FR3076917A1

FR3076917A1 - Procédé et générateur de signaux pour engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique

Info

Publication number: FR3076917A1
Application number: FR1873027A
Authority: FR
Inventors: Patric Mrawek; Thorsten Köster
Original assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-07-19
Also published as: DE102017012273B4; DE102017012273A1; US11022787B2; DE102017223760B3; US20190196162A1

Abstract

L’invention présente des possibilités d’engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique (105) de façon telle que, malgré une amplification avec une fonction de transfert non linéaire, il présente la forme de signal souhaitée et que, lors d’un asservissement d’un élément acousto-optique (105), les non-linéarités de l’amplificateur (104) ne produisent pas d’effet. L’invention propose deux possibilités qui sont basées sur la pré-distorsion du signal brut – avant qu’il ne soit amplifié pour constituer le signal d’asservissement – sur la base d’une comparaison d’un signal amplifié avec le signal non amplifié, en une variante utilisant le signal d’asservissement lui-même et en une autre variante utilisant un signal de référence. (Figure 2)

Description

[0001] La présente invention concerne deux procédés et un générateur de signaux pour engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique, ainsi qu’un agencement d’un tel générateur de signaux avec un élément acousto-optique et un microscope avec un tel agencement.

Etat de la technique [0002] Un défi particulier dans des domaines de la microscopie est de mettre à disposition, indépendamment du procédé utilisé, de la lumière d’excitation ayant une ou plusieurs longueurs d’onde prédéterminées. Selon le genre de procédé de microscopie et/ou selon le type d’échantillon, un ou plusieurs rayons de lumière d’excitation peuvent être nécessaires qui, en général, doivent avoir des caractéristiques spectrales prédéterminées.

[0003] Ainsi, par exemple, dans le domaine de la microscopie fluorescente, il est important d’utiliser de la lumière ayant la longueur d’onde qui excite la fluorescence. Différentes longueurs d’onde sont nécessaires notamment lorsque l’échantillon contient des matières fluorescentes ayant des longueurs d’onde d’émission différentes.

[0004] Dans le domaine de la microscopie à balayage confocale, il est particulièrement intéressant d’adapter les intensités pour certaines longueurs d’onde ou d’allumer ou d’arrêter certaines longueurs d’onde.

[0005] A cette fin, des éléments à longueurs d’onde sélectives peuvent être utilisés qui fonctionnent sur la base de l’effet acousto-optique. De tels éléments acousto-optiques comprennent en général un cristal dit acousto-optique qui est mis en oscillation à l’aide d’un générateur de signaux acoustique, également connu sous la désignation convertisseur ou « transducer » (transducteur). En général, un tel convertisseur comprend un matériau piézoélectrique ainsi que deux ou plusieurs électrodes en contact avec ce matériau. En appliquant électriquement aux électrodes des hautes fréquences, qui sont typiquement dans la plage entre 10 MHz et 10 GHz, le matériau piézoélectrique est excité en oscillation, si bien qu’une onde acoustique puisse être engendrée qui parcourt le cristal. Les cristaux acousto-optiques se distinguent par le fait que l’onde acoustique engendrée modifie les caractéristiques optiques du cristal.

[0006] Des exemples pour de tels éléments acousto-optiques sont des filtres acoustooptiques ajustables (AOTF), des modulateurs acousto-optiques (AOM), des déflecteurs acousto-optiques (AOD), des séparateurs de rayon acousto-optiques (AOBS) et des assembleurs de rayon acousto-optiques (AOBM).

