle Pupille sichtbar ist.
Bei der in 2 dargestellten Depolarisation durchläuft Licht gekreuzte Polarisatoren, zwischen denen unter anderem ein Objektiv angeordnet ist. Da hier keine Probe im Probenbereich vorhanden ist, sollte idealerweise kein von dem Probenbereich kommendes Licht den Analysator passieren können. Das Objektiv führt jedoch zu einer Depolarisation, wodurch der in seiner Polarisation veränderte Anteil des von dem Probenbereich kommenden Lichts den Analysator passieren kann. 2 stellt die Abhängigkeit der auftretenden Depolarisation vom Sinus des Aperturwinkels α dar.
Dabei wird ein Abbildungsstrahlengang betrachtet, für den von einem Punkt eines Probenbereichs ausgehendes Licht divergent und unter dem Aperturwinkel α auf das Objektiv trifft.
Graph 70 zeigt die Depolarisation durch Phasenverschiebung zwischen dem senkrecht und dem parallel zu einer Einfallsebene am Objektiv polarisierten Anteil des Lichts. Durch Phasenverschiebung wird linear polarisiertes Licht zu elliptisch polarisiertem Licht. Hierbei gibt die Grad-Angabe der Depolarisation für den Graph 70 den Phasenunterschied zwischen den zwei senkrecht zueinander polarisierten Komponenten des Lichts an.
Graph 71 gibt die Depolarisation durch differenzielle Transmission in Abhängigkeit des Sinus des Aperturwinkels α an. Differenzielle Transmission bewirkt bei linear polarisiertem Licht eine Drehung der Polarisationsrichtung, wobei das Licht weiterhin linear polarisiert ist. Da jedoch von der Probe kommendes Licht divergent auf das Objektiv trifft, also verschiedene Bereiche der Querschnittsfläche des von der Probe kommenden Lichts unter verschiedenen Winkeln auf das Objektiv treffen, bewirkt differenzielle Transmission eine Depolarisation über die Querschnittsfläche des Lichts. Hier gibt die Gradangabe der Depolarisation die Drehung des linear polarisierten Lichts an.
In 2 wird verdeutlicht, dass in etwa senkrecht auf optische Komponenten einfallendes Licht kaum depolarisiert wird. Hingegen wird Licht, das unter einem Winkel zu einer Normalen einer Oberfläche einer optischen Komponente einfällt, um einige Grad in seiner Polarisation verändert. Als Folge ist das Licht über seine Querschnittsfläche nicht mehr in gleicher Richtung polarisiert; es ist depolarisiert. Diese Depolarisation soll durch die Kompensationseinrichtung 20 ausgeglichen werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops 100. Das Lichtmikroskop 100 umfasst die Kompensationseinrichtung 20 sowie für Polarisationsmessungen oder differenzielle Interferenzkontrast-Messungen erforderliche Komponenten, nämlich den Polarisator 50, die Wollaston-Prismen 60, 61, das Objektiv 10 und den Analysator 52.
Zudem ist ein Kondensor 55 vorhanden, der Beleuchtungslicht auf den Probenbereich 30 leitet. Der hier dargestellte Aufbau entspricht dem eines Durchlicht-Mikroskops. Alle hierzu gemachten Aussagen, ausgenommen zu dem Kondensor 55, sind aber auch entsprechend für ein Auflicht-Mikroskop gültig. Das erfindungsgemäße Mikroskop 100 kann auch für Fluoreszenzkontrast-Methoden geeignet sein, bei denen die Polarisationseigenschaften der Probe genutzt werden.
Angaben wie „vor”, „hinter” und „nach” mit Bezug auf die Komponenten 10, 50, 51, 52, 55, 60, 61 oder den mikroskopischen Strahlengang 5 seien durch die Laufrichtung des Lichts 42, 43, 44 definiert.
Beleuchtungslicht wird entlang dem mikroskopischen Strahlengang 5 gestrahlt. Das Beleuchtungslicht kann zunächst unpolarisiert sein. Zudem kann es entweder monochromatisch oder spektral-breitbandig im sichtbaren, im nahen UV- und/oder im nahen IR-Bereich sein.
