(57)【要約】【課題】  フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、低い出射強度においてもレーザ光を高精度に安定化させる。【解決手段】  レーザ光源と、該レーザ光源から発せられるレーザ光を強度変調するレーザ変調装置と、レーザ光の光量を測定する光量測定部と、該光量測定部により測定された光量信号Ｓ１を増幅する可変増幅部２７と、該可変増幅部２７で増幅された光量信号Ｓ１に基づいてレーザ変調装置を制御する制御部２９と、光量測定部により測定された光量信号Ｓ１に応じて、制御部２９に入力される増幅された光量信号Ｓ２が所定の信号レベルとなるように、可変増幅部２７の増幅率Ｓ３を設定する増幅率設定部２８とを備えるレーザ装置を提供する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
該レーザ光源から発せられるレーザ光を強度変調するレーザ変調装置と、
レーザ光の光量を測定する光量測定部と、
該光量測定部により測定された光量信号を増幅する可変増幅部と、
該可変増幅部で増幅された光量信号に基づいて前記レーザ変調装置を制御する制御部と、
前記光量測定部により測定された光量信号に応じて、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように、可変増幅部の増幅率を設定する増幅率設定部とを備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの５０％以上９０％以下である請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの約８０％である請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように可変増幅部の増幅率を設定する請求項１から請求項３のいずれかに記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記増幅率設定部により設定された増幅率を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記記憶部が、前記増幅率と、レーザ光の波長情報と、レーザ光の出射強度情報とを対応づけて記憶する請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記増幅率設定部により設定された増幅率およびオフセット量を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備える請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記記憶部が、前記増幅率およびオフセット量と、レーザ光の波長情報と、レーザ光の出射強度情報とを対応づけて記憶する請求項７に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記光量測定部と前記試料との間にレーザ光の通過・遮断を切り替えるシャッタ部を備え、
該シャッタ部が、増幅率の設定およびレーザ強度の変調中に、レーザ光を遮断している請求項１から請求項８のいずれかに記載のレーザ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載のレーザ装置を備えるレーザ顕微鏡。
【請求項１１】
該レーザ光源から発せられるレーザ光の光量を測定し、
測定された光量信号を増幅し、
増幅された光量信号に基づいてレーザ光の強度を変調するレーザ変調方法であって、
増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定するレーザ変調方法。
【請求項１２】
前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で増幅し、増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定する請求項１１に記載のレーザ変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ装置におけるレーザ光のノイズおよび変動を安定化させるために、複数の波長を含むレーザ光の一部をビームスプリッタにより分岐するとともに交換可能なフィルタにより波長選択し、選択された波長のレーザ光を光検出器で検出し、検出されたレーザ光の光量信号に基づいてレーザ出力およびレーザ強度変調を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２３１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、試料に照射するレーザ光の出射強度を、例えば、０．１％〜１００％のように広いダイナミックレンジで変化させる場合には、レーザ光を検出する検出信号系の入力分解能に依存して検出できる信号の変動量が制限されてしまうという不都合がある。
例えば、検出器自体が高い分解能を有していても、検出された光量信号を１２ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換する場合には、出射強度１００％のときにＡ／Ｄ変換器の入力レンジが１００％となるようにゲイン設定すると、強度０．１％の光量信号は、４ＬＳＢのディジタル信号に変換されることとなる。