[0007] Lors de rutilisation d’éléments acousto-optiques, leur asservissement constitue un défi particulier. Habituellement, les signaux électriques à hautes fréquences pour le convertisseur sont engendrés par un générateur de fréquence (par exemple un oscillateur commandé en tension (appelé en anglais : voltage-controlled oscillator, VCO), une boucle de régulation de phase (en anglais : phase-locked loop, PLL) ou un synthétiseur selon le procédé DDS (synthèse digitale directe (en anglais : direct digital synthesis)) et sont amplifiés à l’aide d’un amplificateur à hautes fréquences de façon telle que l’amplitude est suffisamment grande pour mettre le cristal en oscillation. Lorsque plusieurs fréquences d’asservissement différentes sont appliquées en même temps, des rayons de lumière de plusieurs longueurs d’onde peuvent être déviés en même temps (par exemple avec un AOTL, AOBS, AOBM, AOM) ou une longueur d’onde d’un rayon de lumière incident peut être déviée simultanément en plusieurs rayons de lumière de directions différentes (par exemple avec un AOD).

[0008] Pour engendrer un signal d’asservissement ayant plusieurs fréquences, plusieurs générateurs de fréquence individuels, par exemple des synthétiseurs DDS dont chacun engendre par exemple un signal sinusoïdal, peuvent être combinés, par exemple par mélange analogue des signaux de sortie. Selon une alternative, une superposition numérique est également possible, comme cela est montré dans le document WO 2011/154501 Al.

[0009] Cependant, le plus souvent, des amplificateurs à hautes fréquences ont une caractéristique d’amplification non entièrement linéaire sur le spectre entier. Donc, même si un signal d’entrée de l’amplificateur est déjà adapté aux exigences des éléments acousto-optiques, le signal amplifié peut présenter des décalages de phase, des décalages d’amplitude et des harmoniques avec des fréquences de mélange. Ceci peut avoir pour conséquence que des parties de longueurs d’onde non désirées sont sélectionnées à l’aide des éléments acousto-optiques. Le but de la présente invention est donc de prendre en compte, pour un asservissement d’un élément acousto-optique, des non-linéarités de l’amplificateur.

Présentation de l’invention [0010] Conformément à l’invention, deux procédés et un générateur de signaux pour engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique, un agencement constitué d’un tel générateur de signaux et d’un élément acousto-optique ainsi qu’un microscope avec un tel agencement sont proposés qui ont les caractéristiques des revendications indépendantes. Des modes de réalisation avantageux font l’objet des revendications dépendantes ainsi que de la description ci-après.

[0011] L’invention présente des possibilités d’engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique de façon telle qu’il présente, malgré une amplification à l’aide d’une fonction de transfert non linéaire, la forme de signal souhaitée et que des nonlinéarités de l’amplificateur n’aient pas d’effet sur l’asservissement d’un élément acousto-optique. L’invention propose deux possibilités qui sont basées sur la prédistorsion du signal brut - avant qu’il ne soit amplifié pour constituer le signal d’asservissement - sur la base d’une comparaison d’un signal amplifié avec le signal non amplifié, en une variante utilisant le signal d’asservissement lui-même et en une autre variante utilisant un signal de référence.

[0012] Selon un premier aspect de l’invention, un signal brut est engendré en utilisant au moins un terme de correction à l’aide d’une modulation IQ avec une partie de consigne I et une partie de consigne Q, et est ensuite amplifié pour constituer le signal d’asservissement, la partie de consigne I et/ou la partie de consigne Q étant corrigée à l’aide dudit au moins un terme de correction, ledit au moins un terme de correction étant obtenu par une analyse du signal d’asservissement. Il est également pensable d’engendrer le signal brut à l’aide de plusieurs modulations IQ avec, pour chacune, une partie de consigne I et une partie de consigne Q et une fréquence de porteuse et d’assembler les résultats - notamment de manière additive - pour obtenir le signal brut. Cet aspect de l’invention correspond essentiellement à une régulation de la forme de signal du signal d’asservissement pendant l’asservissement, si bien que, par cela, de très bons résultats peuvent être obtenus. La non-linéarité de la fonction de transfert de l’amplification est régulée par la correction du signal brut. Plus particulièrement, des changements de la fonction de transfert pendant le fonctionnement, par exemple en raison de variations de la température etc., sont pris en compte et régulés.

