(57)【要約】  本発明は、音響光学素子（１）における回折光（７）の色拡がり角を減少させる装置に関し、この装置は、入射光ビーム（２）の光路に配置されている音響光学素子（１）を有し、音響光学素子（１）により、入射光ビーム（２）から、音響光学素子（１）の仮想の相互作用点（５０）を起点とする回折光が形成される装置であり、この装置には、２つの集束光学系（１０、２０）が含まれており、第１の集束光学系（２０）は、光路において音響光学素子（１）の前方に配置されており、第２の集束光学系（１０）は、回折光（７）に配置されており、第１の集束光学系（２０）の後方の入射光ビーム（２）の焦点（４０）は、音響光学素子（１）に位置しており、仮想の相互作用点（５０）が、第２の集束光学系（１０）の前方の焦点にあることを特徴とする。
2021510845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響光学素子（１）における回折光（７）の色拡がり角を減少させる装置であって、
前記装置は、入射光ビーム（２）の光路に配置されている前記音響光学素子（１）を有し、
前記音響光学素子（１）により、前記入射光ビーム（２）から、前記音響光学素子（１）の仮想の相互作用点（５０）を起点とする回折光（７）が形成され、
前記装置には、２つの集束光学系（１０、２０）が含まれており、
第１の集束光学系（２０）は、前記光路において前記音響光学素子（１）の前方に配置されており、第２の集束光学系（１０）は、前記回折光（７）に配置されており、
前記第１の集束光学系（２０）の後方の前記入射光ビーム（２）の焦点（４０）は、前記音響光学素子（１）に位置しており、
前記仮想の相互作用点（５０）は、前記第２の集束光学系（１０）の前方の焦点にある、
装置。
【請求項２】
前記入射光ビーム（２）は、≦１０００ｆｓ、好適には≦３００ｆｓ、特に好適には≦１００ｆｓのパルス持続時間を有する、特にパルス光を放射するレーザ光源からのパルス光ビームである、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記回折光（７）は、プラス／マイナス１次回折光である、
請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）には、少なくとも１つのミラーが含まれている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）には、少なくとも１つのレンズが含まれている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）は、１つのレンズ、特に球形レンズまたはシリンドリカルレンズから構成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記音響光学素子は、音響光学変調器である、
請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の装置を含む顕微鏡、特に多光子顕微鏡。
【請求項９】
前記顕微鏡は、パルス光を放射するレーザ光源を含み、前記レーザ光源により、≦１０００ｆｓ、好適には≦３００ｆｓ、特に好適には≦１００ｆｓのパルス持続時間を有する前記入射光ビーム（２）が供給される、
請求項８記載の顕微鏡。
【請求項１０】
好適には請求項１から７までのいずれか１項記載の装置を使用して、音響光学素子（１）における回折光（７）の色拡がり角を減少させる方法であって、
前記音響光学素子（１）は、入射光ビーム（２）の光路に配置されており、前記回折光（７）は、前記入射光ビーム（２）から形成され、前記回折光（７）は、前記音響光学素子（１）の仮想の相互作用点（５０）から出発し、
前記方法は、
第１の集束光学系（２０）により、前記音響光学素子（１）に位置する焦点（４０）に前記入射光ビーム（２）を集束するステップと、
前記音響光学素子（１）により、前記入射光ビーム（２）から前記回折光（７）を形成するステップであって、前記回折光（７）は、前記音響光学素子（１）の仮想の相互作用点（５０）から出発するステップと、
第２の集束光学系（１０）を通して前記回折光（７）を通過させるステップであって、前記仮想の相互作用点（５０）は、前記第２の集束光学系（１０）の前方の焦点に位置するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記入射光ビーム（２）は、≦１０００ｆｓ、好適には≦３００ｆｓ、特に好適には≦１００ｆｓのパルス持続時間を有する、特にパルス光を放射するレーザ光源からのパルス光ビームである、
請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記回折光（７）は、プラス／マイナス１次回折光である、
請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）には、少なくとも１つのミラーが含まれている、
