(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡光プローブにおける回折構成を提供する方法であって、
剛性モールドに少なくとも一つのパターン面を提供する工程と、
プレポリマー接着剤組成を用いて、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの少なくとも一つの部分に接続する工程と、
前記内視鏡光プローブの遠位端において、前記剛性モールドの構造又は少なくとも一つの特徴を少なくとも近似的に複製する前記回折構成を形成するために、前記プレポリマー接着剤組成を重合させる工程と、を有し、
前記回折構成は、内視鏡光プローブを製造する仕上げ工程として形成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
乾式エッチングにより前記剛性モールドを形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回折構成は格子であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
プレポリマー接着剤組成物が重合して回折構成を形成した後、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの遠位端から取り外す工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記内視鏡光プローブは、少なくとも一つのレンズを備え、前記方法は、前記少なくとも一つのレンズが前記回折構成と光通信するように、プレポリマー接着剤組成物を前記剛性モールドまたは前記少なくとも一つのレンズのいずれかの上に堆積させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記剛性モールドは、紫外線放射と可視光放射に実質的に透過的な組成を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記重合させる工程は、重合される前記プレポリマー接着剤組成へ少なくとも一つの電磁放射線を適用する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの電磁放射線は、前記内視鏡光プローブと前記剛性モールドのうちの一つを介して提供されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プレポリマー接着剤組成は１．３と１．７の間の屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記内視鏡光プローブの遠位端に形成された前記回折構成は、１ｍｍよりも小さい直径又は断面を有する円形の格子であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記格子は１ｍｍあたり１０００ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
前記格子は１ｍｍあたり２０００ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記格子は５を上回る溝アスペクト比を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
前記格子は７０％を上回る回折効率を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記回折構成は少なくとも一つのレンズ素子を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記内視鏡光プローブは、光ファイバとＧＲＩＮレンズを含み、前記重合させる工程は、前記ＧＲＩＮレンズの遠位端に前記回折構成を形成することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
システムであって、
少なくとも一つのパターン化された表面を有する剛性モールドと、
近位端と遠位端を有する内視鏡光プローブと、
処理コンピュータと、を備え、前記処理コンピュータは、
プレポリマー接着剤組成を用いて、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの少なくとも一つの部分に接続し、
前記内視鏡光プローブの前記遠位端に、前記剛性モールドの構造又は少なくとも一つの特徴を少なくとも近似的に複製する回折構成を形成するために前記プレポリマー接着剤組成を重合させるようにプロセスを制御し、