[0013] La génération du signal brut à l’aide de la modulation IQ présente aussi l’avantage que le signal d’asservissement pour l’élément acousto-optique peut être engendré avec le spectre de fréquences souhaité en transformant le spectre de fréquences d’abord, à l’aide d’une transformation de Fourier inversée, en un signal dans le domaine temporel, lequel est ensuite modulé, à l’aide de la modulation IQ, sur un signal de porteuse avec une fréquence de porteuse. La partie réelle de ce signal modulé est alors le signal brut avec le spectre de fréquences souhaité autour de la fréquence de porteuse. Selon une alternative, plusieurs spectres de fréquences peuvent être transformés en plusieurs signaux dans le domaine temporel, à partir desquels plusieurs signaux modulés peuvent alors être obtenus dont les parties réelles sont assemblées pour constituer le signal brut.

[0014] Notamment dans les cas où le signal d’asservissement doit avoir plusieurs fréquences, c’est-à-dire au moins deux, un seul spectre de fréquences qui est composé d’au moins deux fréquences, ou plusieurs spectres de fréquences qui ont ensemble lesdites au moins deux fréquences, et un ou plusieurs modulateurs à bande latérale unique sont nécessaires pour obtenir de manière simple le signal d’asservissement souhaité pour l’élément acousto-optique.

[0015] Lors de la modulation IQ, de manière connue, deux signaux de bande de base (I et Q) sont modulés, par mélange, sur le signal de porteuse. L’un des deux signaux de bande de base (Q) est alors obtenu du signal d’émission en utilisant une transformation de Hilbert. Pour plus de détails, référence est faite à la littérature spécialisée pertinente.

[0016] L’invention se sert de cette génération simple d’un signal d’asservissement pour l’élément acousto-optique, afin d’effectuer une compensation de l’amplification non linéaire dans l’amplificateur à hautes fréquences.

[0017] De préférence, l’analyse du signal d’asservissement comprend une démodulation IQ pour obtenir une partie actuelle I et une partie actuelle Q, ledit au moins un terme de correction étant déterminé à partir d’une comparaison de la partie actuelle I avec la partie de consigne I et/ou à partir d’une comparaison de la partie actuelle Q avec la partie de consigne Q. Cette forme d’analyse de signal est particulièrement appropriée pour le procédé proposé, puisqu’elle apporte des grandeurs de comparaison directes pour la régulation.

[0018] Selon une façon de mise en œuvre, la démodulation IQ est effectuée par une transformation du signal de sortie de l’amplificateur en un signal numérique, une transformation de Fourier complexe et une transformation de coordonnées. Par la transformation en un signal numérique, les autres étapes du procédé peuvent être mises en œuvre par calcul. Les différentes composantes de fréquence peuvent être déterminées à l’aide de la transformation de Fourier, ce par quoi, après une transformation en coordonnées cartésiennes, les signaux de bande de base (valeurs actuelles) sont obtenus, à partir desquels, notamment en formant des différences par rapport aux signaux de bande de base initiaux valeurs de consigne), on obtient alors des valeurs de correction que l’on peut ajouter aux signaux de bande de base initiaux pour obtenir des signaux de bande de base corrigés et ainsi un signal brut corrigé.

[0019] Selon un autre aspect de l’invention, un signal brut est pré-distordu à l’aide d’une fonction de correction et est amplifié selon une fonction de transfert pour constituer le signal d’asservissement, la fonction de correction étant obtenue en amplifiant, selon la fonction de transfert, un signal de référence en un signal de référence amplifié et en comparant le signal de référence amplifié avec le signal de référence. Le signal brut peut être engendré de toutes manières, notamment à l’aide de la modulation IQ décrite plus haut.