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）には、少なくとも１つのレンズが含まれている、
請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の集束光学系（２０）および／または前記第２の集束光学系（１０）は、１つのレンズ、特にシリンドリカルレンズから構成されている、
請求項１０から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記音響光学素子は、音響光学変調器である、
請求項１０から１５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学顕微鏡法、特に、多光子顕微鏡法の分野に関する。
【０００２】
本発明は、音響光学素子および２つの集束光学系を含む、音響光学素子における回折光の色拡がり角を減少させる装置に関する。さらに本発明は、音響光学素子における回折光の色拡がり角を減少させる方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光学顕微鏡法の多くの分野における重要な１つのチャレンジは、使用される方法とはかかわりなく、あらかじめ設定された１つ以上の波長を有する励起光を提供することである。顕微鏡法の種類に応じて、かつ／または試料の種類に応じて、一般にあらかじめ設定されたスペクトル特性を有するはずである１つ以上の励起光ビームが必要になることがある。
【０００４】
例えば、蛍光顕微鏡法の分野において重要であるのは、蛍光を励起する波長を有する光を使用することである。特に、試料が、異なる励起スペクトルを有する蛍光物質を含有する場合には、種々異なる波長が使用される。
【０００５】
多光子顕微鏡法および共焦点走査型顕微鏡法（共焦点顕微鏡法）の分野において特に重要であるのは、特定の波長について強度を適合させるか、または特定の波長をオンまたはオフすることである。
【０００６】
このためには、音響光学効果に基づく波長選択的な素子が使用可能である。このような音響光学素子は、一般に、いわゆる音響光学結晶を有しており、この音響光学結晶は、変換器または「トランスデューサ」とも称される音響信号発生器によって振動させられる。一般に、このような変換器は、圧電材料と、この材料に接触接続する２つ以上の電極とを有する。これらの電極と、一般に１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内にある高周波とを電気的に接続することにより、圧電材料は励起されて振動し、これにより、結晶を通過する音響波を発生させることが可能である。音響光学結晶は、発生させたこの音波により、結晶の光学特性が変化する点が優れている。特に、局所的な屈折率の周期的な変調が行われる。この変調は、（ブラッグ）グレーティングのように作用し、対応する波長の光を回折させることが可能である。
【０００７】
このような音響光学素子の例は、音響光学変調器（ＡＯＭ：acousto-optical modulator）、音響光学偏向器（ＡＯＤ：acousto-optical deflector）、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ：acousto-optical tunable filter）、音響光学ビームスプリッタ（ＡＯＢＳ：acousto-optical beam splitter）および音響光学ビームミキサ（ＡＯＢＭ：acousto-optical beam mixer）である。本明細書の枠内では、ＡＯＭによって一般に、音響光学素子に形成される音響波に依存して、入射光の周波数および／または伝搬方向および／または強度を変化させるもしくは変調する音響光学素子を意味するものとする。例えば、ＡＯＤは、伝搬方向を変化させるのに特化された、ＡＯＭの特別な特徴形態を表すのに対し、ＡＯＴＦは、特に音響光学変調器のフィルタ特性を利用するＡＯＭである。音響波が比較的高速に変調可能であることと、（例えば電気光学作用による）他の手法と比較してコストが少ないことにより、ＡＯＭは、レーザ走査顕微鏡における光変調のための標準ツールになっている。
【０００８】
多光子顕微鏡法においてＡＯＭは広く知られている。ここでは、一般に、近赤外領域までの赤色領域に波長を有するフェムト秒レーザが使用される（F. HelmchenおよびW. Denkによる"Deep tissue two-photon microscopy"、Nature Methods 2、932〜940 (2005)）。一般的な値は、１００ＭＨｚオーダの繰り返し率および直線偏光において、６５０ｎｍ〜１３００ｎｍの波長、５０ｆｓ〜２００ｆｓのパルス幅、数１００ｎＪのパルスエネルギである。
【０００９】
使用分野および要求に応じて、ＡＯＭおよび一般的な音響光学素子もしくは音響光学系は、さまざまなパラメータに基づいて最適化可能である。設計パラメータは、特に、