Das Beleuchtungslicht durchläuft den Polarisator 50 und wird entlang der Durchlassrichtung des Polarisators 50 linear polarisiert. Bei differenzieller Interferenzkontrast-Mikroskopie ist hinter dem Polarisator 50 ein Wollaston-Prisma 60 oder ein vergleichbares optisches Bauteil angeordnet, um das polarisierte Beleuchtungslicht in zwei räumlich beabstandete oder aufgespaltene senkrecht zueinander polarisierte Teilstrahlen zu teilen. Im Fall zirkularer differenzieller Interferenzkontrast-Mikroskopie kann zudem ein λ/4-Plättchen vorhanden sein, um zirkular polarisiertes Licht zu erzeugen.
Über den Kondensor 55 wird das polarisierte Beleuchtungslicht anschließend auf einen Probenbereich 30, in dem sich eine zu untersuchende Probe befinden kann, geleitet.
Das von der Probe kommende Licht verläuft auf Grund der Beleuchtungsapertur, der Beugung, der Brechung oder Streuung an den Strukturen der Probe oder auf Grund der Fluoreszenz der Probe divergent und trifft auf das Objektiv 10. Zunächst durchläuft das von der Probe kommende Licht die Kompensationseinrichtung 20. Diese ist auf der Probenseite 16 des Objektivs 10 angeordnet. Die genaue Wirkung der Kompensationseinrichtung 20 auf die Polarisation des Lichts wird mit Bezug auf 6 detailliert erläutert.
Alternativ ist es aber auch möglich, die Kompensationseinrichtung 20 zwischen dem Kondensor 55 und dem Probenbereich 30 anzuordnen. Da an dieser Stelle das Beleuchtungslicht im Allgemeinen konvergent verläuft, kann auch hier eine Kompensation von Depolarisationseffekten erzielt werden.
Nach Durchlaufen der Kompensationseinrichtung 20 trifft in der dargestellten Ausführung das von der Probe kommende Licht auf das Objektiv 10, dessen optische Achse 15 parallel zum mikroskopischen Strahlengang 5 angeordnet ist.
Das Objektiv 10 und die Kompensationseinrichtung 20 stellen das erfindungsgemäße optische Modul 90 dar.
Im Fall von differentieller Interferenzkontrast-Mikroskopie ist im Strahlengang hinter dem Objektiv 10 ein weiteres Wollaston-Prisma 61 oder ein vergleichbares optisches Bauteil angeordnet, um die beiden Teilstrahlen des von der Probe kommenden Lichts zu vereinigen und zur Interferenz zu bringen.
Schließlich ist im mikroskopischen Strahlengang 5 ein Analysator 52 angeordnet. Dabei handelt es sich um einen Polarisator, dessen Durchlassrichtung zu der des Polarisators 50 gedreht ist, in der Regel um 90°. Durch den Analysator 52 soll nur von der Probe kommendes Licht durchgelassen werden, dessen Polarisation durch die Probe geändert wurde.
Im Fall eines Polarisationskontrast-Mikroskops entfallen die Wollaston-Prismen 60, 61. Die im Übrigen in 3 dargestellten Komponenten sind für Polarisationskontrast-Mikroskopie und differenzielle Interferenzkontrast-Mikroskopie identisch.
Eine schematische Gesamtdarstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops 100 ist in 4 gezeigt.
Hierbei strahlt eine Lichtquelle 40, 41 Beleuchtungslicht 42, 43 auf einen Probenbereich 30. Vom Probenbereich 30 aus durchläuft das Licht 44 die hier nicht dargestellte Kompensationseinrichtung und ein Objektiv 10. Schließlich wird das von der Probe kommende Licht 44 aus dem Lichtmikroskop 100 ausgekoppelt.
Der hier dargestellte Strahlquerschnitt deutet den maximal auftretenden Strahlquerschnitt an, also die Gesamteinhüllende allen auftretenden Lichts, was bei Durchlichtmikroskopen in etwa dem Pupillenstrahlengang entspricht.