【０００４】
この場合には検出の最小単位である１ＬＳＢの信号は、強度０．１％の信号の２５％となり、それ以上の光量の変動しか検出できず、かつ、２５％単位での変動しか検出できないことになる。その結果、低い出射強度においてレーザ光を高精度に安定化制御することが困難であるという問題がある。
全ての構成部品の分解能を高くすることにより、上記問題は解決できるが、その場合には、コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、低い出射強度においてもレーザ光を高精度に安定化させることができるレーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、レーザ光源と、該レーザ光源から発せられるレーザ光を強度変調するレーザ変調装置と、レーザ光の光量を測定する光量測定部と、該光量測定部により測定された光量信号を増幅する可変増幅部と、該可変増幅部で増幅された光量信号に基づいて前記レーザ変調装置を制御する制御部と、前記光量測定部により測定された光量信号に応じて、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように、可変増幅部の増幅率を設定する増幅率設定部とを備えるレーザ装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、レーザ変調装置により強度変調されたレーザ光の光量が光量測定部により測定され、測定された光量信号は、可変増幅部により増幅された後に制御部に入力される。この場合に、増幅率設定部の作動により、制御部に入力される光量信号が所定の信号レベルとなるように可変増幅部の増幅率が設定される。
【０００８】
すなわち、測定された光量が小さい場合には大きな増幅率をかけ、光量が大きい場合には小さな増幅率をかけて、いずれも同程度の信号レベルとなるように増幅した後に制御部に入力することにより、信号が微細な場合においても、その変動をクローズアップして制御部に入力し、レーザ変調装置を制御することが可能となる。その結果、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、高精度に安定化させた低出射強度のレーザ光を出射することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの５０％以上９０％以下であることが好ましい。
また、前記所定の信号レベルが、制御部の入力ダイナミックレンジの約８０％であることがさらに好ましい。
【００１０】
また、上記発明においては、前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で、制御部に入力される増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように可変増幅部の増幅率を設定することが好ましい。
このようにすることで、低出射強度のレーザ光については、さらに大きな感度で光量信号の変動を制御部に伝達することができ、さらに高精度に安定化されたレーザ光を出射することが可能となる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記増幅率設定部により設定された増幅率を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、光量信号の変動に伴い、その都度増幅率を演算することなく、記憶部から増幅率を読み出すことで迅速かつ簡便にレーザ光を安定化させることができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記記憶部が、前記増幅率と、レーザ光の波長情報および出射強度情報とを対応づけて記憶することとしてもよい。
このようにすることで、レーザ光の波長および出射強度が切り替わったときに、迅速に増幅率を設定することが可能となる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記増幅率設定部により設定された増幅率およびオフセット量を、レーザ光の光量信号と対応づけて記憶する記憶部を備えることとしてもよい。
また、前記記憶部が、前記増幅率およびオフセット量と、レーザ光の波長情報と、レーザ光の出射強度情報とを対応づけて記憶することとしてもよい。
【００１４】
また、上記発明においては、前記光量測定部と前記試料との間にレーザ光の通過・遮断を切り替えるシャッタ部を備え、該シャッタ部が、増幅率の設定およびレーザ強度の変調中に、レーザ光を遮断していることが好ましい。このようにすることで、増幅率の設定およびレーザ強度の変調作業中に、無駄なレーザ光が試料に照射されることを防止して試料を保護することができる。
【００１５】
また、本発明は上記いずれかのレーザ装置を備えるレーザ顕微鏡を提供する。
本発明によれば、低出射強度のレーザ光を高精度に安定化させて試料に照射することができ、レーザ光の出射強度の変動により試料から発せられる微細な蛍光等の信号が変動してしまうことを防止して、高い精度の観察を行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、該レーザ光源から発せられるレーザ光の光量を測定し、測定された光量信号を増幅し、増幅された光量信号に基づいてレーザ光の強度を変調するレーザ変調方法であって、増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定するレーザ変調方法を提供する。
