DE10340965A1 - Rastermikroskop - Google Patents

Rastermikroskop Download PDF

Info

Publication number
DE10340965A1
DE10340965A1 DE10340965A DE10340965A DE10340965A1 DE 10340965 A1 DE10340965 A1 DE 10340965A1 DE 10340965 A DE10340965 A DE 10340965A DE 10340965 A DE10340965 A DE 10340965A DE 10340965 A1 DE10340965 A1 DE 10340965A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scanning microscope
optical component
light beam
microscope according
optics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10340965A
Other languages
English (en)
Inventor
Hilmar Dr. Gugel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Microsystems CMS GmbH
Original Assignee
Leica Microsystems Heidelberg GmbH
Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leica Microsystems Heidelberg GmbH, Leica Microsystems CMS GmbH filed Critical Leica Microsystems Heidelberg GmbH
Priority to DE10340965A priority Critical patent/DE10340965A1/de
Priority to JP2006525138A priority patent/JP2007504498A/ja
Priority to US10/570,645 priority patent/US7599115B2/en
Priority to PCT/EP2004/051877 priority patent/WO2005024486A1/de
Priority to EP04766574.0A priority patent/EP1660924B1/de
Publication of DE10340965A1 publication Critical patent/DE10340965A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0032Optical details of illumination, e.g. light-sources, pinholes, beam splitters, slits, fibers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052Optical details of the image generation
    • G02B21/006Optical details of the image generation focusing arrangements; selection of the plane to be imaged