Das Lichtmikroskop 100 kann eine Lichtquelle 40 für Auflicht und/oder eine Lichtquelle 41 für Durchlicht aufweisen. Die Lichtquellen 40, 41 emittieren entlang einem mikroskopischen Strahlengang 5 unpolarisiertes Beleuchtungslicht 42, 43. Das Beleuchtungslicht 42, 43 wird durch die Polarisatoren 50, 51 polarisiert. Hierbei kann linear polarisiertes Licht erzeugt werden oder für zirkulare differenzielle Interferenzkontrast-Mikroskopie auch zirkular polarisiertes Licht.
Das polarisierte Beleuchtungslicht 42, 43 wird anschließend auf einen Probenbereich 30 fokussiert, wozu ein Kondensor 55 eingesetzt werden kann.
Von dem Probenbereich 30 aus durchläuft das Licht 44 eine in 4 nicht dargestellte Kompensationseinrichtung. Bei Betrachtung des hier ebenfalls nicht gezeigten Abbildungsstrahlengangs verläuft das von der Probe kommende Licht divergent unter dem Aperturwinkel des Objektivs 10.
Im mikroskopischen Strahlengang 5 hinter der Kompensationseinrichtung angeordnet ist ein Objektiv 10. In 4 sind verschiedene Objektive 10 eines Objektiv-Revolvers dargestellt, wobei für das im Strahlengang 5 befindliche Objektiv 10 ausschließlich die optischen Elemente 11, 12, 13 des Objektivs 10 dargestellt sind.
Der Strahlengang kann weitere Elemente aufweisen, etwa einen DIC-Schieber für differentielle Interferenzkontrast-Mikroskopie.
Das von der Probe kommende Licht trifft nach den optischen Elementen 11, 12, 13 des Objektivs 10 auf einen Analysator 52.
Hinter dem Analysator 52 ist ein Tubus mit einer Tubuslinse angeordnet. Hierbei kann das von der Probe kommende Licht 44 über ein Okular 46 oder eine Lichtauskopplung 47 das Mikroskop 100 verlassen.
Eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Moduls 90 ist in 5 gezeigt.
Das optische Modul 90 weist die Kompensationseinrichtung 20 und das Objektiv 10 auf. Die Beschreibungen zu der Kompensationseinrichtung 20 und dem Objektiv 10 gelten ebenfalls in Bezug auf das erfindungsgemäße Lichtmikroskop 100.
Bei dem dargestellten Abbildungsstrahlengang verläuft das von dem Probenbereich 30 kommende Licht 44 divergent unter einem Aperturwinkel des Objektivs 10.
Zunächst durchläuft das von der Probe kommende Licht 44 die Kompensationseinrichtung 20. Diese kann eine oder mehrere doppelbrechende Plättchen aufweisen. Die Kompensationseinrichtung 20 ist auf einer dem Probenbereich 30 zugewandten Probenseite 16 des Objektivs 10 angeordnet.
Anschließend trifft das das von der Probe kommende Licht 44 auf optische Elemente, nämlich die Linsen L1 bis L14, des Objektivs 10. Die Kompensationseinrichtung 20 kann mit dem Objektiv 10, insbesondere mit der Linse L1 des Objektivs 10, fest verbunden sein, beispielsweise verkittet oder verklebt sein. Die Linse L1 ist hier eine Tochterkugel, die in eine Mutterkugel 12 eingreift. Dabei deckt die Kompensationseinrichtung 20 nicht die gesamte Fläche der Mutterkugel 12 ab, sondern nur die der Tochterkugel 11.
Die Kompensationseinrichtung 20 sowie die hier nicht näher dargestellten Plättchen der Kompensationseinrichtung 20 sind so angeordnet, dass sie Oberflächen aufweisen, welche senkrecht auf der optischen Achse 15 des Objektivs 10 und dem mikroskopischen Strahlengang 5 stehen.
Abhängig von dem Winkel, unter dem von der Probe kommendes Licht 44 aus dem Probenbereich 30 läuft, wird seine Polarisation durch die Kompensationseinrichtung 20 unterschiedlich beeinflusst.