[0020] Cette variante présente l’avantage que les caractéristiques de la fonction de transfert non linéaire peuvent être déterminées préalablement et peuvent être utilisées pour déterminer la fonction de correction, qui est notamment l’inverse de la fonction de transfert, avant que le signal d’asservissement proprement dit est engendré. Pendant le fonctionnement, il n’est pas nécessaire d’effectuer des opérations de calcul complexes, si bien que ce procédé soit moins exigeant en ce qui concerne la capacité du générateur de signaux, mais qui donne quand-même de très bons résultats.

[0021] Selon une mise en œuvre avantageuse, la fonction de transfert est approximée comme un polynôme, notamment de troisième degré. Pour des fonctions de transfert d’amplificateurs à hautes fréquences appropriés, une telle approximation est habituellement suffisante et est quand-même simple à analyser.

[0022] Cette analyse peut comprendre, de préférence, une transformation de Fourier, notamment FFT ou DFT, pour déterminer les coefficients du polynôme à partir du signal de référence amplifié, après la numérisation de celui-ci. Il s’agit ici de procédés bien connus pour lesquels des processeurs de signaux préfabriqués sont disponibles. La détermination des coefficients est particulièrement simple, lorsque le signal de référence ne comprend que deux fréquences.

[0023] Selon un mode de réalisation avantageux, l’élément acousto-optique est choisi parmi un filtre réglable de manière acousto-optique, un modulateur acousto-optique, un déflecteur acousto-optique, un séparateur de rayon acousto-optique et un assembleur de rayon acousto-optique.

[0024] D’autres avantages et formes de réalisation de l’invention ressortiront de la description et des dessins annexés.

[0025] Il va de soi que les caractéristiques énoncées plus haut et les caractéristiques qui seront expliquées ci-après, peuvent être employées non seulement dans les combinaisons respectivement énoncées mais aussi dans d’autres combinaisons ou séparément, sans sortir du cadre de la présente invention.

[0026] L’invention est représentée schématiquement dans les dessins en référence à un mode de réalisation et est décrite ci-après en référence aux dessins.

Description des dessins [0027] [fig-1] représente un agencement constitué d’un générateur de signaux et d’un élément acousto-optique selon un mode de réalisation de l’invention, [0028] [fig.2] représente un tel agencement selon la figure 1 sous la forme d’un schéma de circuit selon un premier mode de réalisation, [0029] [fig.3] représente un tel agencement selon la figure 1 sous la forme d’un schéma de circuit selon un deuxième mode de réalisation, [0030] [fig.4] représente une vue d’ensemble schématique des éléments typiques d’un microscope confocal.

Description détaillée des dessins [0031] La figure 1 représente de manière schématique un agencement 100 comprenant un générateur de signaux 101 et un élément acousto-optique 200 selon un mode de réalisation préféré de l’invention.

[0032] Le générateur de signaux 101 sert à l’asservissement de l’élément acousto-optique

200 qui comprend un cristal acousto-optique 202 et un convertisseur piézo-électrique

201 destiné à mettre le cristal 202 en oscillation mécanique. L’élément acousto-optique sert à exercer, d’une manière souhaitée, une influence sur de la lumière, par exemple comme un sélecteur de fréquence.

[0033] La figure 2 montre, sous la forme d’une représentation mettant en avant les fonctions, un générateur de signaux 101 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Dans l’exemple représenté, le générateur de signaux 101 comprend une unité fonctionnelle 102 pour engendrer des signaux, laquelle unité peut être réalisée comme FPGA. L’unité fonctionnelle 102 est adaptée pour mettre en œuvre un mode de réalisation préféré de l’invention et pour engendrer un signal brut (numérique). En outre, le générateur de signaux 101 comprend un convertisseur numérique-analogue 103 pour convertir le signal brut numérique en un signal brut analogue, et un amplificateur 104 pour amplifier le signal brut analogue en le signal d’asservissement. Le signal d’asservissement est appliqué comme une charge à l’élément acousto-optique 105.

