JP5394494B2 - ホログラフィ顕微鏡及びナノ寸法の物体を調査する方法 - Google Patents
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Description
− 少なくとも部分的にコヒーレントであり、かつ第一光ビームを生成することができる光源;
− 前記第一光ビームを対物ビームと参照ビームに分割するために配置された第一ビームスプリッター;
− 対物ビームの光路において、光源像平面内に光源の像を生成することができる第一顕微鏡対物レンズ;
− 前記第一ビームスプリッターと前記第一顕微鏡対物レンズの間であってかつ対物ビームの光路内に配置された、研究される試験体を保持することができる物体セル;
− 前記対物ビームと前記参照ビームを再結合して再結合ビームにするために配置された光学手段;
− 前記顕微鏡対物レンズの光軸上の前記顕微鏡対物レンズの前記光源像平面内に設けられた光遮蔽体;
− 参照ビームと対物ビームの間の相互作用により作られた干渉信号を記録することができる記録手段;
− 前記再結合ビームを前記記録手段上に合焦するための合焦手段;
を含む。
− 第二ビームスプリッター;
− 参照ビームを前記第二ビームスプリッター上に向けるために配置された第一ミラー;
− 対物ビームを前記第二ビームスプリッター上に向けるために配置された第二ミラー;
を含む。
− 少なくとも部分的にコヒーレントである第一光ビームを生成する光源を準備する;
− 第一ビームスプリッターにより前記第一光ビームを対物ビームと参照ビームに分割する;
− 対物ビームの光路において、第一顕微鏡対物レンズにより光源像平面内に光源の像を生成する;
− 前記第一ビームスプリッターと前記第一顕微鏡対物レンズの間であってかつ対物ビームの光路内の物体セル内に、検出されるべき三次元物体を配置する;
− 光学手段の使用により対物ビームと前記参照ビームを再結合して再結合ビームにする;
− 前記顕微鏡対物レンズの光軸上の前記顕微鏡対物レンズの前記光源像平面内に光遮蔽体を置く;
− 合焦手段により前記再結合ビームを前記記録手段上に合焦する;
− 記録手段により、参照ビームと対物ビームの間の相互作用により生成された干渉信号を記録する;
− 前記干渉信号から検出される三次元物体の三次元ピクチャーを再生し、それにより前記三次元物体を検出する。
− 光遮蔽体は前記顕微鏡対物レンズの光源像平面内の光源の像の寸法より大きい;
− この方法は、参照ビームの光路上に光減衰器を挿入する工程を含む;
− 光学手段は:
・第二ビームスプリッター;
・参照ビームを前記第二ビームスプリッター上に向けるために配置された第一ミラー;
・対物ビームを前記第二ビームスプリッター上に向けるために配置された第二ミラー;
を含む;
− 試験体なしで光遮蔽体なしの対物ビームの光路の光学伝達関数と光学減衰器なしの参照ビームの光路の光学伝達関数は本質的に等しい;
− 対物ビームの全光路長と参照ビームの全光路長は本質的に等しい;
− この方法は、参照ビームと対物ビームの間の光路の差を補償して、試験体及び光遮蔽体の不存在下で、対物ビーム及び参照ビームの本質的に同じ空間位相依存性を記録手段上に生成する工程を含む;
− この方法は、前記参照ビームの光路中に第二顕微鏡対物レンズを挿入する工程を含む;
− 物体セルに類似するが研究される試験体を含まない参照セル、または好適な厚さ及び好適な組成の透明材料が参照ビーム光路内に、好ましくは前記第二顕微鏡対物レンズの前焦点面の近くに挿入される;
− 光源は空間的に部分的にコヒーレントである;
− 光源は時間的に部分的にコヒーレントである;
− 記録手段はビデオカメラであり、好ましくは前記ビデオカメラはCCDまたはCMOSカメラである;
− 前記干渉信号を処理するために、ビデオカメラはコンピュータ処理及び像解析手段に連結される;
− 三次元ピクチャー再生は実験容積をスライス毎に再合焦することにより得られ、そこでは三次元物体は三次元ピクチャーを再生することができるために分散される;
− この方法は、光源の波長の半分より小さい、好ましくは300nmより小さい三次元物体の検出のために使用される。
を与える。もはやバックグラウンドがないので、重要なことは、記録システムのフルダイナミックレンジが活用されるような方式で検出システムの感度を調整することが可能になることである。
Claims (14)
- ホログラフィ顕微鏡により三次元物体を検出するための方法であって、前記三次元物体がホログラフィ顕微鏡の光学解像度より小さいものにおいて、以下の方法を含むことを特徴とする方法:
− 第一光ビーム(1)を生成する光源を準備する、但し、前記光源は少なくとも部分的にコヒーレントである;
− 第一ビームスプリッター(BS1)により前記第一光ビーム(1)を対物ビーム(2)と参照ビーム(6)に分割する;
− 対物ビーム(2)の光路において、第一顕微鏡対物レンズ(L1)により光源像平面内に光源の像を生成する;
− 前記第一ビームスプリッター(BS1)と前記第一顕微鏡対物レンズ(L1)の間であってかつ対物ビーム(2)の光路内の物体セル(3)内に、検出されるべき三次元物体を配置する;
− 光学手段の使用により対物ビーム(2)と前記参照ビーム(6)を再結合して再結合ビーム(8)にする;
− 前記顕微鏡対物レンズ(L1)の光軸上の前記顕微鏡対物レンズ(L1)の前記光源像平面内に光遮蔽体(4)を置く;
− 合焦手段(L3)により前記再結合ビーム(8)を記録手段(5)上に合焦する;
− 記録手段(5)により、参照ビームと対物ビームの間の相互作用により生成された干渉信号を記録する;
− 前記干渉信号から検出される三次元物体の三次元ピクチャーを再生し、それにより前記三次元物体を検出する。 - 前記光遮蔽体(4)が前記顕微鏡対物レンズ(L1)の光源像平面内の光源の像の寸法より大きいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 参照ビーム(6)の光路上に光学減衰器(7)を挿入する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記光学手段が
− 第二ビームスプリッター(BS2);
− 参照ビーム(6)を前記第二ビームスプリッター(BS2)上に向けるように配置された第一ミラー(M1);
− 対物ビーム(2)を前記第二ビームスプリッター(BS2)上に向けるように配置された第二ミラー(M2);
を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。 - 試験体(9)なしでかつ光遮蔽体(4)なしの対物ビーム(2)の光路の光学伝達関数と光学減衰器(7)なしの参照ビーム(6)の光路の光学伝達関数が本質的に等しいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
- 対物ビーム(2)の全光路長と参照ビーム(6)の全光路長が本質的に等しいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- 参照ビームと対物ビームの間の光路の差を補償して、試験体(9)及び光遮蔽体(4)の不存在下で対物ビーム及び参照ビームの本質的に同じ空間位相依存性を記録手段上に生成する工程を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
- 参照ビームと対物ビームの間の光路の差を補償する工程が前記参照ビーム(6)の光路内に第二顕微鏡対物レンズ(ML2)を挿入する工程を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 物体セル(3)に類似するが研究される試験体(9)を含まない参照セル、または好適な厚さと好適な組成の透明材料が参照ビーム光路内に挿入されることを特徴とする請求項7または8に記載の方法。
- 前記光源が空間的に部分的にコヒーレントであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の方法。
- 前記光源が時間的に部分的にコヒーレントであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の方法。
- 前記記録手段がビデオカメラ(5)であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の方法。
- 前記ビデオカメラ(5)がCCDまたはCMOSカメラであることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- ビデオカメラ(5)が前記干渉信号を処理するためのコンピュータ処理及び像解析手段に連結されることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。
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