Ausführungsbeispiele der Kompensationseinrichtung 20 gemäß der Erfindung sind schematisch in den 6a bis 6e dargestellt.
Bei jedem der Ausführungsbeispiele weist die Kompensationseinrichtung 20 eines oder mehrere Plättchen 21, 22, 23 auf, die auf einer Probenseite 16 des Objektivs 10 angeordnet sind. Dabei ist in jedem Beispiel die Frontoptik des Objektivs 10, nämlich das optische Element 11, dargestellt.
Die Plättchen 21, 22, 23 können je einen doppelbrechenden, bevorzugt einachsigen, Kristall umfassen.
Die Ausführungsbeispiele unterscheiden sich in Material, Dicke und Anzahl der Plättchen 21, 22, 23 sowie in der Kristallrichtung der Plättchen 21, 22, 23. Die Kristallrichtung der Plättchen, das heißt die Richtung der optischen Achse des Kristalls, kann parallel 25 und/oder senkrecht 26 in Bezug auf die optische Achse 15 des Objektivs 10 verlaufen. Gleichbedeutend mit Kristallrichtung sollen die Begriffe „Hauptachse” und „Hauptachse des Plättchens” verstanden werden.
Prinzipiell ist aber auch möglich, dass ein oder mehrere Plättchen vorhanden sind, deren Hauptachsen, das heißt Kristallachsen, schräg, also weder parallel noch senkrecht, zur optischen Achse 15 des Objektivs 10 ausgerichtet sind. Grundsätzlich können die Plättchen auch in Querschnittsrichtung eine nicht konstante Dicke aufweisen. Entscheidend ist allein, dass durch die Plättchen die gewünschte Kompensation der Depolarisation erreicht wird.
6a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Kompensationseinrichtung 20 ein Plättchen 22 aus Magnesiumfluorid umfasst, welches eine Hauptachse 25 parallel zu einer optischen Achse 15 des Objektivs 10 und des optischen Elements 11 aufweist. Licht, welches parallel zur optischen Achse 15 das Plättchen 22 durchläuft, erfährt durch das Plättchen 22 keine Polarisationsänderung. Bei einem schrägen Einfall von Licht kann ein Teilstrahl des Lichts eine Polarisation senkrecht zur Hauptachse des Plättchens aufweisen. Ein weiterer Teilstrahl kann eine Polarisation aufweisen, die wiederum senkrecht hierzu steht. Diese Teilstrahlen werden ordentlicher und außerordentlicher Strahl genannt. Durch das Plättchen 22 wird ein Gangunterschied zwischen dem ordentlichen und außerordentlichen Strahl erzeugt. Hierdurch wird eine Phasendrehung erreicht, das heißt die Polarisation desjenigen Anteils des Lichts, welcher schräg auf die Kompensationseinrichtung 20 trifft, wird geändert.
Die Größe der Phasendrehung hängt von der Brechzahl n_o für den ordentlichen Strahl sowie von der Brechzahl n_a für den außerordentlichen Strahl ab.
Zur Veranschaulichung des ordentlichen und des außerordentlichen Strahls ist in den 7a und 7b eine Indikatrix, also ein Brechzahl-Ellipsoid, eines optisch einachsigen Kristalls dargestellt. Die Brechzahlen n₁, n₂ und n₃ beschreiben die Brechzahlen für Licht, das eine Polarisation, also ein elektrisches Feld, in Richtung der Vektor n₁, n₂ oder n₃ hat. Die Brechzahl n₃ ist bei positiv doppelbrechenden Kristallen größer als n₁ und n₂, während sie bei negativ doppelbrechenden Kristallen kleiner ist. 7c zeigt den ordentlichen Strahl und 7d den außerordentlichen Strahl. Die Ausbreitungsrichtung k der Strahlen nimmt einen Einfallswinkel θ zur optischen Achse 15 ein. Wie in 7c dargestellt, steht das elektrische Feld des ordentlichen Strahls senkrecht zur optischen Achse 15. Das in 7d dargestellte elektrische Feld des außerordentlichen Strahls steht senkrecht zu dem des ordentlichen Strahls. Damit hat der außerordentliche Strahl eine Polarisationskomponente parallel zur Ausbreitungsrichtung k, das heißt, seine Polarisation liegt in einer Ebene, die durch die optische Achse 15 und die Ausbreitungsrichtung k aufgespannt wird.