・プラス／マイナス１次回折光（いわゆる利用ビーム）の色共線性
・回折効率
・印加した高周波において効率的に回折される光のスペクトルバンド幅（スペクトル幅）
・入力ビームの角感度
・高周波の周波数範囲および振幅範囲
である。
【００１０】
特に、プラス／マイナス１次回折光（以下では、略して±１次回折光とも称する）の色共線性、すなわち互いに異なる波長の利用ビームの共線性は、多光子顕微鏡法における使用に一層重要である。言い換えると、本明細書の枠内において±１次回折光の色共線性は、プラス１次回折光ではあるが、互いに異なる波長の回折ビーム、またはマイナス１次回折光ではあるが、互いに異なる波長の回折ビームの共線性を意味する。色共線性のこの定義は、より高い次数の回折光（すなわち一般に±ｎ次回折光、ただしｎ≧１）にも当てはまる。
【００１１】
ＡＯＭに、与えられた中心波長λおよびスペクトル幅Δλを有する光パルスが当たる場合、一般に利用ビームとして使用される±１次回折光が形成される。回折効率が有限であることにより、通例、さらに０次回折光も検出することが可能であるが、０次回折光は、±１次回折光と比べて、ＡＯＭによって良好に変調ができないため、一般に使用されない。
【００１２】
光パルスのスペクトルバンド幅が有限であることにより、音響光学素子により、±１次回折光の角度分解が行われる。すなわち、光パルスの種々異なる色成分は、音響光学素子により、わずかに異なる方向に回折される。したがって±１次回折光の色共線性は存在しない。上の複数の段落で述べたことは、当然のことながら、より高次の回折光にも同様に当てはまる。
【００１３】
音響光学素子によるこの拡がりの大きさを、以下では、色拡がり角（ＣＳＡ：Chromatic Spread Angle）と称し、回折光の波長λによる、回折光の回折角φの微分と定義する。すなわちＣＳＡ＝ｄφ／ｄλである。すなわちＣＳＡは、１つの回折次数内における完全な色共線性からの偏差の強さについての尺度であり、単位ｍｒａｄ／ｎｍを有する。音響光学素子に入射する光のスペクトルバンド幅が広ければ広いほど、光が回折される角度範囲も広くなる（ＣＳＡが一定の場合）。したがって回折光を効率的に利用するためには、広いスペクトルバンド幅を有する光においてＣＳＡを補償または減少させることが特に望ましい。というのは、ＣＳＡと共にこの角度範囲も狭くなるからである。
【００１４】
（多光子）顕微鏡法において使用するために、大きすぎるＣＳＡは、２つの理由から問題である。すなわち、第１に、フェムト秒光パルスの色成分の伝搬方向が異なることにより、伝搬が進むにつれてビームプロファイルが楕円形になり、ひいては励起対物レンズの入射瞳が最適に照明されず、これにより、特に、解像度が落ちるか、または出力が低下する（入射瞳が過剰に照明される場合）ことになる。第２に、光パルスの種々異なる色成分は、種々異なる角度で入射瞳に当たり、これによってこれらの色成分が、試料において空間的に分離されてしまうという結果になる。この空間的な分離（「空間チャープされた光パルス」または「空間チャープ」ともいう）により、色成分の同時でない到達（「時間チャープ」）と同様にピーク強度が減少され、ひいては多光子励起の効率も減少される。
【００１５】
第１の点によって発生し、伝搬区間に依存する扁平率（もしくは「空間チャープ」）を発生する欠点は、従来技術によって補償可能であり、これは、適切なリレー光学系によってＡＯＭの仮想の相互作用点を対物レンズの入射瞳に結像し、扁平率をまったく生じさせないことによって行われる。本明細書の枠内において、音響光学素子の、特にＡＯＭの仮想の相互作用点（回折点）とは、音響光学素子から放出される複数のビームのビーム経過を光の物理的な伝搬方向とは逆に延長しかつそれらの交点を特定する場合に得られる１つの点のことであると理解される。
【００１６】
特に第２の問題（「時間チャープ」）を解決するために、従来技術では、プリズム（S. Zeng等による"Simultaneous compensation for spatial and temporal dispersion of acousto-optical deflectors for two-dimensional scanning with a single prism"、Opt. Lett. 31、1091〜1093 (2006)）、グレーティングまたは別の音響光学構成部材（Y. Kremer等による"A spatio-temporally compensated acousto-optic scanner for two-photon microscopy providing large field of view"、Opt. Express 16、10066〜10076 (2008)）が使用されており、これらは、適切な配置構成において実質的に、ＡＯＭによって生じるＣＳＡが元のように補償されるようにする。しかしながらこれらのアプローチは、比較的コストがかかるか、または柔軟性を欠いている（例えばレーザ波長が変化する場合）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって本発明の課題は、音響光学素子、特にＡＯＭによって回折された光の上記のＣＳＡを大きく減少させ、これにより、高品質の多光子顕微鏡法が可能になるようにする、コスト的に有利でありかつ柔軟性に富む装置を示すことである。さらに本発明の課題は、対応する方法を示すことである。