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

Ein Rastermikroskop mit einem Anregungslichtstrahl zum optischen Anregen eines ersten Probenbereichs, mit einem Stimulationslichtstrahl zum Auslösen einer stimulierten Emission in einem weiteren, zumindest teilweise mit dem ersten Probenbereich überlappenden Probenbereich, mit zumindest einem Objektiv zum Fokussieren des Anregungslichtstrahls und des Stimulationslichtstrahls und mit einem optischen Bauteil zur Beeinflussung der Form des Fokus des Anregungslichtstrahls und/oder des Stimulationslichtstrahls ist offenbart. Das Rastermikroskop ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Optik zum Abbilden des optischen Bauteils in die Pupille des Objektivs vorgesehen ist, wobei die Größe des Abbildes des optischen Bauteils einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Rastermikroskop mit einem Anregungslichtstrahl zum optischen Anregen eines ersten Probenbereichs, mit einem Stimulationslichtstrahl zum Auslösen einer stimulierten Emission in einem weiteren, zumindest teilweise mit dem ersten Probenbereich überlappenden Probenbereich, mit zumindest einem Objektiv zum Fokussieren des Anregungslichtstrahls und des Stimulationslichtstrahls und mit einem optischen Bauteil zur Beeinflussung der Form des Fokus des Anregungslichtstrahls und/oder des Stimulationslichtstrahls.
  • In der Rastermikroskopie (Scanmikroskopie) wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Reflexions- oder Fluoreszenzlicht zu beobachten. Der Fokus des Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Objektebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so dass ein Spiegel in x- und der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichts wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet. Neben diesen sogenannten strahlscannenden Methoden sind auch Scanmikroskope mit räumlich feststehendem Beleuchtungslichtstrahl bekannt, bei denen die Probe zur Abtastung mit Hilfe eines Feinpositioniertisches verfahren wird. Diese Scanmikroskope werden objektscannend genannt.
  • Speziell in der konfokalen Rastermikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.
  • Ein konfokales Rastermikroskop umfasst im Allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende – die sog. Anregungsblende – fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszenzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so dass man eine Punktinformation erhält, die durch sequentielles Abtasten des Objekts zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatenaufnahme erzielt.
  • Eine Anordnung zur Steigerung des Auflösungsvermögens für Fluoreszenzanwendungen ist aus der DE 44 16 558 bekannt. Hierbei werden die lateralen Randbereiche des Fokusvolumens des Anregungslichtstrahls mit einem Lichtstrahl einer anderen Wellenlänge, dem sog. Stimulationslichtstrahl, der von einem zweiten Laser emittiert wird, beleuchtet, um dort die vom Licht des ersten Lasers angeregten Probenbereiche stimuliert in den Grundzustand zurück zu bringen. Detektiert wird dann nur das spontan emittierte Licht aus den nicht vom zweiten Laser beleuchteten Bereichen, so dass insgesamt eine Auflösungsverbesserung erreicht wird. Für dieses Verfahren hat sich die Bezeichnung STED (Stimulated Emission Depletion) eingebürgert.
  • Aus DE 100 12 462 A1 ist eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Objekts vorzugsweise bei der konfokalen Fluoreszenzrastermikroskopie mit einem Beleuchtungsstrahlengang einer Lichtquelle und mindestens einem weiteren Beleuchtungsstrahlengang einer weiteren Lichtquelle, wobei die Beleuchtungsstrahlengänge zumindest teilweise einander überlagerbar sind, bekannt. Die Vorrichtung ist zur Vereinfachung der Justierung sowie zur Reduktion der optischen Bauteile im Beleuchtungsstrahlengang dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem der Beleuchtungsstrahlengänge mindestens ein optisches Bauteil angeordnet ist, wobei die optischen Eigenschaften des Bauteils derart beeinflussbar bzw. veränderbar sind, dass sich das Beleuchtungsmuster des Beleuchtungsstrahlengangs im Objektbereich in seiner Form verändert. Das optische Bauteil kann hierbei beispielsweise als runde Phasenverzögerungsplatte, die in ihrem Durchmesser kleiner als der Strahldurchmesser ist und folglich überleuchtet wird, ausgebildet sein. Als Phasenverzögerungsplatte wird ein optisches Bauteil bezeichnet, das eine ortsabhängige Phasenverzögerung des die Phasenverzögerungsplatte durchtretenden Lichts bewirkt. Die Phasenverzögerungsplatte