Die außerordentliche Brechzahl n_a ist vom Einfallswinkel θ abhängig, der zu der optischen Achse 15, also zu einer Senkrechten einer Oberfläche der Kompensationseinrichtung, gemessen wird.
Die Abhängigkeit der außerordentlichen Brechzahl n_a(θ) vom Einfallswinkel θ ist in der folgenden Formel angegeben, wobei die Brechzahl na ohne Abhängigkeit von θ die Brechzahl für den Fall angeben soll, dass die Polarisation des außerordentlichen Strahls vollständig parallel zur Hauptachse des doppelbrechenden Materials steht: 1/n_a ²(θ) = cos²(θ)/n_o ² + sin²(θ)/n_a ².
Beispielhaft sind in der folgenden Tabelle für verschiedene Materialien die ordentliche Brechzahl n_o, die außerordentliche Brechzahl n_a und die außerordentliche Brechzahl n_a(58°) für einen Einfallswinkel von 58° aufgelistet. Dieser Einfallswinkel entspricht einem typischen Aperturwinkel eines Lichtmikroskops 100.

Material n_o n_a n_a(58°)

MgF₂ 1,38 1,385 1,3836

CaCO₃ 1,658 1,486 1,5288

Al₂O₃ 1,768 1,76 1,7622

SiO₂ 1,544 1,553 1,5506
Magnesiumfluorid MgF₂ und Quarz SiO₂ haben einen ordentlichen Brechungsindex, der kleiner als ihr außerordentlicher Brechungsindex ist, und sind somit positiv doppelbrechend. Kalkspat und Saphir, also Calciumcarbonat CaCO₃ und Aluminiumoxid Al₂O₃, sind hingegen negativ doppelbrechend.
In den 6b und 6c ist jeweils eine Kompensationseinrichtung 20 dargestellt, welche zwei Plättchen 22, 23 aufweist, deren Hauptachsen parallel zur optischen Achse 15 des Objektivs 10 ausgerichtet sind. Hierbei sind jeweils ein positiv doppelbrechendes Plättchen 23 und ein negativ doppelbrechendes Plättchen 22 vorhanden.
In 6b handelt es sich hierbei um MgF₂ und CaCO₃, in 6c hingegen um SiO₂ und Al₂O₃.
Das positiv und das negativ doppelbrechende Plättchen 22, 23 verursachen entgegengesetzte Wirkungen. Für einen zu erzielenden Ausgleich von Depolarisationseffekten können die Plättchen 22, 23 deshalb größere Dicken aufweisen als ein einziges Plättchen mit paralleler Hauptachse. Durch die größere Dicke sind die Plättchen 22, 23 leichter zu fertigen und weniger fragil. Zudem kann ein zu erzielender Gangunterschied zwischen ordentlichem und außerordentlichem Lichtstrahl durch die Verwendung zweier Plättchen 22, 23 besonders präzise erreicht werden. Schließlich kann mit zwei Plättchen 22, 23 bei geeigneter Materialwahl in Hinblick auf die Brechungszahlen n_o und n_a sowie bei geeigneter Dicke der Plättchen auch die Dispersion gering gehalten werden.

In der folgenden Tabelle sind beispielhaft die Phasendrehungen von polarisiertem Licht bei einem Einfallswinkel von 58° für verschiedene Materialkombinationen und Dicken der Plättchen angegeben. Bei dem Einfallswinkel kann es sich gerade um den Aperturwinkel halten.

