(57)【要約】【課題】レーザ走査型顕微鏡における照明光線捕捉のための配置およびその方法【解決手段】レーザ走査型顕微鏡における照明光線捕捉のための配置およびその方法であって、照明光線の一部の取出しおよび検出を主カラースプリッタで行い、しかも有利なことに主カラースプリッタで透過された光を検出する、および／または照明光線の一部の取出しおよび検出を光ファイバへの結合前で行い、および／または照明光線の一部の取出しおよび検出を光ファイバの後方に置かれたビームスプリッタで行う配置およびその方法。【選択図】図１
2005031678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ走査型顕微鏡における照明光線の捕捉のための配置であって、照明光線の一部分の取出しおよび検出が主カラースプリッタで行われる配置。
【請求項２】
主カラースプリッタを透過する光が検出される請求項１に記載の配置。
【請求項３】
レーザ走査型顕微鏡における照明光線の捕捉のための配置であって、照明光線の一部分の取出しおよび検出が光ファイバへの連結の前に行われる配置。
【請求項４】
照明光線の取出しが照明光線の光路に配置されているＡＯＴＦの後方で行われる請求項３に記載の配置。
【請求項５】
レーザ走査型顕微鏡における照明光線の捕捉のための配置であって、照明光線の一部分の取出しおよび検出が光ファイバの後方に配置されたビームスプリッタで行われる配置。
【請求項６】
結合・スプリッタを透過する光を検出する請求項５に記載の配置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配置操作方法であって、測定が恒常的なＡＯＴＦモードの間に行われる方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配置操作方法であって、測定を試料のラインごとの捕捉に同期して行う方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配置操作方法であって、強度変動および／または不調の診断のための複数受信器を用いて測定を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＤＥ１９７０２７５３では、レーザ走査型顕微鏡（ＬＭＳ）の励起光線光路中で、主カラースプリッタの前に追加の反射取出し素子が設置され、それを通じて励起出力の一部がモニタダイオードに向けられている。
【背景技術】
【０００２】
モニタダイオードへの光線取出し素子は、レーザ光が層にｐ偏光で当たる一方、主カラースプリッタにｓ偏光で当たるように光路内に配置されている。
【０００３】
光ファイバから出てくる光は、１００：１の直線偏光がより望ましい。これは応力によって誘起される複屈折により達成される。これに対応して光ファイバ内で直線偏光したレーザ光は互いに直交する２つの軸に誘導することができる。この偏光度から発生する電磁界強度ベクトルは強度比１００：１のｘとｙ成分（ｓとｐ偏光）を持つ。ファイバ出口でこの偏光度を達成するためには、直線偏光したレーザ光をファイバの複屈折軸の１つに平行に結合させることが必要である。周辺環境の影響によって複屈折軸の方位がレーザの偏光方向に対して僅かな角度だけ変動することがある。それに応じて、それぞれの軸に結合しているレーザ光部分も変動する。
【０００４】
ファイバ出口における偏光に関して言えば、これは電磁界強度ベクトルのｘ成分とｙ成分との強度比に変動があることを意味する。ＬＳＭの照明光路における光線転向に使用されるダイクロイック層は、電界強度ベクトルの両成分の１つ（たとえばｘ成分）を優先的に反射する。照明光路とは逆に、モニタダイオードが設置されている経路へｙ成分が優先的に反射されるように、モニタダイオードが配置されていれば、両光路で異なった強度変動が現れる。
さらに、モニタダイオードへの反射取出しのための追加の素子によって照明エネルギの損失が発生する。
【特許文献１】ＤＥ１９７０２７５３Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、検出信号に最大限に相関性のある励起光線用の対照信号を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題は、独立した要求事項の特徴により解決される。その他の好ましい実施態様は従属請求項の対象である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を図１の模式図を使って詳しく説明する。
ここではさらにＤＥ１９７０２７５３Ａ１にあるＬＳＭの光路についての説明が参考になる。
レーザモジュールＬＭには複数のレーザＬ１〜Ｌ３があって、そのレーザ光はビームスプリッタＳＴ１を経由して統合され、さらにＡＯＴＦとカップリングＫを経て光ファイバＦ１に連結される。
これに代り、もう１つのビームスプリッタを通じて別の光ファイバＦ２へのカップリングも可能である。
【０００８】
照明モジュールＢＭには、可動コリメーション光学系ＫＯがあり、レーザ光はこれとビームスプリッタＳＴ２を通って顕微鏡の主カラースプリッタＨＦＴの方向に進み、Ｘ／ＹスキャナＳＣおよび対物レンズＯを経てここには示されていない試料に達する。照明光路に垂直な検出光路はここでは示されていない。
【０００９】
本発明によるモニタダイオードのポジション設定は、代替案として、あるいは複数の有力な配置との同時配置としてなされる。
Ａ：照射方向で見て主カラースプリッタＨＦＴの背後。