前記回折構成は、内視鏡光プローブを製造する仕上げ工程として形成されることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記回折構成は格子であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記格子は１ｍｍあたり２０００ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記格子は５を上回る溝アスペクト比を有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記格子は７０％を上回る回折効率を有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記処理コンピュータは、さらに、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの遠位端から取り外すプロセスを制御することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記内視鏡光プローブは、前記回折構成との光通信において、光ファイバと少なくとも一つのレンズとを備えることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２４】
前記剛性モールドは、紫外線放射と可視光放射に実質的に透過的であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２５】
前記処理コンピュータは、さらに、重合させる前記プレポリマー接着剤組成へ少なくとも一つの電磁放射線を適用するプロセスを制御することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２６】
前記処理コンピュータは、前記剛性モールドと前記内視鏡光プローブのうちの一つを介して、前記プレポリマー接着剤組成へ提供される前記少なくとも一つの電磁放射線を制御することを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記プレポリマー接着剤組成は１．３と１．７の間の屈折率を有することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２８】
前記内視鏡光プローブの前記遠位端に形成される前記回折構成は、１ｍｍよりも小さい直径又は断面を有する円形の格子であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記回折構成は少なくとも一つのレンズ素子を有することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記内視鏡光プローブはＧＲＩＮレンズを含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記剛性モールドは、溶融シリカ格子マスタであり、回折構成は格子マスタの複製成形によって作られた格子であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記剛性モールドは、ガラスまたは剛性プラスチックで作成されていることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項３３】
前記剛性モールドは、少なくとも３、少なくとも４、または少なくとも５のアスペクト比を有するガラス格子マスタであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項３４】
前記内視鏡光プローブは、スペクトル符号化内視鏡（ＳＥＥ）プローブであり、前記回折構成は前記ＳＥＥプローブの遠位端に形成されることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願へのクロスリファレンス
本出願は２０１４年１月３１日に出願された米国仮出願第６１／９３４，４２１号（ナノインプリントリソグラフィを用いた小型内視鏡の製造のシステム及び方法）に基づく優先権を主張するものであり、その内容は全体として参照によりここに組み込まれる。
【０００２】
本出願は、２０１４年１月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／９３４，４８６号（光学プローブ、光強度検出、撮像方法、及び、前方視撮像用システム）と、２０１４年１月３１日に出願された米国仮出願第６１／９３４，４６４号（カラー内視鏡検査のための装置及び方法）とに関するものであり、これらの開示内容の全ては参照によりここに組み込まれる。
【０００３】
開示の分野
本明細書は、一般には、例示的なシステムを含む小型顕微鏡の製造に関し、低侵襲撮像及び画像誘導治療の方法を含む、ナノインプリントを用いた小型内視鏡の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
背景情報