[0034] Comme cela a été dit en introduction, des amplificateurs, comme aussi l’amplificateur 104, ne présentent pas de fonction de transfert linéaire sur la plage entière de fréquences, si bien que l’amplification cause des distorsions et la forme du signal d’asservissement dévie de la forme du signal brut. Le générateur de signaux 101 est donc adapté, selon le mode de réalisation représenté de l’invention, pour prédistordre (c’est-à-dire corriger) le signal brut de façon à compenser ces non-linéarités.

Dans l’exemple représenté, le signal brut numérique est composé de trois signaux d’émission Si(t), s₂(t) et s₃(t) engendrés par modulation IQ. Les signaux d’émission s_b s 2 et s₃ sont composés chacun de deux signaux de bande de base I et Q. Les deux composantes I, Q sont mélangées dans un modulateur I/Q 1025 avec une composante sinus ou respectivement cosinus d’un signal de porteuse ayant une fréquence cüj (j=l, 2, 3), c’est-à-dire décalées en fréquence, et sont réunies pour obtenir un signal modulé dont la partie réelle est finalement émise comme signal de sortie Sj(t) (j=l, 2, 3).

[0035] Le signal brut est finalement obtenu comme une réunion (c’est-à-dire somme) 1026 des parties réelles desdits plusieurs signaux modulés Si(t), s₂(t) et s₃(t). Ce signal numérique obtenu dans l’unité fonctionnelle 102 et ayant un spectre d’amplitudes 1027 et un spectre de phases 1028 peut encore y être multiplié dans un élément 1031 avec un coefficient d’amplification ou coefficient de pondération « gain » et est alors émis comme signal brut numérique.

[0036] Le spectre d’amplitudes 1027 et le spectre de phases 1028 du signal brut produit de cette manière, sont également représentés sur la figure 2.

[0037] Ensuite, il est converti dans le convertisseur numérique-analogue 103 en un signal brut analogue et est amplifié dans l’amplificateur 104 avant d’être émis, comme un signal d’asservissement avec un spectre d’amplitudes 1051 et un spectre de phases 1052, sur la charge 105, de préférence un élément acousto-optique.

[0038] Le spectre d’amplitudes 1051 et le spectre de phases 1052 du signal d’asservissement sont également représentés sur la figure 2. On peut y voir que les amplitudes des fréquences œ_b ω₂ et ω₃ ont été amplifiées différemment. De plus, on peut voir dans le spectre de phases 1052 qu’il y a eu un décalage de phase en fonction de la fréquence.

[0039] Pour compenser la non-linéarité de l’amplificateur 104, le signal de sortie de l’amplificateur 104 est converti dans un convertisseur analogue-numérique 106 en un signal numérique et est retourné à l’unité fonctionnelle 102 pour analyse. Là, sont déterminées d’abord de ce signal, dans un démodulateur 1032, les parties actuelles I_l_rec et Q_l_rec pour la fréquence de porteuse œ_b les parties actuelles I_2_rec et Q_2_rec pour la fréquence de porteuse ω₂ et les parties actuelles I_3_rec et Q_3_rec pour la fréquence de porteuse ω₃.

[0040] Ceci est effectué, par exemple, par une transformation de Eourier rapide et une transformation de coordonnées. Les équations de conversion pour la transformation de coordonnées sont représentées en bloc 1033.

[0041] Ensuite, dans un comparateur ou calculateur de différence 1034, sont calculée les différences ΔΙ_1, Δζ)_1, ΔΙ_2, Δζ)_2, ΔΙ_3 et Δζ)_3 entre les parties de consigne I_l, I_2,1_3, Q_l, Q_2 et Q_3 et les parties actuelles I_l_rec, Q_l_rec, I_2_rec, Q_2_rec, I_3_rec et Q_3_rec. Le bloc 1035 montre l’équation de différence de principe dans le plan complexe. Les différences calculées pour ΔΙ_1, Δζ)_1, ΔΙ_2, Δζ)_2, ΔΙ_3 et Δζ)_3 constituent les termes de correction pour les parties de consigne dans les modulateurs I/Q 1025.