ist im Strahlengang des eine stimulierte Emission auslösenden Beleuchtungsstrahls angeordnet und erzeugt bei geeigneter Struktur einen hohlen Fokus, der eine Auflösungsverbesserung sowohl lateral als auch axial ermöglicht. Eine bevorzugte Ausgestaltung einer Phasenverzögerungsplatte besteht aus einem Substrat, auf das lokal in bestimmten Bereichen eine oder mehrere Schichten eines phasenverzögernd wirkenden Materials (beispielsweise MgF2) aufgebracht sind. Sind die Dicken der Schichten und die Größen der Schichtbereiche so gewählt, dass die Hälfte der gesamten Lichtamplitude in der Pupille der Mikroskopoptik eine Phasenverzögerung von λ/2 gegenüber der anderen Hälfte der Lichtamplitude besitzt, dann erzeugt die fokussierte Wellenfront im Fokus der Mikroskopoptik (Objektiv) destruktive Interferenz. Die resultierende PSF (Point Spread Function) besitzt somit ein Minimum der Fokusmitte.
  • Die Verwendung von Phasenverzögerungsplatten in der STED-Mikroskopie wird beispielsweise auch in den folgenden Veröffentlichungen erwähnt: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Vol. 97, p. 8206-8210, 2000; Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 18, p. 3125-3127, 2003; Phys. Rev. Lett., Vol. 88, p. 163901-1 – 163901-4, 2002; Phys. Rev. E, Vo1.64, p. 066613-1 – 066613-9, 2001.
  • Anstelle von herkömmlichen Phasenverzögerungsplatten können auch LCDs oder programmierbare Lichtmodulatoren verwendet werden.
  • Eine Auflösungssteigerung in Richtung der optischen Achse lässt sich, wie in der Europäischen Patentschrift EP 0 491 289 mit dem Titel: „Doppelkonfokales Rastermikroskop" beschrieben ist, durch eine Doppelobjektivanordnung (4Pi-Anordnung) erreichen. Das vom Beleuchtungssystem kommende Anregungslicht wird in zwei Teilstrahlen aufgespalten, die die Probe einander entgegenlaufend durch zwei spiegelsymmetrisch angeordnete Objektive gleichzeitig beleuchten. Die beiden Objektive sind auf verschiedenen Seiten der ihnen gemeinsamen Objektebene angeordnet. Im Objektpunkt bildet sich durch diese interferometrische Beleuchtung ein Interferenzmuster aus, das bei konstruktiver Interferenz ein Hauptmaximum und mehrere Nebenmaxima aufweist. Interferiert nur das Licht der Anregung, spricht man von 4Pi-Mikroskopie des Typs A, bei gleichzeitiger Interferenz des Detektionslichts von Typ C. Mit diesem doppelkonfokalen Rastermikroskop kann im Vergleich zum konventionellen Rastermikroskop durch die interferometrische Beleuchtung eine erhöhte axiale Auflösung erzielt werden.
  • Durch eine Kombination von STED und doppelkonfokaler Anordnung lässt sich sowohl lateral, als auch axial eine Auflösungssteigerung erreichen.
  • In einer besonderen Kombination von einer STED- und einer doppelkonfokalen Anordnung, dem STED-4Pi-Mikroskop, wird mit Hilfe einer doppelkonfokalen Anordnung des Stimulationslichtstrahls eine destruktive Interferenz in der Fokusmitte erzeugt. Eine stimulierte Abregung ist somit auf den axialen Fokusrand beschränkt (Phys. Rev. Lett., vol. 88, p. 163901-1 – 163901-4, 2002).
  • Es hat sich gezeigt, dass zur Erzielung eines bestmöglichen Auflösungsvermögens das optische Bauteil vorzugsweise im Strahlengang des Stimulationslichtstrahles sehr exakt positioniert und justiert werden muss. Nachteiligerweise ist aufgrund dieses Umstandes nach jedem Objektivwechsel eine aufwendige Nachjustierung und Anpassung des optischen Bauteils auf die baulichen und optischen Eigenschaften des neuen Objektivs erforderlich.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rastermikroskop anzugeben, mit dem bei wesentlich reduziertem Justieraufwand der theoretisch mögliche Auflösungsgrad erreichbar ist, und das gleichzeitig eine vereinfachte Anpassbarkeit an wechselnde Untersuchungsbedingungen – beispielsweise Objektivwechsel – bietet.
  • Die Aufgabe wird durch ein Rastermikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Optik zum Abbilden des optischen Bauteils in die Pupille des Objektivs vorgesehen ist, wobei die Größe des Abbildes des optischen Bauteils einstellbar ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass zumindest eine Optik vorgesehen ist, die das optische Bauteil in die Pupille des Objektivs abbildet, wobei die Größe des Abbildes des optischen Bauteils einstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass zur Erzielung einer exakten Manipulation der Wellenfront des Anregungslichtstrahls bzw. des Stimulationslichtstrahls das optische Bauteil in der Pupille des Objektivs oder in einer dazu konjugierten Ebene angeordnet sein muss. Vorzugsweise wirkt das optische Bauteil ausschließlich auf den Stimulationslichtstrahl und nicht auf den Anregungslichtstrahl. Da der Stimulationslichtstrahl und der Anregungslichtstrahl in der Regel vor dem Objektiv, beispielsweise durch einen dichroitischen Strahlteiler vereinigt werden, ist das optische Bauteil vorzugsweise vor dem Strahlvereiniger im Strahlengang des Stimulationslichtstrahls angeordnet.