スペクトル符号化内視鏡（"ＳＥＥ"：Spectrally Encoded Endoscopy）は、サブミリメートル径プローブを介した高解像度撮像を行うことが可能な小型内視鏡技術である。ＳＥＥでは、広帯域光がファイバの先端で格子により回折されて、サンプル上の分散スペクトルを生成する。サンプルから戻った光は分光器を用いて検出され、解像可能な波長の各々は、サンプル上の異なる点からの反射率に対応する。従来、ＳＥＥの手順は、２次元または３次元の高品質画像を生成する３５０μｍ径プローブを用いて実証されてきた。ＳＥＥプローブを製造する上での技術的課題の一つは、回折効率が高いサブミリメートルの透過格子を作成し、小型格子をプローブ内の他の光学部品とともに正確に組み立てることであった。
【０００５】
特許文献１には、例えば「ソフト（柔らかい）」リソグラフィを用いた、ＳＥＥプローブ用の小型格子を製造又は提供する方法が記載されている。この例示的な方法においては、まず、格子パターンを有するエラストマー（弾性）スタンプが、マスタ格子の複製成形(replica molding)により製造される。次に、エラストマースタンプの複製成形により、小型格子が製造される。しかし、この手法は、格子パターンのアスペクト比が非常に高い場合にエラストマースタンプの製造において課題がある。柔らかい材料は格子パターンを複製するのに十分な剛性を提供しない一方で、硬い材料は硬いエラストマースタンプとマスタ格子との間の摩擦により、マスタ格子から容易に取り外すことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３１７４８号
【発明の概要】
【０００７】
したがって、上記のＳＥＥプローブのＳＥＥプローブ製造に関連する欠陥ないし問題を改善するか、あるいは少なくとも部分的に対処する必要がある。
【０００８】
例示的な実施形態の要約
したがって、そのため、本開示のさまざまな例示的な実施形態に係るナノインプリント技術を用いたものを含む、小型内視鏡を製造するための例示的なシステムの変形及び方法がここに提供される。ここのいくつかの例示的な実施形態によれば、ＳＥＥ撮像光学系上の小型回折格子の製造を含む、ナノインプリントリソグラフィを用いたＳＥＥプローブを製造するための方法、システム、及び、コンピュータアクセス可能媒体が提供される。
【０００９】
本開示に係る例示的な実施形態によれば、まず剛性格子マスタパターンを作成してそのパターン面を機能化し、次に小型撮像レンズ上に格子パターンを複製することで、小型格子を提供することができる。一実施形態において、格子マスタは、プローブ上の格子が有するパターンの反転パターンを有するように設計される。一実施形態において、この方法により製造された格子の最小径は撮像レンズの最小の大きさにのみ制限されるようにして、例えば直径０．１ｍｍ未満のものを含む、超小型ＳＥＥプローブの製造を可能にするようにしてもよい。例示的な実施形態において、小型格子は、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化エポキシ、ポリウレタン、あるいは、他の低価格のポリマーを用いて製造することができ、そのため典型的なＳＥＥプローブよりも装置の製作をより安価にすることが可能である。さらに、本開示の例示的な実施形態に係る方法は、ソフトリソグラフィ法において典型的に用いられるエラストマースタンプ等の中間モールドを要しない。この例示的な方法は、そこからエラストマースタンプを製造することが容易でない、溝の高いアスペクト比を有する溝密度が高いマスタ格子に適用することができる。
【００１０】
したがって、本開示の一つの例示的な実施形態によれば、光学アレンジメントにおける回折構成を提供する方法及びシステムを提供することができる。一つの例示的な実施形態において、少なくとも一つのパターン面を有する剛性材料を提供することができる。パターンが形成された後に、パターン面は化学材料により機能化することができる。一実施形態において、剛性モールドの表面は、例えば、プレポリマー接着剤組成を用いて、導波アレンジメントの少なくとも一部と接続することができる。そのため、導波アレンジメントの先端において、例えば、その場所における回折格子のために、パターン面を形成することができる。導波アレンジメントは、例えば、光ファイバとフォーカスレンズを含んでもよい。導波アレンジメントは、典型的には、光ファイバとフォーカスレンズを含む。一つの例示的な実施形態において、回折構成を形成するために、プレポリマー接着剤組成が重合するようにすることができる。他の例示的な実施形態において、回折構成は、ガラス材料の構造かその少なくとも一つの特徴を近似的に複製する。
【００１１】
