JP5934701B2 - 音響光学システム、顕微鏡、および音響光学システムの使用方法 - Google Patents
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Claims (28)
- 入力端にて入力光を受信し、かつ出力端から出力光を送信する水晶(3)に装着された少なくとも1つのトランスデューサ(2)を有する少なくとも1つの音響光学素子(1)と、前記音響光学素子(1)を通して送信される光を修正する、前記音響光学素子(1)を駆動する少なくとも1つのアナログ電子駆動信号を発生するための駆動ユニットとを備えて構成される、音響光学システムであって、
前記トランスデューサ(2)が、アナログ電子駆動信号を受信し、音波を発生し、かつこれら音波を前記水晶(3)に送信するように構成され、
前記駆動ユニットが、デジタル組み合わせ信号を発生するためのデジタルデータ処理ユニット(35)と、前記デジタル組み合わせ信号を初期アナログ駆動信号に変換する少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器(32)と、前記アナログ電子駆動信号になるように前記初期アナログ駆動信号を増幅するための増幅器(25、33)とを備えて構成され、
前記デジタルデータ処理ユニットが、前記トランスデューサ(2)によって特定の音響周波数を発生するための基礎をそれぞれが形成する少なくとも2つの初期デジタル信号を、計算して発生するためのデジタル周波数計算ユニット(26)と、前記少なくとも2つの初期デジタル信号を1つの単一デジタル組み合わせ信号(31)に組み合わせる重ね合わせユニット(30)とを備えて構成される、
音響光学システム。 - 特定の音響周波数を発生するための基礎を形成する少なくとも1つの修正されたデジタル信号へ前記2つの初期デジタル信号の少なくとも1つを修正するように構成されたデジタル修正ユニット(29)をさらに含む、請求項1に記載の音響光学システム。
- 前記修正ユニット(29)が、前記少なくとも1つのトランスデューサ(2)によって、異なる位相の特定の音響周波数を発生するための基礎を形成する2つの修正されたデジタル信号へ前記2つの初期デジタル信号を修正するように構成される、請求項1または2に記載の音響光学システム。
- 前記デジタルデータ処理ユニット(35)が、前記アナログ電子駆動信号に依存する音響応答における非線形性を補償するために前記デジタル組み合わせ信号を修正するための補償ユニット(34)をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記デジタル−アナログ変換器(32)、前記増幅器(25、33)、前記トランスデューサ(2)および前記水晶(3)からなる群のコンポーネントのうちの1つにおける温度の少なくとも1つを測定し、かつ前記アナログ電子駆動信号における、温度に基づいた偏差を補償するために、温度に基づいた制御信号を前記補償ユニット(34)に供給する温度センサをさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- ただ1つの音響光学素子(1)の前記水晶(3)に両方とも装着された少なくとも第1および第2のトランスデューサ(2)を含み、前記第1のトランスデューサ(2)が、第1のアナログ電子駆動信号によって生成された第1の音響信号を前記音響光学素子(1)の前記水晶(3)に送信するように構成され、前記第2のトランスデューサ(2)が、第2のアナログ電子駆動信号によって生成された第2の音響信号を前記音響光学素子(1)の前記水晶(3)に送信するように構成された、請求項1〜5のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 水晶(3)および前記水晶(3)に装着されたトランスデューサ(2)をそれぞれ有する少なくとも第1および第2の音響光学素子(1)を含み、前記第1の音響光学素子(1)の前記トランスデューサ(2)が、第1の周波数の第1の音響信号を前記第1の音響光学素子(1)の前記水晶(3)に送信するように構成され、前記第2の音響光学素子(1)の前記トランスデューサ(2)が、第2の周波数の第2の音響信号を前記第2の音響光学素子(1)の前記水晶(3)に送信するように構成され、前記第1および第2の周波数が、同じであっても、互いに異なってもよい、請求項1〜6のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記第1の音響光学素子(1)が、前記第2の音響光学素子(2)と異なる、請求項7に記載の音響光学システム。