Material und Dicke des Plättchens 23	Material und Dicke des Plättchens 22	Gangunterschied bei einem Einfallswinkel von 58°	Phasendrehung
MgF₂, 60 μm	CaCO₃, 4 μm	–0,314 μm	–205,2°
MgF₂, 6 μm	Al₂O₃, 9 μm	–0,029 μm	–19,2°
SiO₂, 60 μm	Al₂O₃, 67,7 μm	–0,0027 μm	–1,8°

Die Tabelle veranschaulicht, dass eine beliebige Phasendrehung mit vergleichsweise großer Plättchendicke erreichbar ist. Hingegen müsste ein einzelnes Plättchen aus Magnesiumfluorid für eine Phasendrehung von 4° eine äußerst kleine Dicke von nur 2,9 μm haben.
6d zeigt eine an einer Probenseite 16 eines optischen Elements 11 des Objektivs 10 angeordnete Kompensationseinrichtung 20. Diese weist zwei Plättchen 22, 23 mit paralleler Hauptachse auf, sowie ein weiteres Plättchen 21 mit einer Hauptachse 26 senkrecht zu der optischen Achse 15 des Objektivs 10.
Die Plättchen 22, 23 mit senkrechter Hauptachse können die Materialien MgF₂ und Al₂O₃ aufweisen. Das Plättchen 21 mit senkrechter Hauptachse kann MgF₂ umfassen.
Durch das Plättchen 21 mit senkrechter Hauptachse kann ein auf differenzieller Transmission beruhender Depolarisationseffekt ausgeglichen werden. Durch differenzielle Transmission wird linear polarisiertes Licht in seiner Schwingungsrichtung gedreht und bei elliptisch polarisiertem Licht wird die Lage der Ellipsenhauptachse gedreht. Das Plättchen 21 mit senkrechter Kristallachse kann bei geeigneter Stellung aus elliptisch polarisiertem Licht wieder linear polarisiertes Licht erzeugen. Zudem wird die Schwingungsrichtung beeinflusst, so dass zusammen mit der Wirkung eines oder mehrerer Parallel-Plättchen sowohl Elliptizität also auch Schwingungsrichtung des resultierenden linearpolarisierten Lichts eingestellt werden können. Hierzu können vorteilhafterweise Material und Dicke des Plättchens 21 zunächst so gewählt sein, dass es für das Licht als λ/4-Platte oder λ/2-Platte wirkt. Zudem ist die Richtung der Hauptachse innerhalb einer Ebene senkrecht zur optischen Achse 15 des Objektivs 10 bedeutsam. Diese Richtung wird durch den Azimut-Winkel angegeben, welcher den Winkel zwischen der Durchlassrichtung des Polarisators 50, 51 und der Richtung der Hauptachse des Plättchens beschreibt.

Die folgende Tabelle zeigt zwei Ausführungsbeispiele mit einem Senkrecht-Plättchen und zwei Parallel-Plättchen. Zur Vereinfachung wird hier bei dem Senkrecht-Plättchen zunächst von einer einfallswinkelunabhängigen Wirkung ausgegangen.

Senkrecht-Plättchen 21, vereinfacht	Parallel-Plättchen 23	Parallel-Plättchen 22	Gesamtwirkung
λ/2-Platte mit Azimut-Winkel: +2° Drehung: +4° Phasenverschiebung: +0°	Material: SiO₂ Dicke: 79 μm,	Material: Al₂O₃ Dicke: 89 um	Drehung: +4° Phasenverschiebung: –1,9°
λ/4-Platte mit Azimut-Winkel +4° Drehung: +4° Phasenverschiebung: +8°	Material: SiO₂ Dicke: 59,2 μm	Material: Al₂O₃ Dicke: 68,9 μm	Drehung: +4° Phasenverschiebung: –1,9°

Zwar bewirkt das Plättchen 21 mit senkrechter Hauptachse bei einer Ausrichtung mit Azimut-Winkel ungleich 0° auch für senkrecht einfallendes Licht eine Polarisationsänderung. In diesem Fall kann aber der Analysator 52 entsprechend ausgerichtet werden und/oder ein zusätzliches Senkrecht-Plättchen zwischen Objektiv 10 und Analysator 52, insbesondere in einem parallelen Teil des Strahlengangs 5, vorhanden sein. Diese Polarisationsänderung verursacht somit keinen Nachteil.