  • Als optisches Bauteil ist beispielsweise eine Verzögerungsplatte, die als Phasenverzögerungsplatte ausgeführt ist, verwendbar. In der Praxis weisen Phasenverzögerungsplatten aufgrund von Fertigungstoleranzen Abweichungen von der geometrischen Idealform auf. Beispielsweise werden die Radien einer λ/2-Platte, wie sie in der bereits erwähnten Veröffentlichung (Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Vol. 97, p. 8206-8210, 2000) verwendet werden, nicht mit den nominellen Radien übereinstimmen. Um dennoch die gewünschte Wellenfront in der Pupille zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Größe des Abbildes des optischen Bauteils in der Pupille angepasst.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Optik, die das optische Bauteil in die Pupille des Objektivs abbildet, verschiebbare Fokussiermittel, wie beispielsweise Linsen oder Hohlspiegel, auf. In einer anderen Variante ist das Bauteil selbst vorzugsweise entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Optik verschiebbare Fokussiermittel auf und das Bauteil selbst kann vorzugsweise entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet sein. Zum Verschieben der Optik bzw. des optischen Bauteils ist vorteilhafterweise ein motorischer Antrieb vorgesehen. Das Verschieben der Fokussiermittel und/oder des optischen Bauteils erfolgt vorzugsweise derart, dass das Abbild des optischen Bauteils stets in der Pupille des Objektivs verbleibt und dass der Anregungslichtstrahl bzw. der Stimulationslichtstrahl das Objektiv als paralleles Lichtbündel beleuchtet.
  • In einer anderen bevorzugten Variante ist die Optik als vorzugsweise motorisch einstellbare Variooptik ausgebildet. Diese kann einerseits zum Justieren des Systems oder andererseits zur Anpassung der Größe des Abbildes des optischen Bauteils auf verschiedene Pupillendurchmesser, beispielsweise unterschiedlicher Objektive, verwendet werden.
  • Die Variooptik ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass bei einer Veränderung ihrer Brennweite der Brennpunkt, der sich auf dem in die Pupille abzubildenden Bauteils gegenüberliegenden Seite der Variooptik befindet, ortsfest bleibt. In einer ganz bevorzugten Ausgestaltung der Variooptik bleiben bei einer Brennweitenveränderung beide Brennpunkte der Variooptik ortsfest.
  • Anstelle der bereits erwähnten Möglichkeiten zum Einstellen der Größe des Abbildes des optischen Bauteils kann auch vorgesehen sein, die Optik gegen eine Optik mit anderen optischen Eigenschaften auszutauschen. Hierzu ist vorzugsweise ein als Revolver oder Schiebeschlitten ausgebildetes Vorratsmittel vorgesehen, in dem unterschiedliche Optiken bevorratet sind, die vorzugsweise durch einfaches Drehen bzw. Schieben des Vorratsmittels in den Strahlengang des Anregungs- bzw. Stimulationslichtstrahls eingebracht werden können. Vorzugsweise ist das Vorratsmittel motorisch angetrieben.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Einstellung der Größe des Abbildes des optischen Bauteils automatisch. Vorzugsweise ist ein Mittel zum automatischen Erkennen des in den Strahlengang eingebrachten Objektivs vorgesehen, das es einem Steuerrechner ermöglicht, die für dieses Objektiv optimale, gegebenenfalls vorgespeicherte Einstellung vorzunehmen. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Größe des Abbildes des optischen Bauteils in Abhängigkeit vom Durchmesser der Pupille des gewählten Objektivs.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das Rastermikroskop als konfokales oder als doppelkonfokales Rastermikroskop ausgebildet.
  • Die Pupillenebene ist eine Fournierebene zur Fokusebene des Objektivs und die Optik erzeugt eine weitere Fourierebene, in der das optische Bauteil angeordnet ist.????
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Rastermikroskop,
  • 2 eine schematische Darstellung der Abbildung des optischen Bauteils in die Pupille des Objektivs,