回折構成は例示的な実施形態に係る格子でありうる。他の例示的な実施形態においては、ガラス材料は光学アレンジメントから取り外すことができる。光学アレンジメントは、回折構成との光通信において少なくとも一つのレンズを備えることができる。プレポリマー接着剤組成は、重合させるプレポリマー接着剤組成へ少なくとも一つの電磁放射線を適用することにより、重合させることができる。本開示の例示的な実施形態によれば、電磁放射線は導波アレンジメントを介して提供することができる。さらなる例示的な実施形態において、ガラス材料は、可視スペクトルの少なくとも一つの波長に対して透過的である。剛性材料は、導波アレンジメントにより提供される電磁放射線の波長に透過的であるようにすることができる。他の例示的な実施形態において、プレポリマー接着剤組成は約１．３と１．７の間の屈折率を有することができる。さらに他の例示的な実施形態によれば、回折構成は、約１ｍｍ未満の直径又は断面を有することができる。一実施形態において、格子は、（ｉ）１ｍｍあたり約２０００ラインを上回る溝密度と、（ｉｉ）３、４、５、６、又は、７を上回る溝のアスペクト比との少なくともいずれかを有する。格子は３０％を上回る回折効率を有することができる。回折構成は、少なくとも一つのレンズ素子を含むことができる。例示的な光学アレンジメントはＧＲＩＮレンズを含むことができる。
【００１２】
本開示のこれら及び他の目的、特徴、及び利点は、添付図面及び用意された特許請求の範囲と合わせて、以下の本開示の例示的な実施形態の詳細な説明を読むことによって明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面の簡単な説明
本開示のさらなる目的、特徴、及び利点は、本開示の実施形態例を示す次の添付図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【００１４】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な方法により製造された、本開示の例示的な実施形態に係る例示的なＳＥＥプローブの概略図である。
【図２】図２は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な格子製造方法のフロー図である。
【図３】図３は、ガラス格子を機能化する例示的な方法の図である。
【図４】図４は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な格子製造プロセスの図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、本開示の例示的な実施形態に係る例示的なＳＥＥプローブの例示的な一組の顕微鏡写真である。
【図６】図６は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的なＳＥＥプローブによるスペクトル的に符号化された照明の例示的な写真である。
【図７】図７は、本開示の例示的な実施形態に係る先端部における二つ以上の光学部品を有する例示的なＳＥＥプローブを示す一組の図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂは、本開示の例示的な実施形態に係る紫外線硬化性プレポリマーを重合させる例示的な手順を示す一組の図である。
【図９】図９Ａ、図９Ｂは、本開示の例示的な実施形態に係るＳＥＥプローブ光学系と格子マスタとの間の距離を調整する例示的な手順を示す一組の図である。
【図１０】本開示の例示的な実施形態に係る窒素に富んだ環境下における紫外線硬化性プレポリマーを重合させる例示的な手順の図である。
【００１５】
特に言及しない限り、実施形態例の同種の特徴、要素、部品、又は、部分を示すために、図面を通して同一の参照符号及び文字が用いられる。また、以下、図面を参照して開示対象を詳細に説明するところ、それは実施形態例に関連して行われる。添付の特許請求の範囲により規定される開示対象の真の範囲及び精神を逸脱することなく、記載された実施形態に対して変更及び修正を行うことが可能であることが意図されている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
例示的な実施形態の詳細な説明
本開示の例示的な実施形態に従い、ＳＥＥプローブの概略図を図１に示す。この例示的なＳＥＥプローブは、光ファイバ１００、フォーカスレンズ１１０、及び、回折格子１２０を含むことができる。図１に示すように、広帯域光又は紫外線光１３０はサンプル１４０を横切る方向に分光されることができる。他の例示的な実施形態においては、他の電磁放射線が提供されうる。
【００１７】
本開示の一つの例示的な実施形態において、回折格子１２０は、図２のプロセスのブロック図に示すように製造することができる。図２のこの例示的なプロセスにおいて、格子パターンを有するマスタを製造することができる（手順１５０にもたらされるように）。格子マスタは、例えば、電子ビームリソグラフィ、写真リソグラフィ（露光）、干渉リソグラフィ、ナノエンボス加工、ナノインプリント、反応性イオンエッチング等の乾式エッチングを含む、様々な方法により作成することができる。格子マスタの例示的な形状は、作用スペクトルにおいて高い回折効率を提供するように、例えば、数値シミュレーションにより決定することができる。例えば、４１５−８２０ｎｍの作用スペクトルと２０００ライン／ｍｍの溝密度に対して、数値シミュレーションは、１６５ｎｍの溝幅と０．９μｍの溝深さは、最終格子材料の屈折率が約１．６４の場合に３６％の回折効率をもたらすといったようなパラメータを導出しうる。格子マスタはエッチング溶融シリカ格子とすることができる。最終格子は、格子マスタの複製成形(replica molding)により作成することができる（手順１７０）。格子マスタは、プローブ上の最終格子が持つべきパターンの反転パターンを有するように設計される。例えば、最終格子が２０００ライン／ｍｍの溝密度（すなわち、５００ｎｍのピッチ）と１６５ｎｍの溝幅を有する場合、格子マスタは、２０００ライン／ｍｍの溝密度と３３５ｎｍの溝幅を有することになる。