Bei schiefem Einfall auf ein Senkrecht-Plättchen 21 wird wiederum eine vom Einfallswinkel abhängige Phasenänderung erzeugt. Diese addiert sich zu der Phasenänderung durch das Parallel-Plättchen 22, 23 hinzu. So würden zum Beispiel ein Parallel-Plättchen 22, 23 gefolgt von einem Senkrecht-Plättchen 21 bei gleicher Dicke, nämlich der Dicke wie sie für ein Senkrecht-Plättchen 21 mit λ/4-Eigenschaft gälte, bei schiefem Einfall wiederum einen Phasenunterschied von 90° ergeben, also eine Phasenverschiebung wie ein λ/4-Plättchen unter senkrechtem Einfall allein. Eine über diese Dicke hinausgehende Dicke des Parallel-Plättchens 22, 23 bewirkt folglich eine zusätzliche Phasenänderung, die genutzt werden kann, um die insgesamt zu erzielende Phasenänderung zu erreichen.
6e zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kompensationseinrichtung 20 genau ein Plättchen 21 mit Hauptachsenrichtung 26 senkrecht zu einer optischen Achse 15 eines Objektivs 10 zeigt. Bereits durch ein einzelnes Plättchen 21 ist ein zumindest teilweiser Ausgleich von Depolarisationseffekten möglich.
Bevorzugt weist die Kompensationseinrichtung 20 aber mindestens ein Plättchen 22, 23 mit paralleler Hauptachse und mindestens ein Plättchen 21 mit senkrechter Hauptachse auf. Hierdurch können Depolarisationseffekte, die auf differenzieller Transmission und/oder Phasenverschiebung beruhen, weitestgehend ausgeglichen werden. Vorteilhafterweise kann somit erreicht werden, dass ohne Probe das Licht über seine gesamte Querschnittsfläche 1 den Analysator 52 nicht passieren kann.
Der erzielbare Bildkontrast bei einem Polarisationsmikroskop und/oder einem differenziellen Interferenzkontrast-Mikroskop wird somit deutlich verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6924893 B2 [0008]
US 3904267 [0009]

Claims

Lichtmikroskop, insbesondere Differentielles Interferenzkontrast-Mikroskop und/oder Polarisationsmikroskop und/oder Fluoreszenzmikroskop, mit einem mikroskopischen Strahlengang (5) für Durchlicht- und/oder Auflichtmikroskopie, in dem eine Probe, insbesondere über einen Kondensor (55), mit Beleuchtungslicht (42, 43) beaufschlagbar ist, mit einem im Strahlengang (5) angeordneten Polarisator (50, 51) zum Polarisieren des Beleuchtungslichts (42, 43), mit einem im Strahlengang (5) angeordneten Analysator (52) zum Analysieren von von der Probe kommendem Licht (44), und mit einem im Strahlengang (5) angeordneten Objektiv (10) zum Abbilden der in einem Probenbereich (30) anzuordnenden Probe, dadurch gekennzeichnet, dass zum mindestens teilweisen Ausgleich von Depolarisationseffekten, die von zwischen dem Polarisator (50, 51) und dem Analysator (52) angeordneten optischen Komponenten (10, 60, 61, 55), insbesondere von dem Objektiv (10), bewirkt werden, in dem Strahlengang (5) eine Kompensationseinrichtung (20) vorhanden ist, die bei Auflichtmikroskopie zwischen dem Probenbereich (30) und dem Objektiv (10) und bei Durchlichtmikroskopie zwischen dem Kondensor (55) und dem Objektiv (10) angeordnet ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (20) in einem konvergenten oder divergenten Teil des Strahlengangs (5) angeordnet ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (20) bei Durchlichtmikroskopie zwischen dem Probenbereich (30) und dem Objektiv (10) angeordnet ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (20) mindestens ein doppelbrechendes Plättchen (21, 22, 23) aufweist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Material, Lage einer Hauptachse (25, 26) und Dicke des doppelbrechenden Plättchens (21, 22, 23) so gewählt sind, dass die Depolarisationseffekte mindestens teilweise ausgeglichen werden.