【００１８】
適切な光学構成部材により、音響光学素子に対する位置および方向において、光ビームもしくはレーザパルスのスペクトル成分を補償する、従来技術の上記の解決のアプローチとは異なり、本発明では、対物レンズ瞳の位置における色成分の共線性だけが保証される。これらの色成分は、次に試料側において同じ位置に結像される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によるこのアプローチに基づいて発見されたのは、驚くべきほど簡単に構成され、ひいてはコスト的に有利に製造可能なレンズシステムについての、請求項１に記載した技術的な実現であり、このレンズシステムは、音響光学素子と連係して柔軟に動作可能であり、回折光のＣＳＡの補償について高い品質要件を満たす。有利な実施形態は、従属請求項ならびに以下の説明の対象である。
【００２０】
本発明の第１の実施形態によれば、音響光学素子における回折光の色拡がり角を減少させる本発明の装置は、入射光ビームの光路に配置されている音響光学素子を有し、この音響光学素子により、入射光ビームから、この音響光学素子の仮想の相互作用点を起点とする回折光が形成され、この装置にはさらに、２つの集束光学系が含まれており、第１の集束光学系は、光路において音響光学素子の前方に配置されており、第２の集束光学系は、回折光に配置されており、第１の集束光学系の後方の入射光ビームの焦点は、音響光学素子に位置しており、仮想の相互作用点は、第２の集束光学系の前方の焦点にある、ことを特徴とする。
【００２１】
基本的には、可能な限りに短い焦点距離を有する光学系によって本発明を実現するのが好ましい。というのはこれによって色の偏心が少なくなるからである。しかしながらこのことは、都度の音響光学素子の設計に応じて、多かれ少なかれ回折効率が大きく顕著に低下することになり得る。すなわち、入射光の特定の入射角（光軸とビーム経過との間の角度）が一層大きくなると、音響光学素子により、入射光は、一般に非効率的に回折される。したがって実施においては、具体的な適用事例を考慮して、偏心と回折効率との間の妥協を行わなければならない。
【００２２】
仮想の相互作用点に対して焦点距離の間隔を有しかつ音響光学素子の後方の第２の光学系により、色成分（ここでは色成分は、特定の波長を有する回折光を意味する）は、実質的に互いに共線的に、かつ光軸に対して共線的に伝搬する。しかしながらこのような配置構成により、色成分もしくは結果的に生じる光ビームが集束され、したがって間接的に、結果的に生じる光ビームの発散に結び付くため、光ビームのこの発散に対抗する、音響光学系の前方の第１の光学系が必要である。音響光学素子の前方のこの第１の光学系は、入射光ビームを集束することにより、それぞれの波長の回折光（すなわちすべての色成分）が、音響光学素子においてそれぞれ可能な限りに小さいビーム直径を有するようにする。
【００２３】
本発明による装置は、特に、特に短いパルス持続時間を有するパルス状の入射光ビームの場合に有利に使用可能である。というのは、パルス持続時間が短くなると、スペクトル幅が拡がり、ひいては光が回折される角度範囲が大きくなるからである。すなわちＣＳＡを減少させることが、必要であるか、または少なくとも望ましい。ここでは、例示的に多光子顕微鏡における、もしくは多光子顕微鏡法の分野におけるこの装置の応用が挙げられており、この応用では一般に、数１００フェムト秒の範囲の、利用される光のパルス持続時間が使用される。したがって、本発明の別の実施形態によれば、入射光ビームは、最大１０００ｆｓ（すなわち≦１０００ｆｓ）、好適には最大８００ｆｓ（≦８００ｆｓ）、好適には最大５００ｆｓ（≦５００ｆｓ）、好適には最大３００ｆｓ（≦３００ｆｓ）、特に好適には最大２００ｆｓ（≦２００ｆｓ）、また極めて好適には最大１００ｆｓ（≦１００ｆｓ）のパルス持続時間を有する、パルス光を放射するレーザ光源（パルス状のレーザ光源、パルス状のレーザ、パルスレーザ）からのパルス光である。
【００２４】
本発明の第３の実施形態によれば、回折光は、プラス／マイナス１次回折光である。というのはこの次数の光が、好適には顕微鏡法の用途に使用されるからである。
【００２５】