【００１８】
格子マスタの溝密度は、作用スペクトルに対して十分なＦＯＶが取得されるように好適に設計される。典型的には、深さ密度は５００−４０００ライン／ｍｍの間である。格子マスタの溝深さ及びデューティサイクル（溝幅／溝ピッチ）は、製造されるポリマー格子の回折効率に関して最適化することができる。
【００１９】
例示的な実施形態によれば、エッチングされた格子２００のパターン面は、図３に示すように、最終格子材料が機能化された格子マスタ２２０にくっつくのを材料２２１が防ぐことができるように、何らかの化学材料２２１の薄層を用いたパターンの後に機能化されうる（図２の手順１６０によりおいてもたらされる）。機能化２１１（図２の手順１６０も参照）の一例として、エッチングされた格子２００の表面は単層のＴＦＯＣＳ（Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane）でコーティングされうる。
【００２０】
図４は、本開示の例示的な実施形態に係る、ＳＥＥプローブ光学系の先端における小型格子を製造するプロセスの例示的な実例を示している。例えば、プレポリマー３００はフォーカスレンズ１１０の先端に載置することができる。機能化された格子マスタ２２０は、プレポリマー３００と接触することができるように提供される。プレポリマー３００は重合して（手順３１０）小型格子１２０を完成させることができる。小型格子が完成されると、機能化された格子マスタ２２０は取り外すことができる。プレポリマー３００は、熱、湿気、及び、電磁放射線の少なくともいずれかにより硬化させることができる。小型格子１２０の屈折率は、格子の形状との関係で、回折効率を決定する。したがって、プレポリマー３００は、小型格子１２０の屈折率が、高い回折効率をもたらす設計屈折率と実質的に又は近似的に近接ないし適合することができるように選択されるべきである。
【００２１】
図５Ａから図５Ｃは、本開示の例示的な実施形態に係る方法により製造された例示的なＳＥＥプローブの先端の高倍率で拡大された例示的な写真を示している。図５Ａから図５Ｃに示すように、小型格子１２０は、２０００ライン／ｍｍの溝密度と約９００ｎｍの溝深さを有する。ＳＥＥプローブの先端部における中央の楕円領域は、図５Ａから図５Ｃにおいてそれぞれ赤、緑、青であり、プローブの先端に形成された格子は、顕微鏡システムの照明光又は他の電磁放射線を回折し、各観察角度において赤、緑、青の光を顕微鏡カメラへ優先的に導く。
【００２２】
図１に示す例示的な小型格子１２０の回折性能が試験された。例示的なＳＥＥプローブは、線形虹のように見えるスペクトル符号化照明パターン４００を生成した（図６の例示的な画像を参照）。
【００２３】
本開示の例示的な実施形態に係る製造の利点の一つは、例示的なＳＥＥプローブは比較的安価に作成することができることである。例えば、本実施形態により格子マスタは、例えば有効格子領域を１５ｍｍ×１５ｍｍとして作成することができる。これは、１ｍｍ×１ｍｍのスタンプの領域が約５００μｍ径格子を製造するために用いられる、約２２５個の小型格子を製造するために用いることができるものである。機能化された格子２２０は、追加の機能化プロセスを要することなく、複数回用いることができる。化学層２２１がすり減ったと判定されたときは、格子マスタは、複数回、再び機能化することができる。このため、例示的な実施形態に係る一つの格子マスタは多数のＳＥＥプローブを作成するために用いることができ、これにより装置の製造コストを低減することが可能である。低コストであることにより安価で使い捨て可能なＳＥＥプローブを製造することができ、これにより本技術の臨床的利用を促進することができる。
【００２４】
本開示の例示的な実施形態に係る製造方法は、光学系の組立ての最終工程として、撮像光学系上に小型格子を形成することができる。例えば、例示的な格子が製造プロセス中に適切に形成されなかったり、使用中に損傷したりした場合に、ＳＥＥプローブの先端は、非常に少量（〜２０μｍ）研磨して損傷した格子を除去することができる。このような例示的な補正処置に続いて、次に、同一の撮像光学系上に本発明概念により製造新たな格子を製造することが可能である。したがって、ここに記載した例示的な手順を用いて、小型格子を取り扱いかつ正確に位置合わせする例示的な手順は不要であり、これにより位置合わせを要する方法よりも、製造プロセスをより容易にすることを促進することが可能である。
【００２５】