Lichtmikroskop nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der doppelbrechenden Plättchen (22, 23) ein Parallel-Plättchen ist, das eine Hauptachse (25) hat, die parallel zu einer optischen Achse (15) des Objektivs (10) ausgerichtet ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Material und Dicke des mindestens einen Parallel-Plättchens (22, 23) so gewählt sind, dass ein Gangunterschied zwischen Polarisationskomponenten von Licht (42, 43, 44), das unter einem Winkel zu einer Normalen einer Fläche der Plättchen (21, 22, 23), insbesondere unter einem Aperturwinkel (α) des Objektivs (10), auf die Plättchen (21, 22, 23) einfällt, gerade so groß ist, dass eine Polarisationsänderung des Lichts (42, 43, 44) bewirkt wird, die einen durch Phasenverschiebung hervorgerufenen Depolarisationseffekt im Wesentlichen kompensiert.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Parallel-Plättchen (22, 23) vorhanden sind, von denen insbesondere das eine optisch positiv doppelbrechend und das andere optisch negativ doppelbrechend ist.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich eines auf differentieller Transmission beruhenden Depolarisationseffekts ein doppelbrechendes Plättchen (21, 22, 23) vorhanden ist, das ein Senkrecht-Plättchen (21) ist, welches eine Hauptachse (26) hat, die senkrecht zu einer optischen Achse (15) des Objektivs (10) ausgerichtet ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Senkrecht-Plättchen (21) als λ/4-Platte oder λ/2-Platte wirkt, und dass die Hauptachse (26) des Senkrecht-Plättchens (21) so ausgerichtet ist, dass sie einen Drehwinkel beeinflusst, insbesondere aufhebt, um den eine am Polarisator (50, 51) erzeugte Polarisationsrichtung auf Grund von differentieller Transmission durch die optischen Komponenten (10, 60, 61, 55) oder durch mindestens das Objektiv (10) gedreht würde.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23) planparallele Oberflächen aufweisen.
Lichtmikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die planparallelen Oberflächen der doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23) senkrecht zur optischen Achse (15) des Objektivs (10) ausgerichtet sind.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (20), insbesondere eines der doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23), an der Probenseite (16) des Objektivs (10) fest mit dem Objektiv (10) verbunden ist, insbesondere verkittet ist.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23) fest miteinander verbunden sind.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23) einen Kristall, insbesondere einen einachsigen Kristall, insbesondere aus der Gruppe Magnesiumfluorid, Kalkspat, Saphir oder Kristallquarz
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Materialen und Dicken der doppelbrechenden Plättchen (21, 22, 23) so gewählt sind, dass eine Dispersion von Licht (42, 43, 44) möglichst gering gehalten wird, insbesondere ein achromatisches oder apochromatisches Verhalten des Objektivs (10) unverändert bleibt.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanisches Mittel, insbesondere ein mechanischer Einstellring, vorhanden ist, um eine Drehung der Kompensationseinrichtung (20) um die optische Achse (15) des Objektivs (10) zum Einstellen der durch die Kompensationseinrichtung (20) verursachten Polarisationsänderung zu ermöglichen.
Lichtmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tubuslinse vorhanden ist und dass der Analysator (52) zwischen dem Objektiv (10) und der Tubuslinse angeordnet ist.
Optisches Modul zum Anordnen in einem mikroskopischen Strahlengang (5) eines Lichtmikroskops (100), insbesondere eines Lichtmikroskops nach einem der Ansprüche 1 bis 18, zwischen einem Polarisator (50, 51) und einem Analysator (52) mit einem Objektiv (10), wobei eine Probenseite (16) des Objektivs (10) in einem in den Strahlengang (5) eingebauten Zustand einem Probenbereich (30) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Probenseite (16) angeordnete Kompensationseinrichtung (20) vorhanden ist zum mindestens teilweisen Ausgleich wenigstens von Depolarisationseffekten, die von dem Objektiv (10) bewirkt werden.