- 前記少なくとも1つの音響光学素子(1)が、音響光学可変フィルタAOTF(19)、音響光学変調器AOM、音響光学偏向器AOD、音響光学ビームスプリッタAOBS、音響光学ビームマージャAOBM、および周波数シフタからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記第1の音響光学素子(1)が音響光学可変フィルタAOTF(19)であり、前記第2の音響光学素子(1)が音響光学ビームスプリッタAOBSである、請求項8に記載の音響光学システム。
- 前記音響光学素子(1)によって修正される光が、連続波(CW)レーザ(18)またはパルスレーザ(18)によって発生される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記音響光学素子(1)によって修正される光が、波長の広域連続スペクトルを発生する広帯域光源(18)によって発生される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記広帯域光源(18)が、スーパーコンティニューム光源、スーパールミネセンス光源およびLED光源からなる群の1つである、請求項12に記載の音響光学システム。
- 前記アナログ電子駆動信号が、光の帯域幅に影響を及ぼすためにチャープされる、請求項12または13に記載の音響光学システム。
- 前記音響光学素子(1)によって修正される光が、1つもしくは複数の特定の波長または1つもしくは複数の狭い波長帯域の少なくとも1つにおける光を発生する線スペクトル光源(18)によって発生される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 前記アナログ電子駆動信号が、少なくとも2つの重ね合わされた高調波信号を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の音響光学システム。
- 入力端にて入力光を受信し、かつ出力端から出力光を送信する水晶(3)に装着された少なくとも1つのトランスデューサ(2)を有する少なくとも1つの音響光学素子(1)を備えた少なくとも1つの音響光学システムと、少なくとも2つの異なる波長を含む前記入力光を発生する光源(18)と、前記音響光学素子(1)を通して送信される光を修正する、前記音響光学素子(1)を駆動する少なくとも1つのアナログ電子駆動信号を発生するための駆動ユニットと、前記音響光学システムによって修正された光を光学軸に結合するためのインカップリング素子と、対物レンズ(20)とを備えて構成される顕微鏡であって、
前記トランスデューサ(2)が、アナログ電子駆動信号を受信し、音波を発生し、かつこれら音波を前記水晶(3)に送信するように構成され、
前記駆動ユニットが、デジタル組み合わせ信号を発生するためのデジタルデータ処理ユニット(35)と、前記デジタル組み合わせ信号を初期アナログ駆動信号に変換する少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器(32)と、前記アナログ電子駆動信号になるように前記初期アナログ駆動信号を増幅するための増幅器(25、33)とを備えて構成され、
前記デジタルデータ処理ユニット(35)が、前記トランスデューサ(2)によって特定の音響周波数を発生するための基礎をそれぞれが形成する少なくとも2つの初期デジタル信号(27、28)を、計算して発生するためのデジタル周波数計算ユニット(26)と、
前記2つの初期デジタル信号(27、28)の少なくとも1つを、特定の音響周波数を発生するための基礎を形成する少なくとも1つの修正されたデジタル信号に修正するように構成されたデジタル修正ユニット(29)と、前記少なくとも1つの修正されたデジタル信号と1つの初期デジタル信号または別の修正されたデジタル信号とを、1つの単一デジタル組み合わせ信号へと組み合わせる重ね合わせユニット(24、30)とを備えて構成され、
前記インカップリング素子が、前記対物レンズ(20)の上流に設けられ、かつ前記少なくとも1つの音響光学素子(1)から出る前記修正された光を受信するように構成され、前記対物レンズ(20)が前記インカップリング素子の下流に設けられる、顕微鏡。 - 音響光学可変フィルタAOTF(19)である第1の音響光学素子(1)と、入射光の方向にて前記AOTF(19)の下流で、かつ結像された対象物から放射または反射された光の方向にて前記AOTF(19)の上流に設けられた音響光学ビームスプリッタAOBSである第2の音響光学素子(1)とを備えて構成され、前記AOBSが、対象物(21)から放射または反射された光を、前記結像された対象物(21)の画像を生成するために検出器(22)に送信される第1の有用ビーム(5)と廃棄される第2の不用ビーム(6)に分割する、請求項17に記載の顕微鏡。
- 前記検出器(22)が、結像される前記対象物(21)の画像を生成するコンピュータ(38)に接続される、請求項18に記載の顕微鏡。
