JP2020509408A - 試料表面を撮像するための方法および機器 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (26)
- トポグラフィを有する試料の表面を、共焦点顕微鏡法、具体的には共焦点ラマンおよび/または蛍光顕微鏡法によって撮像する方法であって、ラマン散乱光および/または蛍光のための励起放射を生成するのに使用される機器、具体的には第1の光源、好ましくは第1のレーザ光源、並びに、第2の機器、具体的には第2の光源、好ましくは前記第1の光源とは独立に制御可能な焦点位置を有する第2のレーザ光源またはスーパールミネセントダイオード(SLED)が準備され、
− 前記第1の光源は、第1の波長範囲内の光を放射し、
− 前記第2の光源は、第2の波長範囲内の光を放射し、
前記第1および第2の光源の前記第1および第2の波長範囲は互いに重ならず、
− 前記第2の光源の焦点面は、別個に制御可能な焦点位置によって前記試料の前記表面内/上にもたらされ、それにより、
− 前記試料の前記トポグラフィは、前記第2の光源の前記焦点位置の信号を用いて決定され、および/または、前記試料は、この信号に基づいて前記第1の光源の焦点面内にもたらされる、
ことを特徴とする、方法。 - 前記第1の光源の前記焦点面内への導入は、顕微鏡対物レンズと試料との間の距離を変えることによって達成される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の光源からの光は、同じ顕微鏡対物レンズを通して誘導されることを特徴とする、請求項1〜2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源の前記制御可能な焦点位置の制御は、前記第2の光源の前記焦点が前記顕微鏡の光軸に沿って移動させられるように、基本的に達成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源の前記制御可能な焦点位置は周期的に変化させられ、前記試料の前記トポグラフィは、前記試料の前記表面において、前記第2の光源の反射された光および/または散乱された光の強度の極大の時間的推移から決定されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源の前記制御可能な焦点位置は、前記第2の光源のビーム経路内の合焦可能レンズによって制御されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合焦可能レンズは、焦点距離が電圧の印加によりまたは電流によって制御される電気的合焦可能レンズであることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の光源の前記制御可能な焦点位置は、少なくとも1つの移動可能なレンズによって制御されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 顕微鏡対物レンズと試料との間の前記距離は、前記試料を前記顕微鏡の光軸の方向に移動させることによって変えられることを特徴とする、請求項2〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源の前記波長範囲は、検出されるラマン散乱光および/または蛍光の波長範囲とは重ならないことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の機器、具体的にはラマン散乱光および/または蛍光のための励起放射を生成するための第1の光源は、前記第2の機器、具体的には前記第2の光源と同時に放射、具体的には光を放射することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の機器、具体的には前記第1の光源によって励起されたラマン散乱光および/または蛍光の測定、および、前記第2の機器、具体的には前記第2の光源による前記試料の前記トポグラフィの測定は、実質的に同時に行われることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の機器、具体的には前記第1の光源は、第1の焦点サイズを有する第1の焦点を備え、前記第2の機器、具体的には前記第2の光源は、第2の焦点サイズを有する第2の焦点を備え、前記第1および第2の焦点サイズは実質的に同一であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- トポグラフィを有する試料の表面を、共焦点顕微鏡法、具体的には共焦点ラマンおよび/または蛍光顕微鏡法によって撮像するための機器(1)であり、
第1の光源、具体的にはラマン散乱光および/または蛍光のための励起放射を生成するためのレーザ光源を備える、機器(1)であって、
前記機器は第2の光源、好ましくはレーザ光源またはスーパールミネセントダイオード(SLED)を備え、前記第1の光源は第1の波長範囲の放射を放射し、前記第2の光源は第2の波長範囲の放射を放射し、前記第1の波長範囲と前記第2の波長範囲とは重ならず、前記機器は、前記第2の光源の焦点面が前記試料の表面内/上にもたらされるように、前記第2の光源の焦点位置を制御するためのユニットを備え、
前記第2の光源の前記焦点位置の信号から前記試料のトポグラフィ値を決定し、この信号に基づいて、前記試料を前記第1の光源の焦点面内にもたらす制御/調整機器を備える、
ことを特徴とする、機器。 - 前記機器は、
共焦点ラマン顕微鏡、
共焦点蛍光顕微鏡、
共焦点ラマン/蛍光顕微鏡、
共焦点光学顕微鏡、
のうちの1つであることを特徴とする、請求項14に記載の機器。 - 前記機器は、共焦点ラマン顕微鏡および/または蛍光顕微鏡であり、前記第1の光源を用いて前記試料内で光放射が励起され、前記機器は、前記試料によって放射された光子、具体的には放射されたラマンおよび/または蛍光の光子を検出するための検出器を備えることを特徴とする、請求項15に記載の機器。
- 前記共焦点ラマンおよび/または蛍光顕微鏡は、光学要素、具体的には対物レンズ(2029)を備え、それにより、前記第1および/または第2の光源の光が前記試料上に集束されることを特徴とする、請求項14〜16のいずれか一項に記載の機器。
- 前記機器は、前記第2の光源の焦点位置を制御するための合焦可能レンズを、前記第2の光源から撮像される前記表面までのビーム経路内に備えることを特徴とする、請求項14〜17のいずれか一項に記載の機器。
- 前記合焦可能レンズは、電気的合焦可能レンズまたは機械的閉鎖可能レンズであることを特徴とする、請求項18に記載の機器。
- 前記第1の波長範囲は、調査される前記試料の放射される発光スペクトルおよび/またはラマンスペクトルの範囲によって定められ、前記第2の波長範囲は、前記第1の波長範囲と重なることなく前記第1の波長範囲の上または下にあることを特徴とする、請求項14〜19のいずれか一項に記載の機器。
- 前記第1の波長範囲は、350nm〜1000nm、具体的には500nm〜1000nmの波長を含み、前記第2の波長範囲は、1000nm〜2000nm、具体的には1000nm〜1500nmの波長を含むことを特徴とする、請求項14〜20のいずれか一項に記載の機器。
- 前記機器は、昇降式テーブルおよび/またはピエゾ素子を有するテーブルを備えることを特徴とする、請求項14〜21のいずれか一項に記載の機器。
- 特に、多孔性および/または粗い試料のラマンおよび/または蛍光信号の高分解能測定のための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法の使用。
- 特に、熱的および/または機械的ドリフトを伴う試料のラマンおよび/または蛍光信号の測定のための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法の使用。
- 特に、乾燥する試料または蒸発する液体のラマンおよび/または蛍光信号の測定のための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法の使用。
- 試料のラマンおよび/または蛍光信号並びに表面トポグラフィの同時測定のための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法の使用。
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