[0042] Dans ce contexte, il est montré sur la figure 2, à titre d’exemple, que sont engendrés le signal d’émission Si(t) avec la fréquence οη à partir des signaux de bande de base I_1 + ΔΙ_1 et Q_1 + Δζ)_1, le signal d’émission s₂(t) avec la fréquence ω₂ à partir des signaux de bande de base I_2 + ΔΙ_2 et Q_2 + Δζ)_2, le signal d’émission s₃(t) avec la fréquence ω₃ à partir des signaux de bande de base I_3 + ΔΙ_3 et Q_3 + Δζ)_3.

[0043] La figure 3 montre, également dans une représentation d’ordre fonctionnelle, un générateur de signaux 101’ selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, qui est assemblé à partir d’une unité fonctionnelle 102’, le convertisseur numériqueanalogue 103, l’amplificateur 104 et le convertisseur analogue-numérique 106.

[0044] L’unité fonctionnelle 102’ est adaptée pour mettre en œuvre une autre forme préférée de l’invention et pour engendrer un signal brut (numérique).

[0045] Ici aussi, comme sur la figure 2, le signal brut désigné par x est assemblé de trois signaux d’émission Si(t), s₂(t) et s₃(t) engendrés à l’aide d’une modulation IQ 1025.

[0046] Ici, à la différence de la figure 2, une correction ou une pré-distorsion n’est pas effectuée par une modification des signaux de bande de base I_l, I_2,I_3, Q_l, Q_2 et Q_3, mais dans un correcteur 1040 par une modification du signal brut x en y. Cette méthode est basée sur la détermination de la fonction de transfert de l’amplificateur 104 et sur une pré-distorsion du signal brut dans le correcteur avec l’inverse de la fonction de transfert.

[0047] Dans le présent exemple, la fonction de transfert est approximée par un polynôme de troisième degré y = αχ + βχ² + γχ³, si bien que, à titre d’exemple, pour corriger ce comportement non linéaire, le signal brut x est pré-distordu dans le correcteur 1040 avec l’inverse y = (αχ + βχ² + γχ³)¹ de la fonction de transfert.

[0048] Les coefficients α, β et γ du polynôme sont déterminés avant l’asservissement proprement dit par l’utilisation d’un signal de référence ayant un spectre de fréquences 1029 connu. Ce signal de référence est constitué, par exemple, d’une somme de deux fonctions de cosinus x = A cos ω4 * B cos (o₂t avec des fréquences différentes οη et ω₂. Lors de l’amplification de ce signal brut dans l’amplificateur 104, il résulte un spectre de fréquences 1051 qui est également représenté sur la figure. Par la non-linéarité de l’amplificateur 104, sont engendrées, en plus des deux fréquences a>i et ω₂,des harmoniques 2o>i, 2ω₂, 3(0i et 3ω₂, ainsi que des fréquences de mélange 2(o_r(o₂ et 2ω₂-(ΰι. Il existe d’autres harmoniques et termes de mélange, mais qui sont négligées ici pour la suite de calcul.

[0049] Le signal de sortie de l’amplificateur 104 est converti dans le convertisseur analoguenumérique 106 en un signal numérique et est retourné, pour analyse, à l’unité fonctionnelle 102. Ici, une transformation complexe de Fourier 1037 est effectuée pour déterminer le spectre de fréquences. Dans un dispositif 1038 pour déterminer des amplitudes, les amplitudes sont déterminées aux fréquences d’intérêt ω_χ, 2α>ι et 3ω_χ. L‘amplitude à οη résulte de la partie I et de la partie Q à la fréquence (Oi comme (I_(Oi)²+ (Q-ωι)². L‘amplitude à 2a>i résulte de la partie I et de la partie Q à la fréquence 2a>i comme (Ι_2ωι)² + (Q 2(t),)² et l‘amplitude à 3o>i résulte de la partie I et de la partie Q à la fréquence 3o>i comme (Ι_3ω_χ)² + (Q 3(t), )².