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rastermikroskop, das als konfokales Rastermikroskop ausgebildet ist. Das Rastermikroskop beinhaltet eine erste Lichtquelle 1, die einen Anregungslichtstrahl 3 zum optischen Anregen eines ersten Probenbereichs einer Probe 5 emittiert. Der Anregungslichtstrahl 3 wird mit der Optik 7 auf die Beleuchtungslochblende 9 fokussiert, passiert diese und wird anschließend von der weiteren Optik 11 kollimiert. Das Rastermikroskop umfasst eine weitere Lichtquelle 13, die einen Stimulationslichtstrahl 15 erzeugt, der mit der Linse 17 auf die Stimulationslochblende 19 fokussiert wird. Der durch die Stimulationslochblende 19 tretende Stimulationslichtstrahl 15 wird von der weiteren Linse 21 kollimiert und durchläuft anschließend ein optisches Bauteil 23 zur Beeinflussung der Form des Fokus des Stimulationslichtstrahls 15. Das optische Bauteil 23 besteht aus einem Substrat 25, auf das eine PhasenverzögerungsPlatte 27, die als λ/2- Platte ausgestaltet ist und die einen kleineren Durchmesser als den Durchmesser des Stimulationslichtstrahls 15 aufweist, angebracht ist. Eine Variooptik 29 fokussiert den durch das optische Bauteil 23 tretende Stimulationslichtstrahl 15 zu einem Fokus 31. Die Variooptik 29 ist so ausgestaltet, dass der Ort des Fokus 31 konstant bleibt, so dass gegebenenfalls nur das optische Bauteil nachjustiert werden muss. Die Variooptik 29 ist bei diesem Rastermikroskop derart ausgebildet, dass die Lage ihrer vorderen Brennebene, in der sich der Fokus 31 befindet, und die Lage der hinteren Brennebene, in der das optische Bauteil angeordnet ist, stets konstant bleiben, um ein Nachjustieren des optischen Bauteils in axialer Richtung zu vermeiden. Der Anregungslichtstrahl 3 und der Stimulationslichtstrahl 15 werden mit Hilfe eines dichroitischen Strahlteilers 33 vereinigt und über den Hauptstrahlteiler 35 zu einer Strahlablenkeinrichtung 37, die einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 39 beinhaltet, gelenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 37 führt den Anregungslichtstrahl 3 und den Stimulationslichtstrahl 15 gemeinsam durch die Scanoptik 41, die Tubusoptik 43 und durch das Objektiv 45 über bzw. durch die Probe. Im Probenbereich überlappen die Fokusse des Anregungslichtstrahls und des Stimulationslichtstrahls zur Erzielung des STED-Effektes teilweise. Das von der Probe ausgehende Detektionslicht 47 gelangt durch das Objektiv 45, die Tubusoptik 43, die Scanoptik 41 und über die Strahlablenkeinrichtung 37 zurück zum Hauptstrahlteiler 35, passiert diesen und trifft nach Passieren der Detektionslochblende 49 auf den als Photomultiplier 51 ausgebildeten Detektor 53. Zum Fokussieren des Detektionslichts 47 auf die Detektionslochblende 49 ist eine Fokussier-Optik 55 vorgesehen. Die zwischen dem optischen Bauteil 23 und und dem Fokus 31 angeordnete Variooptik 29 und die zwischen dem Fokus 31 und dem dichroitischen Strahlteiler 33 angeordnete Linse 57 bilden gemeinsam mit der Scanoptik 41 und der Tubus-Optik 43 eine Optik, die das optische Bauteil 23 in die Pupille 59 des Objektivs 45 abbildet. Mit Hilfe der Variooptik 29 kann die Größe des Abbildes des optischen Bauteils eingestellt werden. Dem Fachmann ist hierbei klar, dass im Normalbetrieb des Rastermikroskops in der Pupille 59 des Objektivs 45 kein reales sichtbares Abbild des optischen Bauteils existiert.
  • 2 illustriert, wie die aus der Variooptik 29 der Linse 57, der Scanoptik 41 und der Tubus-Optik 43 gebildete Optik das optische Bauteil in die Pupille des Objektivs abbildet. Hierbei handelt es sich um eine schematische Illustration eines Strahlenganges (durchgezogene Linien), der im Normalbetrieb des Rastermikroskops nicht vorhanden ist. Vielmehr handelt es sich um einen Fourier-Strahlengang, wie er beispielsweise auch zur Illustration der Köhler'schen Beleuchtung fachüblicherweise eingezeichnet wird.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • 1
    Lichtquelle
    3
    Anregungslichtstrahl
    5
    Probe
    7
    Optik
    9
    Beleuchtungslochblende
    11
    weitere Optik
    13
    weitere Lichtquelle
    15
    Stimulationslichtstrahl
    17
    Linse
    19
    Stimulationslochblende
    21
    Linse
    23
    optisches Bauteil
    25
    Substrat
    27
    Phasenverzögerungsplatte
    29
    Variooptik
    31
    Fokus
    33
    Strahlteilers
    35
    Hauptstrahlteiler
    37
    Strahlablenkeinrichtung
    39
    Scanspiegel
    41
    Scanoptik
    43
    Tubusoptik
    45
    Objektiv
    47
    Detektionslicht
    49
    Detektionslochblende
    51
    Photomultiplier
    53
    Detektor
    55
    Fokussieroptik
    57
    Linse
    59
    Pupille