上記の原理は、例えばシリンドリカルレンズにより、かつ／または球形レンズによって実現可能である。シリンドリカルレンズを使用する際の利点は、結晶における、また特に結晶表面におけるピーク強度（最大強度）が比較的小さいことである。結像特性を改善するために、例えばアクロマチックレンズおよび／または非球面レンズも考えられる。説明した本発明を曲面ミラーによって実現することも可能であり、この際には、標準レンズの使用に比べて、色収差が発生しないことが利点である。このようなミラーは、球状の構造形態で、または（球面収差を回避するために）放物面ミラーとして形成されていてよい。幾何学形状上の理由から、状況によっては、「軸外」（off-axis）放物面（ＯＡＰ）の構造形態の放物面ミラーも適切である。一般に、使用される光学系は、１つ以上のレンズおよび／またはミラーおよび／またはフィルタまたはプリズムのような別の光学素子を含んでいてよく、極めて多種多様な組み合わせが考えられる。
【００２６】
したがって本発明の別の好ましい実現によれば、第１の集束光学系および／または第２の集束光学系には、少なくとも１つのミラーおよび／または少なくとも１つのレンズが含まれている。
【００２７】
構造的に簡単でありかつコスト的に有利であることによって特に好ましい、本発明による装置の実現によれば、第１の集束光学系および／または第２の集束光学系は、レンズ、特に球面レンズまたはシリンドリカルレンズから構成されている。シリンドリカルレンズを使用することは、このＡＯＭにより、ビーム経過の回転対称性が、断たれるために有利である。それは、このＡＯＭにより、ただ１つの空間方向に分解が引き起こされるからである。２つの集束光学系が個々のレンズによって実現される場合、これらの光学系は、好適には、共に球面レンズから構成されるか、または共にシリンドリカルレンズから構成されるかのいずれかである。これによって保証されるのは、ビームが、不必要に１つの次元において集束または発散されないことである。
【００２８】
すでに上で述べたように、本発明は、特に好ましくは、音響光学変調器（ＡＯＭ）を使用して実現される。
【００２９】
上で説明したように、本発明による装置は、特に、顕微鏡法における使用に適しており、また顕微鏡法において走査顕微鏡法、特に多光子顕微鏡法に分野における使用に適している。したがって本発明の別の一実施形態によれば、顕微鏡、特に多光子顕微鏡には、請求項１から７までのいずれか１項の装置が含まれている。
【００３０】
このような装置を備えた顕微鏡（もしくは顕微鏡システム）（例えば多光子顕微鏡）には、試料を照明するための、パルス光を放射するレーザ光源が含まれており、このレーザ光源は、最大１０００ｆｓ（すなわち≦１０００ｆｓ）、好適には最大８００ｆｓ（≦８００ｆｓ）、好適には最大５００ｆｓ（≦５００ｆｓ）、好適には最大３００ｆｓ（≦３００ｆｓ）、特に好適には最大２００ｆｓ（≦２００ｆｓ）、また極めて好適には最大１００ｆｓ（≦１００ｆｓ）のパルス持続時間を有する、装置に入射する光ビームを形成することができる。本発明による装置により、入射パルス光ビームから形成される、この装置の音響光学素子における回折光のＣＳＡが減少される。この関連において再度、注意を促したいのは、パルス持続時間が短くなると、光が回折されるスペクトル幅、ひいては角度範囲が、拡がることであり、すなわち、パルス持続時間が短い場合、本発明による装置を有する顕微鏡の使用は、ＣＳＡを減少させるために特に有利である。
【００３１】
音響光学素子によって回折された回折光の色拡がり角（ＣＳＡ：Chromatic Spread Angle）を減少させるための、本発明による方法は、好適には請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置を使用して実施される。
【００３２】
本発明の分野に携わる当業者は、本発明による解決手段の、上で説明した装置の特徴の知識があれば、好適には上で説明した装置を使用するために、装置の特徴に対応する方法ステップを構成することであろう。この点において、繰り返しを避けるために、明細書の先行部分を参照されたい。
【００３３】
本発明の教示を有利に構成しかつ発展させるためには、さまざまな選択肢がある。これについては、一方では請求項１に従属する請求項を、他方では図面に基づく本発明の以下の説明を参照されたい。図面に基づく本発明の好ましい実施例の説明に関連して、この教示の一般に好ましい実施形態および発展形態も説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】走査顕微鏡の一般的な照明光路を示す概略図である。
【図２】ＡＯＭにおける回折過程を示す概略図である。
【図３】本発明による装置の概略図である。
【図４】第２の光学系としてシリンドリカルレンズを使用する際のビーム経過を示す部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１には、ビーム変調手段としての音響光学素子１、特にＡＯＭを備えた走査顕微鏡の、例えば多光子顕微鏡の一般的な照明光路が、大きく簡略化された形で示されている。入射光ビーム２は、光源２２、例えばレーザ、特にパルスレーザから出発し、選択的にはビームガイド光学系および適合光学系２４を介して、音響光学素子１に到達する。音響光学素子１における回折光７は、ここから、選択的な結像および走査光学系２６を介して、対物レンズ２８に到達し、最終的には試料３０に到達する。