[0050] Dans un dispositif 1039 pour déterminer des coefficients, les amplitudes des coefficients du polynôme sont alors déterminées. L’amplitude à ω_χ correspond à aA. L’amplitude à 2ω_χ correspond à Υι βΑ². L’amplitude à 3ω_χ correspond à % γΑ³. Puisque A est connu du signal de test, les coefficients du polynôme peuvent ainsi être déterminés. De cette manière, le signal brut numérique x peut être pré-distordu, comme souhaité, dans le correcteur 1040 en utilisant une fonction de correction.

[0051] La figure 4 montre, de manière schématique, un microscope confocal avec des composantes typiques. 500 désigne le système complet. L’unité confocale de balayage et de détection est référencée en 505. Le dispositif d’éclairage afférent est référencé en

506. Dans le dispositif d’éclairage, un agencement selon la figure 1 est prévu.

[0052] En ce qui concerne 508, il s’agit d’une source lumineuse à laser qui est reliée au dispositif d’éclairage 506 par une fibre d’éclairage 507. Si cela est souhaité, la lumière laser est influencée dans le dispositif d’éclairage 506 à l’aide d’un élément acoustooptique.

[0053] 504 désigne un adaptateur optique pour l’unité confocale de balayage et de détection

505 sur le pied de microscope 501. A l’intérieur du pied 501, il y a la table d’objet 502 avec un échantillon 503 à examiner. Une unité de commande 509 est reliée par des lignes de liaison correspondantes aux différentes composantes 508, 506, 505 et 501. Un ordinateur avec des programmes de commande et de représentation est référencé en 510 ; il est également relié à l’unité de commande 509.

[0054] Selon une première variante, à l’intérieur de l’unité confocale de balayage et de détection 505, un trajet de faisceau confocal classique est disposé qui est constitué, de manière connue, avec un seul sténopé et un scanner de faisceau, par exemple un scanner à miroir.

[0055] Selon une deuxième variante, un trajet de faisceau est situé à l’intérieur de l’unité confocale de balayage et de détection 505 avec lequel l’échantillon est éclairé simultanément par un ou plusieurs points d’éclairage ou par des points d’éclairage étendus dans une direction. De manière correspondante, les photons à détecter sont sélectionnés, par exemple, avec un agencement géométrique de trous sténopéiques (sténopés).

[0056] L’échantillon 503 à examiner est éclairé par le biais d’une optique de microscope et est reproduit par le biais de cette même optique de microscope, notamment sur un agencement de capteurs 511 qui est constitué, selon le mode de réalisation de l’unité confocale de balayage et de détection 505, par un photomultiplicateur ou une matrice de photomultiplicateurs. Le mode de fonctionnement d’un système 500 représenté sur la figure 4 est suffisamment connu en soi et ne doit donc pas être expliqué ici.

Liste des signes de référence

100 agencement

101, 101’ générateur de signaux

102, 102’ unité fonctionnelle

103 convertisseur numérique-analogue

104 amplificateur

105 charge

106 convertisseur analogue-numérique

1025 modulateur I/Q

1026 additionneur

1027, 1028, 1029 spectre

1051, 1052 spectre

1031 amplificateur (numérique)

1032 démodulateur I/Q

1033 transformation de coordonnes

1034 calculateur de différence

1035 différence en plan complexe

1037 transformateur de Fourier

1038 dispositif pour déterminer des amplitudes

1039 dispositif pour déterminer des coefficients

1040 correcteur

200 élément acousto-optique

201 convertisseur piézoélectrique

202 cristal acousto-optique

500 système de microscope

501 pied de microscope avec optique de microscope

502 table d’objet

503 échantillon

504 adaptateur optique

505 unité confocale de balayage et de détection

506 dispositif d’éclairage

507 fibre d’éclairage

508 source lumineuse à laser

509 unité de commande

510 ordinateur avec des programmes de commande et de représentation

511 agencement de capteurs [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]