ＨＦＴを経てモニタダイオードＭＤ１に当たるレーザ光はＨＦＴによって反射されない部分に相当する。これらの利点は、レーザ光をモニタダイオードＭＤ１に導くための追加の光学素子を必要としないことにある。
これによってモニタダイオードの光路においても、また励起光路においても光線は同一の偏光を持つ。さらに測定課程では主カラースプリッタとして、中性スプリッタ８０／２０、あるいは入射する、つまり主スプリッタに到達する照明エネルギーの５０％以上（８０／２０のスプリッタの場合では８０％）を透過させる、その他の分割率を持つスプリッタが選択的に使用される。
【００１０】
透過出力は、この場合全体に占める割合が高いことから、温度作用（単調な層構造）もあって透過変動にはほとんど左右されない。また、モニタダイオードに到達する照明エネルギー成分も、試料で反射するレーザ光と同様にこのような変動下にある。測定は各波長ごとにその都度行うことができる。
【００１１】
Ｂ：照明モジュールＢＭにおいてビームスプリッタＳＴ２の後方にそれぞれレーザポートが設けてあり、図では例としてモニタダイオードＭＤ２として示してある。
各レーザポートから各波長の同時測定を行えるという利点がある。補助用の帯域阻止フィルタＳＦにより各モニタダイオードがそれぞれ割り当てられたレーザポートからの光のみを検出することになり、それが確保できる。
【００１２】
Ｃ：レーザモジュールＬＭにおいて、たとえばＡＯＴＦの後方でかつファイバカップリングの前に非コーティング加工ガラス板ＧＬを配置し、モニタダイオードＭＤ３への反射取出しを行う。これによってファイバカップリング前の出力測定が可能となる。
【００１３】
いろいろな配置に対して以下の測定モードが効果的に行える。
Ｉ．モニタダイオード信号は連続的に読み出される（電子回路プリセット）。すなわち一定の時間窓の平均値が作成される。
ＡＯＴＦは操作モード（単方向、双方向、ＲＯＩ）に従ってさまざまに制御される（たとえば走査帰線時には励起出力を遮断する）ので、モニタダイオードの測定時にはＡＯＴＦが一定な状態になるモードに設定しなければならない。これによりモニタダイオードで測定される信号が走査システムに無関係となる。
【００１４】
測定手順はしたがって次のようなステップとなる。
ａ）  走査プロセスの一定保存
ｂ）  ８０／２０の中性スプリッタの導入
ｃ）  ＡＯＴＦの一定モードへの切替え。測定するレーザラインのみ有効にする。
【００１５】
適用できる利用法：
ａ）設定値と前の測定値との間に偏差が確認された場合、ＡＯＴＦを調整して励起出力を修正できる。（音波の振幅）。
ｂ）ソフトウエアのＲＥＵＳＥ機能（保存画像の撮影パラメータの設定）およびモニタダイオードの較正と連携して、実験で得た各レーザラインに対するレーザ出力を正確に再現可能なように設定できる。
【００１６】
II．またモニタダイオードが走査プロセスおよびＡＯＴＦの制御に同期して信号を読み出すことも考えられる。これにより走査プロセス中に読み出しが可能になり、励起出力の連続的な制御が実現できる。
この場合、複数の励起レーザ線を使った実験では、各レーザ線の測定を実施するために、モニタダイオードの前にレーザ線選択フィルタを付けたフィルタ回転板を配置することができる。これによって１つの波長あるいは１つの波長範囲について個別線の強度の恒常的な記録が可能になる。
【００１７】
また光路中、モニタダイオードの前にある複数のレーザ光源の共線的に重畳したレーザ光線のスペクトル分解およびスペクトルの選択的検出も可能になる。
使用スペースが狭くできるだけコンパクト化を実現するために、モニタダイオードがそれぞれのレーザ線の光出力に対して適合されるが、それはその後に接続した電子回路の増幅度調整（対数的増幅／減衰）により行われる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による配置は以下のように適用すると効果がある。
１．長時間の実験の際の励起出力の安定化および記録（配置ＡとＢ）
２．励起出力の定量測定（出力メータ機能）（配置ＡとＢ）
３．サービス例における故障探索（光ファイバの結合効率）（配置Ａ、Ｂ、Ｃ）
４．２個のモニタダイオードによる自動ファイバ較正（配置Ａ、Ｂ、Ｃ）
【００１９】
３および４項についての補足：
レーザモジュールにあるモニタダイオードおよび両方のモニタダイオード信号（レーザモジュール／照明モジュール）の比較に関連して、レーザ出力の変動（長時間測定）とファイバカップリングＫの不調／欠陥（短時間測定）とを区別することができる。このようにしてシステムのリモート能力によりリモート診断が可能であり、これに応じて効率の良い故障修復が可能である。３および４項においては光ファイバの後方にモニタダイオードがあることを利用する。このことはたとえばファイバカップリングの品質点検を可能にし、またファイバカップリング用調整素子のモータ化と関連付けてファイバカップリングの自動調整に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の模式図
【符号の説明】
【００２１】
ＬＭ      レーザモジュール
Ｌ１〜Ｌ３      レーザ
ＳＴ１、ＳＴ２      ビームスプリッタ
Ｋ      カップリング
Ｆ１、Ｆ２      光ファイバ
ＭＤ１      モニタダイオード
ＨＦＴ      レーザ光
ＫＯ      可動コリメーション光学系
ＳＣ      Ｘ／Ｙスキャナ
ＳＦ      帯域阻止フィルタ
Ｏ      対物レンズ
ＧＬ    ガラス板
ＢＭ      照明モジュール
ＨＦＴ      主カラースプリッタ
【図１】
2005031678.tif 000003