本開示の実施形態に係る製造方法の他の利点は、多数製造された従来のプローブよりもさらにＳＥＥプローブの大きさを削減することができることである。例えば、近年、直径約８０μｍの超小型ＧＲＩＮレンズがＧＲＩＮテックにより開発されている。本開示の例示的な実施形態に係る方法は８０μｍのＧＲＩＮレンズ先端に格子を作成するために用いることができ、そのため、１００μｍよりも小さな直径を有する超小型ＳＥＥプローブを考えることが可能になる。例えば、超小型ＳＥＥプローブの小さな直径は、従来の内視鏡撮像装置ではこれまで到達することができなかった、血管、洞、脳、及び、他の領域の誘導が困難な領域を含む内部組織の撮像を促進することができる。
【００２６】
本開示の様々な実施形態に係る製造方法の例示的な利点は、これらの例示的な手順は、ソフトリソグラフィ法において用いられるエラストマー格子等の、中間モールドの使用を一切要しないことである。本開示のある例示的な実施形態によれば、溝のアスペクト比が高い高溝密度マスタ格子を利用することができる。例えば、例示的な一実施形態によれば、約５を上回るアスペクト比を使用することができるところ、そのような特徴を有するエラストマー格子を製造するのは困難だろう。
【００２７】
図７は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的なＳＥＥプローブを示す一組の図である。この例示的な実施形態においては、先端部の光学系は二つ以上の光学部品を有する。例えば、ファイバ１００からの光及び他の電磁放射線の少なくともいずれかはフォーカスレンズ１１０により合焦させることができ、サンプルからの光及び他の電磁放射線の少なくともいずれかは、例えば検出ファイバ１１１のような追加のファイバにより収集することができる。フォーカスレンズ１１０と検出ファイバ１１１は、格子の製造前に組み立てることができる。次に、プレポリマー３００は、フォーカスレンズ１１０と検出ファイバ１１１の両方とするか、あるいは、これらを含むことができ、手順３１０において硬化して小型格子１２０を完成させることができる。ここに記載された例示的な方法は、使用される光学部品の数及び大きさにかかわらず、設計の範囲の任意の撮像光学系のために用いることができる。
【００２８】
例えば、剛性モールドは、紫外線放射と可視光放射の両方に対して実質的に透過的でありうる。モールドが少なくとも可視光の一波長（４００−８００ｎｍ）において透過的である場合、立体顕微鏡等の光学機器による硬化プロセス中にモールドを介してポリマーを見ることが可能になる。モールドが少なくとも紫外線の一波長（１００−４００ｎｍ）において透過的である場合、モールドを介して紫外線光を用いてポリマーを硬化させることができ、これにより、より均一に硬化されたポリマーをもたらすことができる。このため、モールドは、４００ｎｍから８００ｎｍの少なくとも一つの波長において、少なくとも７０％の光の伝導性を有することができる。いくつかの例示的な実施形態において、剛性モールドは、１００ｎｍから４００ｎｍの少なくとも一つの波長において少なくとも７０％の伝導性を有するか、４００ｎｍから８００ｎｍの少なくとも一つの波長において少なくとも７０％の伝導性を有するか、又は、その両方である。さらなる例示的な実施形態において、剛性モールドは、４００ｎｍから８００ｎｍの少なくとも一つの波長において少なくとも９０％の伝導性を有する。さらなる他の例示的な実施形態においては、剛性モールドは、４００ｎｍから８００ｎｍの光について平均で少なくとも７０％の伝導性を有し、可視光放射に対して実質的に透過的である。その他の例示的な実施形態においては、実質的に透過的であるとは、前述の波長範囲において少なくとも７０％、８０％、又は、９０％の透過性を有することを意味する。
【００２９】
本開示の例示的な実施形態によれば、剛性モールドは、溶融石英ＢＫ7、ＳＦ11、又は、Ｆ2等のガラスから作成することができる。他の例示的な実施形態においては、剛性モールドはサファイア等の結晶から作成することができる。他の例示的な実施形態においては、剛性モールドは、アクリル（例えば、ＰＭＭＡ）又はポリカーボネート等の剛性プラスチック光学材料から作成することができる。剛性モールドは、熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシを用いても作成することができる。例えば、モールドは、格子製造中に格子の特徴を維持するために十分な剛性を有することができる。したがって、例えば、ガラスモールドは、少なくとも３、少なくとも４、又は、少なくとも５のアスペクト比を維持するために用いることができる。
【００３０】