Claims (16)

  1. Rastermikroskop mit einem Anregungslichtstrahl zum optischen Anregen eines ersten Probenbereichs, mit einem Stimulationslichtstrahl zum Auslösen einer stimulierten Emission in einem weiteren, zumindest teilweise mit dem ersten Probenbereich überlappenden Probenbereich, mit zumindest einem Objektiv zum Fokussieren des Anregungslichtstrahls und des Stimulationslichtstrahls und mit einem optischen Bauteil zur Beeinflussung der Form des Fokus des Anregungslichtstrahls und/oder des Stimulationslichtstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Optik zum Abbilden des optischen Bauteils in die Pupille des Objektivs vorgesehen ist, wobei die Größe des Abbildes des optischen Bauteils einstellbar ist.
  2. Rastermikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik verschiebbare Fokussiermittel umfasst.
  3. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil verschiebbar angeordnet ist.
  4. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik und/oder das optische Bauteil motorisch verschiebbar sind.
  5. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik eine – vorzugsweise motorisch einstellbare – Variooptik umfasst.
  6. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik austauschbar ist.
  7. Rastermikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorratsmittel vorgesehen ist, das Optiken unterschiedlicher optischer Eigenschaften bevorratet.
  8. Rastermikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsmittel einen Revolver oder einen Schiebeschlitten umfasst.
  9. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsmittel motorisch angetrieben ist.
  10. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Größe des Abbildes des optischen Bauteils automatisch erfolgt.
  11. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Größe der Abbildes des optischen Bauteils in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Pupille des Objektivs erfolgt.
  12. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil eine Phasenverzögerungsplatte umfasst.
  13. Rastermikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverzögerungsplatte eine λ/2-Platte ist.
  14. Rastermikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverzögerungsplatte lokal in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Phasenverzögerungen bewirkt.
  15. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil ausschließlich auf den Stimulationslichtstrahl wirkt.
  16. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastermikroskop ein konfokales Rastermikroskop oder ein doppelkonfokales Rastermikroskop ist.
DE10340965A 2003-09-05 2003-09-05 Rastermikroskop Ceased DE10340965A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10340965A DE10340965A1 (de) 2003-09-05 2003-09-05 Rastermikroskop
JP2006525138A JP2007504498A (ja) 2003-09-05 2004-08-23 ラスタ顕微鏡
US10/570,645 US7599115B2 (en) 2003-09-05 2004-08-23 Raster microscope
PCT/EP2004/051877 WO2005024486A1 (de) 2003-09-05 2004-08-23 Rastermikroskop
EP04766574.0A EP1660924B1 (de) 2003-09-05 2004-08-23 Rastermikroskop

