JP5729982B2 - 非線形光システム及び技術 - Google Patents
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Description
本出願は、2009年11月25日に出願した米国仮出願第61/264,538号、及び2009年11月30日に出願した米国仮出願第61/265,271号の優先権を主張するものである。これらの出願は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれている。
1.ファイバのM2値が調整されうる。より低いM2値が、潜在的に、焦点面においてより密な合焦を可能にする。
2.LP02モードの、中央ローブ及び外リングにおけるパワーの割合が、調整されうる。外リングにおけるパワーがより少ないと、二次の非線形測定値におけるそのパワーの影響は、小さくなる。
3.外リングの大きさと幅とは、トレードオフされうる。外リングの大きさを減少させながら、同時に幅を増加させることによって、外リングのパワーが一定に保持され、非線形測定値に対する外リングの影響が減少されうる。
4.中央ローブは、潜在的に、より狭くすることができ、分解能が向上する。
5.LP03またはLP04など、異なる次数のモードまたはそれらの組合せが、使用されうる。複数のモードが組み合わされた場合、ビームが、所望の方式で、例えば建設的に、試料の上で組み合わさることを確実にするために、モード間の相対的な位相関係に注意する必要がある。
ステップ601:ファイバで誘導されるレーザ光の、低次の高次モードを励起する。
ステップ602:構造化された自由空間ビームを出力として供給する。
ステップ603:構造化された自由空間ビームを使用して、試料の一領域への照射をもたらし、それにより、光出力を試料から生成する。
ステップ604:光出力から導き出された非線形信号を使用して、試料の領域の顕微鏡画像を生成する。
Claims (11)
- 光源と、
前記光源から光を受け、試料の一領域に光を当てて前記試料の空間領域に非線形応答を生成するための構造化された自由空間ビームを供給する光伝送システムと、
を備え、
前記試料の一領域に伝送された前記構造化された自由空間ビームが、高次モードのファイバの端面から高次のLPモードの自由空間出力を備え、前記ファイバの出力が、知られている1よりも大きいM 2 パラメータ、及びMと1に等しいM 2 パラメータを有する埋め込みガウス・ビームの位置依存性ビーム幅ω(z)との積として表現できるビーム幅を伴う非ガウス形状を有するように前記光伝送システムは構成され、
前記構造化された自由空間ビームによって生成された前記非線形応答の前記空間領域が幅を有し、前記幅は、前記試料に前記構造化された自由空間ビームの前記埋め込みガウス・ビームのみによって光が当てられた際に生成される前記非線形応答の空間領域の幅よりも小さくなるように前記非ガウス形状は構造化される、非線形光システム。 - 前記構造化されたビームを前記試料の上に合焦する照射組立体をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記照射組立体が、前記構造化されたビームに前記試料の範囲にわたって走査させる、請求項2に記載のシステム。
- 前記光伝送システムが、シングル・モード・ファイバと、モード変換器と、高次モード・ファイバとを備え、
前記構造化された自由空間ビームが、前記高次モード・ファイバの端面における出力として提供される、請求項1に記載のシステム。 - 前記モード変換器が、前記高次モード・ファイバの少なくとも1つの低次の高次モードを励起するよう構成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記非線形応答を検出し、前記非線形応答から導き出された信号を使用して、前記試料の顕微鏡画像を生成する画像化組立体をさらに備える、請求項1に記載の光システム。
- 共焦点分解能を前記顕微鏡画像に付加する出力ピンホール組立体をさらに含む、請求項6に記載のシステム。
- 試料から顕微鏡画像を生成する方法であって、
(a)光を光源から受け、
(b)前記光の低次の高次モードを励起し、
(c)構造化された自由空間ビームを供給し、
(d)試料の一領域を前記構造化された自由空間ビームで照射し、そして、
(e)前記試料の空間領域に非線形応答を生成し、
前記試料の一領域に伝送された前記構造化された自由空間ビームが、高次モードのファイバの端面から高次のLPモードの自由空間出力を備え、前記ファイバの出力が、知られている1よりも大きいM 2 パラメータ、及びMと1に等しいM 2 パラメータを有する埋め込みガウス・ビームの位置依存性ビーム幅ω(z)との積として表現できるビーム幅を伴う非ガウス形状を有するように前記光伝送システムは構成され、
前記構造化された自由空間ビームによって生成された前記非線形応答の前記空間領域が幅を有し、前記幅は、前記試料に前記構造化された自由空間ビームの前記埋め込みガウス・ビームのみによって光が当てられた際に生成される前記非線形応答の空間領域の幅よりも小さくなるように前記非ガウス形状は構造化される、方法。 - 前記ステップ(d)は、前記構造化された自由空間ビームに前記試料の範囲にわたって走査させる、請求項8に記載の方法。
- (f)前記非線形放出から導き出された非線形信号を使用して前記試料の顕微鏡画像を生成する、ことをさらに含む請求項9に記載の方法。
- (f)共焦点分解能を前記顕微鏡画像に付加するために出力ピンホールを使用する、ことをさらに含む、請求項10に記載の方法。
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