【００３６】
図２には、与えられた中心周波数λおよびスペクトル幅Δλを有する入射光ビーム２が当たるＡＯＭ１における回折過程が略示されている。ＡＯＭ１の結晶には、結晶に高周波（ＲＦ）を印加するトランスデューサ５が取り付けられている。これによって発生するグレーティングでは、一般に利用ビームとして使用される、回折光７の±１次回折光が形成される。回折効率が有限であることによってさらに、一般に０次回折光８も検出可能である。１次回折光の不完全な色共線性および入射光パルス２の有限のスペクトルバンド幅により、±１次回折光の角度分解９が発生し、角度分解９では、光パルスの種々異なる色成分が、わずかに異なる方向に回折される。このことは、例示的に、種々異なる波長λ１、λ２およびλ３を有する３つの部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃについて示されている。この回折光の拡がりの大きさは、色拡がり角（ＣＳＡ：Chromatic Spread Angle）によって単位ｍｒａｄ／ｎｍで示される。これらの回折された部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃは、ＡＯＭ１の仮想の相互作用点５０から出発しており、この相互作用点５０は、ＡＯＭ１の結晶と周囲媒体との間の移行部におけるいかなる屈折作用も考慮することなく、物理的な伝搬方向とは逆にビーム経過を延長して交点を特定する場合に得られる。
【００３７】
図３には、本発明による装置の概略図が示されており、ここでは、ＡＯＭ１の前方の第１の光学系２０（例えば個別のレンズ）と、ＡＯＭ１の後方の第２の光学系１０（同様に例えば個別のレンズ）と、が設けられている。第１の光学系２０は、この第１の光学系２０によって集束された入射光２の光ビームが、ＡＯＭ１において、第１の光学系２０から間隔ｄで焦点４０に集束されるように、すなわち入射光２の光ビームのビーム経過が、結晶の一点で交わるように位置決めされる。（この図では、周囲媒体から結晶に光が移行する際の屈折作用はわかり易くするために描画されていない。しかしながらこれは、第１の光学系２０を配置する際に当然のことながら考慮すべきである。間隔ｄは一般に、周囲媒体における、例えば空気における光学系２０の焦点距離に対応しない。）ＡＯＭ１の後方の第２の光学系１０は、例示的に部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃで示した、例えば±１次回折光の色成分が、互いに色共線的に進行する（色共線性）ように位置決めされる。これらの色の部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃは、部分ビーム１７ａ、１７ｂ、１７ｃに移行する。このようにして生成されコリメートされた（部分ビーム１７ａ、１７ｂ、１７ｃを含む）ビームは、試料３０に送られる。第２の光学系１０と仮想の相互作用点５０との間の間隔は、したがって第２の光学系１０の焦点距離ｆに対応する。ここでは第２の光学系１０が、±１次回折光の色共線性を得るために、ひいては回折光のコリメートを得るために使用されるのに対し、第１の光学系２０は、色の部分ビーム１７ａ、１７ｂ、１７ｃ（図４を参照されたい）の、また結果的に得られる光ビームの不所望の発散が可能な限りに補償されるか、または少なくともこれに対抗するために使用される。
【００３８】
図４には概略的および部分的に、第２の光学系１０としてシリンドリカルレンズを使用した際のビーム経過が詳細に示されており、部分図ａ）およびｂ）では、光軸３に関して互いに９０°だけ回転されている２つの視点からこの配置構成が示されている。色の部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ、シリンドリカルレンズ１０によって集束され、これにより、シリンドリカルレンズ１０の後方の空間方向において、部分ビーム１７ａ、１７ｂ、１７ｃの不所望の発散および結果的に得られる光ビームの不所望の発散が生じる（部分図ａ）を参照されたい）。この発散は、ＡＯＭ１の前方の第１の光学系２０によって可能な限りに補償され、この補償は、第１の光学系２０が、この第１の光学系２０によって行われる集束により、図３において例示的に部分ビーム７ａ、７ｂ、７ｃによって描画したそれぞれの波長の回折光（すなわち色成分）がそれぞれ、それ自体可能な限りに小さいビーム直径を有するようにすることによって行われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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