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10340965A DE10340965A1 (de) 2003-09-05 2003-09-05 Rastermikroskop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10340965A1 true DE10340965A1 (de) 2005-03-24

Family

ID=34202390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10340965A Ceased DE10340965A1 (de) 2003-09-05 2003-09-05 Rastermikroskop

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7599115B2 (de)
EP (1) EP1660924B1 (de)
JP (1) JP2007504498A (de)
DE (1) DE10340965A1 (de)
WO (1) WO2005024486A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009832A1 (de) * 2006-03-01 2007-09-06 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben
DE102006046369A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Auflösungsgesteigerte Lumineszenzmikroskopie
US7619732B2 (en) 2006-03-01 2009-11-17 Leica Microsystems Cms Gmbh Method and microscope for high spatial resolution examination of samples
DE102006062823B4 (de) * 2006-03-01 2010-11-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben
WO2011066936A1 (de) * 2009-12-01 2011-06-09 Leica Microsystems Cms Gmbh Phasenfilter für ein rastermikroskop
EP1862839B2 (de) 2006-05-31 2020-02-26 Carl Zeiss Microscopy GmbH Mikroskop mit erhöhter Auflösung

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004016253B4 (de) * 2004-04-02 2006-02-23 Leica Microsystems Cms Gmbh Rastermikroskop und Verfahren zur rastermikroskopischen Untersuchung einer Probe
JP4939855B2 (ja) * 2006-06-29 2012-05-30 オリンパス株式会社 照明装置およびレーザ走査型顕微鏡
JP5178107B2 (ja) * 2007-09-14 2013-04-10 オリンパス株式会社 レーザー走査型顕微鏡
US8975572B2 (en) 2008-04-04 2015-03-10 Cvi Laser, Llc Compact, thermally stable fiber-optic array mountable to flow cell
US7903706B2 (en) 2008-04-04 2011-03-08 O'shaughnessy John Compact, thermally stable multi-laser engine
US9413130B2 (en) 2012-12-12 2016-08-09 Cvi Laser, Llc Optical systems
US10114213B2 (en) 2008-04-04 2018-10-30 Cvi Laser, Llc Laser systems and optical devices for manipulating laser beams
DE102009024942A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-23 Carl Zeiss Surgical Gmbh Lichtquellenanordnung für eine Beleuchtungsvorrichtung eines medizinisch-optischen Beobachtungsgeräts
DE102010060121C5 (de) * 2010-10-22 2023-09-28 Leica Microsystems Cms Gmbh SPIM-Mikroskop mit sequenziellem Lightsheet
US8809808B2 (en) * 2010-11-09 2014-08-19 National Yang Ming University Stimulated emission-based optical detection system
EP2453285B1 (de) * 2010-11-16 2013-04-03 Olympus Corporation Optisches Beleuchtungssystem
JP5855431B2 (ja) * 2011-11-18 2016-02-09 オリンパス株式会社 顕微鏡装置
JP6000554B2 (ja) * 2012-01-24 2016-09-28 オリンパス株式会社 顕微鏡システム
DE102012001854A1 (de) 2012-02-01 2013-08-01 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Sonderbeleuchtungs-Operations-Stereomikroskop
JP6379810B2 (ja) * 2013-09-09 2018-08-29 株式会社ニコン 観察装置
JP6634263B2 (ja) * 2015-10-16 2020-01-22 オリンパス株式会社 顕微鏡
US11378808B2 (en) 2018-07-18 2022-07-05 Idex Health & Science Llc Laser systems and optical devices for laser beam shaping
KR102673817B1 (ko) * 2018-07-30 2024-06-10 삼성전자주식회사 3차원 영상 표시 장치 및 영상 처리 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3437395A (en) * 1965-09-03 1969-04-08 Bausch & Lomb Optical system for inverted microscope
JP2855271B2 (ja) * 1987-06-30 1999-02-10 株式会社トプコン 照明・観察光学装置
DE4040441A1 (de) 1990-12-18 1992-07-02 Hell Stefan Doppelkonfokales rastermikroskop
EP0801759B1 (de) * 1994-02-01 2001-08-08 Stefan Dr. Hell Vorrichtung und verfahren zum optischen messen eines probenpunktes einer probe mit hoher ortsauflösung
DE4416558C2 (de) 1994-02-01 1997-09-04 Hell Stefan Verfahren zum optischen Messen eines Probenpunkts einer Probe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19654211C2 (de) * 1996-12-24 2000-07-06 Leica Microsystems Konfokales Mikroskop
JP3350442B2 (ja) * 1998-04-09 2002-11-25 科学技術振興事業団 顕微鏡システム
DE10012462B4 (de) * 2000-03-15 2004-07-08 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Beleuchtungsvorrichtung für die konfokale Fluoreszenz-Rastermikroskopie
US6597499B2 (en) * 2001-01-25 2003-07-22 Olympus Optical Co., Ltd. Total internal reflection fluorescence microscope having a conventional white-light source
DE10105391B4 (de) * 2001-02-06 2004-11-25 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Scanmikroskop und Modul für ein Scanmikroskop
DE10107095A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-29 Leica Microsystems Doppelkonfokales Rastermikroskop
JP2002250867A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Nikon Corp 顕微鏡落射照明装置
US6859313B2 (en) * 2001-03-23 2005-02-22 Japan Science & Technology Corporation Super resolution microscope
JP2003233010A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Nikon Corp 変倍光学装置
JP4334835B2 (ja) * 2002-08-28 2009-09-30 独立行政法人科学技術振興機構 顕微鏡