本開示のＳＥＥプローブの他の例示的な実施形態によれば、プレポリマーは紫外線硬化性プレポリマーとすることができる。紫外線硬化性プレポリマーは、図８Ａ、図８Ｂの例示的な図に示されるものを含む、様々な手法により硬化させることができる。例えば、図８Ａに示すように、紫外線光１３０（又は、他の電磁放射線）は、ファイバ１００に提供されるか、カップリングされるか、又はその両方とすることができる。この例示的な実施形態において、重合したプレポリマー３００の領域は、例えばプローブ径の大きさに制限することができる。ファイバ１００へ入る紫外線硬化光３２０のカップリング効率が低い場合、硬化時間がいくらか長くなりうる。図８Ｂにおいて、紫外線光３２０（又は他の電磁放射線）は格子マスタ２２０の背面から配信可能である。この例示的な実施形態においては、硬化は即座に行うことができる。プレポリマーがプローブ径よりも大きな領域に広がった場合、小型格子の大きさはプローブ径よりも大きくなりうる。
【００３１】
図９Ａ及び図９Ｂは、小型格子プロファイル(profile)をさらに最適化する本開示の例示的な実施形態に係る例示的な手順を示す一組の図を示している。プレポリマー３００のプロファイル(profile)は、例えば、格子マスタ２２０の背面からプレポリマーを観察する立体顕微鏡を用いて観察することができる。図９Ａに示すように、ＳＥＥ光学系１１０と格子マスタ２２０との間の距離が最適距離よりも大きい場合、例えば、プレポリマー３００は、ＳＥＥプローブ光学系１１０の大きさよりも小さなプロファイルを生成しうる。この例示的な情報に基づいて、格子マスタ又はＳＥＥ光学系は、格子マスタとＳＥＥ光学系との間の距離が小さくなるように並進させることができる。図９Ｂに示すように距離が最適化された場合、プレポリマーは、ＳＥＥ光学系の直径と非常に近い直径を持ちうる。図１０に示すように本開示に係るＳＥＥプローブの他の例示的な実施形態において、硬化は窒素に富んだ（ニトロゲンリッチな）環境下で行うことができる。例えば、窒素３３０は、プレポリマー３００の周辺領域に提供されることができる。窒素は、酸素とプレポリマー３００との間の接触を防ぐことができ、これにより小型格子の品質を改善することができる。
【００３２】
本開示の他の例示的な実施形態において、例示的な格子製造方法はコンピュータを用いて正確に行うことができる。例えば、剛性モールドを３次元に移動させるために、モータのついた並進ステージを使用することができる。先端部の光学系に対する剛性モールドの相対位置は、コンピュータにより制御可能な並進ステージにより正確に制御することができる。剛性モールドは、先端部の光学系に対して相対的に位置合わせをすることができる。さらに、プレポリマーの接着剤（エポキシ等）のプロファイルは、顕微鏡カメラにより監視することができ、顕微鏡カメラは、剛性モールドがそのような可視化のために少なくとも一つの波長に対して透過的である実施形態において、剛性モールドの背面に位置づけることができる。カメラはコンピュータまたは一群のコンピュータに接続することができ、コンピュータは、最適なプロファイルが達成されるまで剛性モールドの移動をもたらすように、特にプログラムされるか、構成されるか、又は、その両方とすることができる。この例示的なプロファイルは、先端部の光学系のプロファイルに類似すべきである。コンピュータは自動化された位置合わせアルゴリズムを有することができ、そこでは顕微鏡カメラからの画像フィードバックに基づいて並進が自動的に駆動される。
【００３３】
なお、プローブの作成及び製造の少なくともいずれかと回折格子の製造に用いられ得る本開示の例示的な実施形態は、ここに記載された任意のプロセス及び手順の少なくともいずれかを、任意の順序で、ここに記載された、あるいは、当業者に理解されるような任意の態様で備えることができることに留意すべきである。
【００３４】
前述のものは本開示の原理を単に示したにすぎない。ここに記載した実施形態に対する様々な修正や変形は、ここの教示に鑑み当業者にとって明らかであるだろう。実際、本開示の例示的な実施形態に係るアレンジメント、システム、及び、方法は、任意のＳＥＥシステム又は他の撮像システム、例えば、米国特許第７，８４３，５７２号明細書、米国特許第８，１４５，０１８号明細書、米国特許第６，３４１，０３６号明細書、米国特許第７，７９６，２７０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１３９６０号明細書、及び、米国特許出願公開第２０１１／０２３７８９２号明細書に記載のものとともに用いることができ、これらの文献の記載は全体として参照によりここに組み込まれる。したがって、ここに明示的には示しておらず、また記載していなくても、本開示の原理を具体化し、よって本開示の精神及び範囲内にある多数のシステム、アレンジメント、及び、方法を当業者は考え出すことができることが理解されるだろう。さらに、明示的には前述の参照によりここに組み込まれていない従来技術の知識の範囲まで、全体として明示的にここに組み込まれるものである。ここで参照した前述の全ての文献は、全体として参照によりここに組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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