本発明によれば、測定された光量信号が所定のレベルとなるように増幅されるので、出射強度が低い場合においても、レーザ光の変動を高い感度で検出して、高精度に安定化させたレーザ光を出力することができる。
【００１７】
上記発明においては、前記増幅率設定部が、光量測定部により測定された光量信号に応じて、光量信号に負のオフセットをかけた上で増幅し、増幅された光量信号が所定の信号レベルとなるように増幅率を設定することが好ましい。
このようにすることで、低出射強度のレーザ光については、さらに大きな感度で光量信号の変動を制御部に伝達することができ、さらに高精度に安定化されたレーザ光を出射することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フィルタ等の光学部品を用いることなく、低コストで、特に、出射強度が低い場合においても、レーザ光を高精度に安定化させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ装置１は、図１に示されるレーザ顕微鏡２に用いられる。このレーザ顕微鏡２は、レーザ光源装置３と、レーザ光源装置３から発せられたレーザ光Ｌを２次元的に走査する光走査装置４と、走査されたレーザ光Ｌを集光して中間像を結像させる瞳投影レンズ５と、中間像を結像したレーザ光Ｌを集光して略平行光にする結像レンズ６と、結像レンズ６により集光されたレーザ光Ｌをさらに集光して、ステージ７上の試料Ａに照射する対物レンズ８と、試料Ａにおいて発生し、対物レンズ８、結像レンズ６、瞳投影レンズ５および光走査装置４を介して戻る蛍光Ｆをレーザ光Ｌから分岐するダイクロイックミラー９と、分岐された蛍光Ｆをさらに波長毎に分岐するダイクロイックミラー１０と、分岐された蛍光Ｆをそれぞれ検出する複数の光検出器１１とを備えている。
【００２０】
レーザ光源装置３と光走査装置４との間には、レーザ光源装置３から発せられるレーザ光Ｌの光量を検出する光量検出装置１２が備えられている。また、光量検出装置１２と光走査装置４との間には、光路を開閉するシャッタ１３が備えられている。シャッタ１３としては、メカニカルシャッタ、電磁シャッタ、ＡＯＭ（音響光学変調器：Acousto-Optic
Modulator）、ＥＯＭ（音響光学変調器：Electro-Optic Modulator）あるいはＭＯＭ（磁気光学変調器：Magneto-Optic
Modulator）を用いることができる。
【００２１】
また、レーザ光源装置３から出射されるレーザ光Ｌの強度は、前記光量検出装置１２からの検出信号に基づいて制御部１４により制御されるようになっている。また、制御部１４は、前記シャッタ１３の開閉制御をも行うようになっている。
【００２２】
前記レーザ光源装置３は、波長λ＝４５８ｎｍ、４８８ｎｍ、５１４．５ｎｍの複数波長のレーザ光Ｌを同時に発振可能なアルゴンレーザ光源１５と、波長λ＝４０５ｎｍのレーザ光を発振するレーザダイオード（ＬＤ）１６と、アルゴンレーザ光源１５から出射されるレーザ光Ｌの強度変調および波長切替を行うＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable
Filter：音響光学可変波長フィルタ）１７とを備えている。レーザダイオード１６は制御部１４からの出力指令信号により、それ自体でその出力を調節することができるようになっている。アルゴンレーザ光源１５およびレーザダイオード１６から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１８によって合波されるようになっている。図中、符号１９はミラーである。
【００２３】
前記光量検出装置１２は、レーザ光源装置３とシャッタ１３との間に配置され、レーザ光源装置３から発せられダイクロイックミラー１８により合波されたレーザ光Ｌの一部を分岐するビームスプリッタ２０と、該ビームスプリッタ２０により分岐されたレーザ光Ｌを波長毎に分光するプリズム等の分光装置２１と、分光されたレーザ光Ｌの強度を波長毎に検出するフォトダイオード等の光検出器２２とを備えている。
【００２４】
前記光走査装置４は、例えば、相互に直交する２軸回りに揺動させられる２枚のガルバノミラー（図示略）を近接配置させてなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。
図中符号２３はミラー、符号２４は、共焦点レンズ、符号２５は共焦点ピンホール、符号２６はバンドパスフィルタである。
【００２５】
前記制御部１４は、図２に示されるように、光量検出装置１２の光検出器２２から入力されるレーザ光Ｌの光量信号Ｓ１を増幅する可変増幅器２７と、該可変増幅器２７により増幅された光量信号Ｓ２が所定の信号レベルとなるような可変増幅器２７の増幅率Ｓ３を設定する増幅率設定部２８と、該増幅率設定部２８により設定された増幅率Ｓ３により増幅された光量信号Ｓ２に基づいて、ＡＯＴＦ１７への強度変調指令信号Ｓ４を演算するＣＰＵ２９とを備えている。
【００２６】