- 前記コンピュータ(38)が、スキャナ(36)に送信されるフィードバック信号を発生する、請求項19に記載の顕微鏡。
- 前記コンピュータ(38)が、前記デジタルデータ処理ユニット(35)に接続され、かつそのデジタルデータ処理ユニット(35)に制御信号を送信するように構成される、請求項19または20に記載の顕微鏡。
- 水晶(3)に装着された少なくとも1つのトランスデューサ(2)を有する少なくとも1つの音響光学素子(1)と、前記音響光学素子(1)を通して送信される光を修正する、前記音響光学素子(1)を駆動する少なくとも1つのアナログ電子駆動信号を発生するための駆動ユニットとを備えて構成される音響光学システムであって、前記駆動ユニットが、デジタル組み合わせ信号を発生するための少なくとも1つのデジタルデータ処理ユニット(35)と、前記デジタル組み合わせ信号を初期アナログ駆動信号に変換する少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器(32)と、前記アナログ電子駆動信号になるように、前記初期アナログ駆動信号を増幅するための増幅器(25、33)とを備える、音響光学システムを操作する方法であって、
2つのそれぞれのアナログ信号を表すビットおよびバイトシーケンスからなる少なくとも2つの初期デジタル信号をデジタルフォーマットで計算するステップであって、そのステップでは前記少なくとも2つの初期デジタル信号を1つの単一デジタル組み合わせ信号に重ね合わせること、
前記デジタル組み合わせ信号を初期アナログ駆動信号に変換するステップと、
前記アナログ電子駆動信号になるように前記初期アナログ駆動信号を増幅するステップと、
音波を生成するために前記トランスデューサ(2)を操作するように、前記アナログ電子駆動信号を前記トランスデューサ(2)に送信するステップと、
を備えて構成される方法。 - 1つの単一デジタル組み合わせ信号に組み合わせる前に、前記2つの初期デジタル信号の少なくとも1つを修正することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記デジタル組み合わせ信号における最大振幅を最小値に低減するように前記2つの信号間の位相シフトを計算することと、前記少なくとも2つの初期デジタル信号の位相を互いに対して修正し、その後、それに応じて前記組み合わせ信号に重ね合わせることとをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 電子設定または音響光学設定における非線形性を補償するために、前記デジタル組み合わせ信号をアナログ信号に変換する前に、前記デジタル組み合わせ信号を修正することをさらに含む、請求項23または24に記載の方法。
- 前記デジタル−アナログ変換器(32)、前記増幅器(25)、前記トランスデューサ(2)および前記水晶(3)からなる群のコンポーネントの少なくとも1つにおける温度を測定することと、温度の影響を補償するために、前記デジタル組み合わせ信号をアナログ信号に変換する前に、前記デジタル組み合わせ信号を修正することとをさらに含む、請求項23〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 光の帯域幅に影響を及ぼすために、前記アナログ駆動信号をチャープすることをさらに含む、請求項23〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 入力端にて入力光を受信し、かつ出力端から出力光を送信する水晶(3)に装着された少なくとも1つのトランスデューサ(2)を有する少なくとも1つの音響光学素子(1)と、前記音響光学素子(1)を通して送信される光を修正する、前記音響光学素子(1)を駆動する少なくとも1つのアナログ電子駆動信号を発生するための駆動ユニットとを備えて構成される音響光学システムであって、
前記トランスデューサ(2)が、アナログ電子駆動信号を受信し、音波を発生し、かつこれら音波を前記水晶(3)に送信するように構成され、
前記駆動ユニットが、前記トランスデューサ(2)にて2つの異なる周波数の少なくとも2つの異なる音波を発生できるようなアナログ電子駆動信号に変換可能なデジタル組み合わせ信号を発生するためのデジタルデータ処理ユニット(29)と、前記デジタル組み合わせ信号を初期アナログ駆動信号に変換する少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器(32)と、前記アナログ電子駆動信号になるように、前記初期アナログ駆動信号を増幅するための増幅器(25、33)とを備えて構成される、
音響光学システム。
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