Revendications

Claims

Procédé pour engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique (105 ; 200), un signal brut étant engendré en utilisant au moins un terme de correction (ΔΙ_1, ΔΙ_2, ΔΙ_3, Δζ)_1, Δζ)_2, Δζ)_3) à l’aide d’une modulation IQ (1025) avec une partie de consigne I (I_l, I_2,1_3) et une partie de consigne Q (Q_l, Q_2, Q_3), et étant ensuite amplifié (104) pour constituer le signal d’asservissement, la partie de consigne I (I_l, I_2,1_3) et/ou la partie de consigne Q (Q_l, Q_2, Q_3) étant corrigée à l’aide dudit au moins un terme de correction (ΔΙ_1, ΔΙ_2, ΔΙ_3, Δζ)_1, AQ_2, AQ_3), ledit au moins un terme de correction (ΔΙ_1, ΔΙ_2, ΔΙ_3, Δζ)_1, Δζ)_2, Δζ)_3) étant obtenu par une analyse (1032, 1034) du signal d’asservissement.

Procédé selon la revendication 1, l’analyse du signal d’asservissement comprenant une démodulation IQ (1032) pour obtenir une partie actuelle I (I_l_rec, I_2_rec, I_3_rec) et une partie actuelle Q (Q_l_rec, Q_2_rec, Q_3_rec), ledit au moins un terme de correction (ΔΙ_1, ΔΙ_2, ΔΙ_3, AQ_I, AQ_2, AQ_3) étant déterminé à partir d’une comparaison (1034) de la partie actuelle I (I_l_rec, I_2_rec, I_3_rec) avec la partie de consigne I (I_l, I_2,1_3) et/ou à partir d’une comparaison de la partie actuelle Q (Q_l_rec, Q_2_rec, Q_3_rec) avec la partie de consigne Q (Q_l, Q_2, Q_3).

Procédé selon la revendication 2, la démodulation IQ (1032) comprenant une transformation de Fourier complexe et une transformation de coordonnées.

Procédé pour engendrer un signal d’asservissement pour un élément acousto-optique (105 ; 200), un signal brut (x) étant pré-distordu à l’aide d’une fonction de correction (1040) et étant amplifié (104) selon une fonction de transfert pour constituer le signal d’asservissement, la fonction de correction étant obtenue en amplifiant, selon la fonction de transfert, un signal de référence en un signal de référence amplifié et en comparant le signal de référence amplifié avec le signal de référence. Procédé selon la revendication 4, la fonction de transfert étant déterminée à partir de la comparaison du signal de référence amplifié avec le signal de référence.

Procédé selon la revendication 4 ou 5, la fonction de transfert étant approximée comme un polynôme avec des coefficients, notamment de troisième degré.

[Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13]

Procédé selon la revendication 6, les coefficients du polynôme étant déterminés à partir du signal de référence amplifié, à l’aide d’une transformation de Fourier (1037).

Procédé selon l’une des revendications 4 à 7, la fonction de correction étant obtenue à partir de la fonction de transfert inversée.

Procédé selon l’une des revendications précédentes, un élément acoustooptique (200) étant asservi par le signal d’asservissement.

Générateur de signaux (101, 101’) pour asservir un élément acoustooptique (105 ; 200), qui est adapté pour mettre en œuvre un procédé selon l’une des revendications précédentes.

Agencement (100, 100’) constitué d’au moins un générateur de signaux (101, 101’) selon la revendication 10 et d’un élément acousto-optique (105 ; 200).

Agencement (100, 100’) selon la revendication 11, l’élément acoustooptique (105 ; 200) étant choisi parmi un filtre réglable de manière acousto-optique, un modulateur acousto-optique, un déflecteur acoustooptique, un séparateur de rayon acousto-optique et un assembleur de rayon acousto-optique.

Microscope (500) avec un agencement (100, 100’) selon la revendication 11 ou 12.