また、制御部１４には、レーザ光Ｌの出射強度と波長を設定する入力部３０と、該入力部３０により入力されるレーザ光の出射強度および波長とＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４とを対応づけて記憶した記憶部３１とが接続されている。入力部３０からレーザ光Ｌの出射強度と波長とが入力されると、入力された出射強度と波長とをキーとして記憶部３１が検索され、対応するＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４が読み出されるようになっている。
【００２７】
増幅率設定部２８は、例えば、目標となる信号レベルを表す基準信号Ｓ０を出力する基準信号発生部３２と、該基準信号発生部３２からの基準信号Ｓ０と可変増幅器２７により増幅された光量信号Ｓ２との差分を演算する差分器３３と、前記ＣＰＵ２９とにより構成されている。ＣＰＵ２９は、差分器３３からの差分信号Ｓ５がゼロ（所定値以下）か否かを判断し、ゼロでない場合には、増幅率Ｓ３を変更し（例えば、所定値ずつインクリメントし）、ゼロ（所定値以下）である場合に、そのときの増幅率Ｓ３をレーザ光Ｌの出射強度および波長と対応づけて記憶部３１に書き込むようになっている。
ここで、目標となる信号レベルとしては、制御部１４の入力ダイナミックレンジの約５０〜８０％の範囲であることが好ましく、約８０％程度であることがさらに好ましい。本実施形態においては、信号レベルとして８０％の値を基準信号Ｓ０として設定している。
【００２８】
図中、符号３４は、差分信号Ｓ５をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、符号３５は、ＣＰＵ２９からの出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。増幅率Ｓ３が一旦設定された後は、レーザ光源装置３の出射強度や波長が変更されない限り、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３はその値に固定されるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態においては、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３を設定する作業は、シャッタ１３により光路を遮断した状態で行われるようになっている。
すなわち、試料Ａに対してレーザ光Ｌを照射する場合、２枚のガルバノミラーを往復揺動させてその片道方向で照射するラスタースキャン方式が採用され、図３に示されるように、ガルバノミラーの移動速度が安定している領域（実線Ｂにより囲まれた領域）のみに照射することが一般的である。この場合に、それ以外の領域および各ライン間におけるガルバノミラーの戻り方向への移動中には、前記シャッタ１３が作動させられて、試料Ａにレーザ光Ｌが照射されないようになっている。
したがって、本実施形態においては、可変増幅器２７の増幅率設定作業は、ガルバノミラーの戻り動作中（図中に破線で示される動作中）に行われることとしている。
【００３０】
このように構成された本実施形態に係るレーザ装置１およびレーザ顕微鏡２の作用について、以下に説明する。
本実施形態によれば、入力部３０からレーザ光Ｌの出射強度と波長とが設定されると、制御部１４は、記憶部３１を検索して、ＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４を読み出す。そして、制御部１４は、読み出した出力指令値Ｓ４をＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６に出力し、アルゴンレーザ光源１５およびレーザダイオード１６から出力指令値Ｓ４に対応する出射強度および波長のレーザ光Ｌを出射させる。
【００３１】
本実施形態においては、例えば、アルゴンレーザ光源１５から波長５１４．５ｎｍのレーザ光Ｌを出射するように設定される。したがって、レーザダイオード１６からの波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌと合わせて２種類の波長のレーザ光Ｌが出射されることになる。
【００３２】
このとき、制御部１４は、可変増幅器２７の増幅率設定作業を開始する。また、制御部１４は、増幅率設定作業中は、制御部１４からのＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４を変動させないように、フィードバックをオフに設定する。以下、アルゴンレーザ光源１５に対する作業とレーザダイオード１６に対する作業とは同様であるため、単にレーザ光源１５として説明する。
【００３３】
そして、上述したように、シャッタ１３が閉じられている間に、レーザ光源１５から発せられたレーザ光Ｌがビームスプリッタ２０により分岐され、分光装置２１により分光されて光検出器２２により検出される。
光検出器２２により検出されたレーザ光源１５からのレーザ光Ｌの光量信号Ｓ１は、可変増幅器２７に入力されることにより増幅される。初期状態において、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３は、非常に小さい値（例えば、ゼロ）に設定されている。そして、増幅された光量信号Ｓ２は、差分器３３に入力されることにより、基準信号Ｓ０と比較される。差分器３３から出力される差分信号Ｓ５は、Ａ／Ｄ変換器３４においてディジタル化されてＣＰＵ２９に入力され、ＣＰＵ２９において差分信号Ｓ５がゼロ（所定値以下）か否かが判断される。
【００３４】
