JP2020518015A - 音響光学素子を駆動制御するための方法および信号発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
f=(fDAC×[l03a])/([103b])
すなわち、本実施例では、500MHz×(232/236)=500MHz/16である。
T=([103b])/(fDAC×[103a])
から生じる。それにより、位相増分のすべての値に対して、信号値シーケンスの周波数比から生じる値Tが得られる。場合によっては、所望の時間分解能を得るために、正弦波信号値シーケンスに比べて、信号値シーケンスのサイズと位相空間のサイズも拡大する必要がある。位相増分は、このケースでは適合化することができる。なぜなら、ここではまさにDDSテーブルの完全な実行の際に複数の周期が出力されるからである。
位相増分1=1374389530
周波数1=9.9999999656574800610542297363281e+6
位相増分2=1511828483
周波数2=1.0999999962223228067159652709961e+7
位相増分3=1649267436
周波数3=1.1999999958788976073265075683594e+7
ここで、例えば温度変化に基づいて、すべての周波数を均等に増加させるべきならば、可能な組み合わせは次のとおりである。すなわち、
位相増分1=1374389540
周波数1=1.0000000038417056202888488769531e+7
位相増分2=1511828494
周波数2=1.1000000042258761823177337646484e+7
位相増分3=1649267448
周波数3=1.2000000046100467443466186523438e+7
その他に、連続的なDAC出力期間中に位相関係を維持したいのならば、すべての位相増分の変更は同時に、すなわち1/fDACの期間内で、行う必要がある。
顕微鏡の照明ビームパスにおける複数の照明スポットおよび/または焦点領域を生成するために、複数の周波数成分を有する駆動制御信号120を、照明光を屈折させる音響光学素子200としてのAODに印加することができる。例えば、この駆動制御信号は、5MHzの同一の周波数間隔を有する、40MHz〜75MHzの8つの周波数成分から構成され得る。
音響光学素子200としてのAOTFの場合、正弦波駆動制御の帯域幅は、圧電変換器201の結晶の幾何学形状およびサイズによって与えられる。回折効率のスペクトル経過は、実質的にsinc関数によって記述される。ここで、帯域幅の内部もしくは近傍に存在する第2の周波数が印加されるならば、それにより、スペクトル的にわずかにシフトした第2のsinc関数に応じて帯域幅が拡大することが予想されるべきであろう。したがって、白色光での照明の場合、スペクトルの大部分が回折される。この種の方法は、独国特許出願公開第102014009142号明細書に記載されている。ただし、そこでは、帯域幅の範囲内で印加される第2の周波数が特に障害的なビート効果を引き起こすことには触れられていない。2つの周波数の相違が、例えば1MHz未満だけならば、ビート持続時間は、1μsを超える。しかしながら、これは画素の典型的な記録時間である。すなわち、密に隣接する2つの周波数の単純な重畳で、ビートはいずれにせよ明らかに認識可能である。
101 記憶装置
102 クロック発生器
103 補間器
103a 位相増分
103b 位相空間
104 デジタル/アナログ変換器(DAC)
120 出力信号
150 増幅器
200 音響光学素子
201 圧電変換器(トランスデューサ)
202 音響光学結晶
500 顕微鏡システム
501 顕微鏡光学系を備えた顕微鏡スタンド
502 試料ステージ
503 試料
504 光学アダプタ
505 共焦点走査および検出ユニット
506 照明装置
507 照明用ファイバ
508 レーザー光源
509 制御ユニット
510 制御および表示プログラムを備えた計算機
511 センサ装置
Claims (16)
- 駆動制御信号(120)を用いて音響光学素子(200)を駆動制御するための方法であって、
前記駆動制御信号(120)は、少なくとも2つの周波数成分から構成される信号値シーケンスを用いたDDS法を用いて生成される、
方法。 - 前記信号値シーケンスは、各周波数成分の整数周期から構成される、
請求項1記載の方法。 - 前記信号値シーケンスは、少なくとも3つの周波数成分から構成され、前記周波数成分のうち、2つの周波数成分からなる少なくとも1つの対は、2つの周波数成分からなる他の対と同じ周波数間隔を相互に有する、
請求項1または2記載の方法。 - 2つの周波数成分からなるそれぞれ偶数個の対は、同じ周波数間隔を相互に有する、
請求項3記載の方法。 - 前記信号値シーケンスは、奇数個の周波数成分から構成される、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記信号値シーケンスにおける最大値を変更するために、特定の時点での複数の周波数成分のうちの少なくとも1つの周波数成分の位相が予め設定される、
請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 - 前記信号値シーケンスの実行のための位相増分(103a)は、前記音響光学素子(200)の結晶(202)の温度に依存して予め設定される、
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - 前記周波数成分は、閾値以下の時間の経過後に信号波形が繰り返されるように予め設定される、
請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - 前記閾値は、250nsである、
請求項8記載の方法。 - 前記音響光学素子(200)の帯域幅が設定される、
請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 - 前記音響光学素子(200)を照明する照明光から複数の照明スポットが生成される、
請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。 - 前記信号値シーケンスの実行のための位相増分(103a)は、前記照明スポットの位置の事前設定のために予め設定される、
請求項11記載の方法。 - 音響光学素子(200)を駆動制御するための信号発生器(100)であって、
請求項1から12までのいずれか1項記載の方法を実施するように構成されている、
信号発生器(100)。 - 請求項13記載の少なくとも1つの信号発生器(100)と音響光学素子(200)とからなる、
装置。 - 前記音響光学素子(200)は、音響光学的な調整が可能なフィルタ、音響光学変調器、音響光学偏向器、音響光学ビームスプリッタおよび音響光学ビームコンバイナから選択されている、
請求項14記載の装置。 - 請求項14または15記載の装置を備えている、
顕微鏡(500)。
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