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009832A1 (de) * 2006-03-01 2007-09-06 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben
US7619732B2 (en) 2006-03-01 2009-11-17 Leica Microsystems Cms Gmbh Method and microscope for high spatial resolution examination of samples
DE102006062823B4 (de) * 2006-03-01 2010-11-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben
DE102006009832B4 (de) * 2006-03-01 2013-07-04 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben
EP1862839B2 (de) 2006-05-31 2020-02-26 Carl Zeiss Microscopy GmbH Mikroskop mit erhöhter Auflösung
DE102006046369A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Auflösungsgesteigerte Lumineszenzmikroskopie
US8399857B2 (en) 2006-09-29 2013-03-19 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Luminescence microscopy with enhanced resolution
WO2011066936A1 (de) * 2009-12-01 2011-06-09 Leica Microsystems Cms Gmbh Phasenfilter für ein rastermikroskop
CN102648430A (zh) * 2009-12-01 2012-08-22 徕卡显微***复合显微镜有限公司 用于扫描显微镜的移相滤光器
US9250429B2 (en) 2009-12-01 2016-02-02 Leica Microsystems Cms Gmbh Phase filters for a scanning microscope
CN102648430B (zh) * 2009-12-01 2016-06-01 徕卡显微***复合显微镜有限公司 用于扫描显微镜的移相滤光器

Also Published As

Publication number Publication date
US7599115B2 (en) 2009-10-06
EP1660924A1 (de) 2006-05-31
US20070053059A1 (en) 2007-03-08
WO2005024486A1 (de) 2005-03-17
JP2007504498A (ja) 2007-03-01
EP1660924B1 (de) 2014-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1660924B1 (de) Rastermikroskop
EP2359178B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dynamischen verlagerung eines lichtstrahls gegenüber einer den lichtstrahl fokussierenden optik
EP2597506B1 (de) Mikroskopbeleuchtungssystem und -verfahren
DE10063276C2 (de) Scanmikroskop
DE102012017920B4 (de) Optikanordnung und Lichtmikroskop
EP1664888B1 (de) Rastermikroskop mit evaneszenter beleuchtung
EP1421427B1 (de) Optische anordnung und scanmikroskop
WO2008098875A1 (de) Mikroskop zur herkömmlichen fluoreszenzmikroskopie und zur totalinternen-reflexions-mikroskopie
DE102005037818A1 (de) Mikroskop
WO2015032497A1 (de) Verfahren zum erstellen eines mikroskopbildes mikroskopiervorrichtung und umlenkeinrichtung
DE102007038579A1 (de) Mikroskop mit Innenfokussierung
EP1678545B1 (de) Mikroskop mit evaneszenter probenbeleuchtung
DE102006045839B4 (de) Laserscanningmikroskop mit Element zur Pupillenmanipulation
EP1281997B1 (de) Scanmikroskop
EP1697781B1 (de) Mikroskop mit evaneszenter beleuchtung
DE102004032953B4 (de) Optische Vorrichtung und Rastermikroskop mit einer fokussierenden Optik
EP3475750B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein mikroskop
EP1617263B1 (de) Lichtrastermikroskop und Verwendung
EP2784564A1 (de) Lichtmikroskop und Verfahren zum Untersuchen einer mikroskopischen Probe
DE102014118025B4 (de) Vorrichtung zur Lichtblattmikroskopie
DE102014117596A1 (de) Lichtmikroskop und Verfahren zum Untersuchen einer mikroskopischen Probe mit einem Lichtmikroskop
WO2005033768A1 (de) 4pi-mikroskop
DE102004047820A1 (de) Rastermikroskop und rastermikroskopisches Verfahren
DE10238100A1 (de) Vorrichtung zur spektralen Selektion und Detektion eines Lichtstrahls und Scanmikroskop
WO2013127893A1 (de) Scanmikroskopisches verfahren und scanmikroskop

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LEICA MICROSYSTEMS CMS GMBH, 35578 WETZLAR, DE

8110 Request for examination paragraph 44
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final