ＣＰＵ２９において差分信号Ｓ５がゼロ（所定値以下）でない場合には、ＣＰＵ２９において増幅率Ｓ３がインクリメントされて可変増幅器２７の増幅率Ｓ３が書き換えられ、上記作業が繰り返される。そして、差分信号Ｓ５がゼロ（所定値以下）であると判断されると、そのときの増幅率Ｓ３が、そのときに出射しているレーザ光Ｌの波長および出射強度情報と対応づけて記憶部３１に書き込まれる。この状態で、制御部１４は、フィードバックをオンに設定する。これにより、ＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４が、検出された光量信号Ｓ１に基づいて調節される。
【００３５】
この場合において、本実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２によれば、レーザ光源装置３から出射されるレーザ光Ｌの出射強度に関わらず、差分器３３に入力される光量信号Ｓ２の信号レベルが同等の信号レベルとなるように増幅されるので、特に、レーザ光Ｌの出射強度が低い場合に、その変動の検出感度を増大させて、良好な訂正動作を行わせることができるという利点がある。
【００３６】
具体的には、上記と同様の例において、レーザ光Ｌの出射強度が０．１％である場合に、８０％の信号レベルとなるように、増幅率Ｓ３が約８００に設定される。その結果、増幅された光量信号Ｓ２はＡ／Ｄ変換器に対して３２７６ＬＳＢの信号となり、したがって、光量信号Ｓ２における０．０３％の変動を検出することが可能となる。
したがって、本実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２によれば、特にレーザ光Ｌの出射強度が低い場合においても、高精度にレーザ光Ｌの強度を安定化させるようＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６への出力指令値Ｓ４を調節することができる。
【００３７】
そして、本実施形態に係るレーザ顕微鏡２によれば、上記のように、低出射強度から高出射強度のいずれの出射強度においても、レーザ光Ｌを高精度に安定化させることができ、試料Ａから発せられる極めて微細な蛍光Ｆの光量が、レーザ光Ｌの強度変動によって変動してしまうことを防止し、正確な観察結果を得ることができる。特に、環境温度の変化による光学部品の温度ドリフトが発生してもレーザ光Ｌの出射強度が変動しないように調節して、適正な観察を行うことができるという利点がある。
【００３８】
また、本実施形態に係るレーザ顕微鏡２によれば、シャッタ１３を閉じた状態で増幅率設定作業を行うので、その作業中に観察に不要なレーザ光Ｌが試料Ａに照射されてしまうことを防止し、試料Ａの退色等の不都合の発生を低減することができる。
なお、増幅率設定作業は、光検出器２２を多分割フォトダイオードとして、増幅率設定部２８を複数系列設け、複数の波長について並列して行うことにしてもよく、また、１系列の増幅率設定部２８により、ＡＯＴＦ１７およびレーザダイオード１６をスイッチングさせながら、時分割に行うこととしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態においては、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３を、レーザ光Ｌの出射強度と波長が切り替えられたときに自動的に探索して設定することとしたが、これに代えて、レーザ光Ｌの出射強度と波長とを切り替えて、例えば、レーザ光Ｌの出射強度０．１％〜１００％までを０．１％刻みに切り替えて増幅率Ｓ３を取得する作業を予め行っておき、得られた増幅率Ｓ３をレーザ光Ｌの出射強度および波長情報とともに記憶部３１に記憶しておくこととしてもよい。そして、実際の観察時には、入力部３０から入力されたレーザ光Ｌの出射強度と波長情報とに基づいて記憶部３１内を検索し、その出射強度および波長に対応して記憶されている増幅率Ｓ３に可変増幅器２７を設定する。このようにすることで、上記効果に加えて、レーザ光Ｌの波長や出射強度を変更するたびに増幅率設定作業を行う必要がなく、レーザ光Ｌの出射開始直後から迅速にレーザ光Ｌの出射強度を高精度に安定化させることができるという利点がある。
【００４０】
また、本実施形態において使用している可変増幅器２７を積分器により構成してもよい。この場合には、増幅率Ｓ３は積分器に電荷を蓄積していく時間により管理される。
また、レーザ光源装置３としてアルゴンレーザ光源１５およびレーザダイオード１６を例に挙げて説明したが、これに代えて、紫外から近赤外の波長域のレーザ光Ｌや、連続出力あるいはフェムト秒単位のパルス出力が可能なガスレーザ、固体レーザあるいは色素レーザの任意のものを使用してもよい。また、レーザ光Ｌの出射強度を変調する変調素子としては、ＡＯＴＦ１７に代えて、ＥＯＭやＭＯＭを使用してもよい。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２について、図４を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２は、増幅率設定部５０の構成において第１の実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２と相違している。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態において、増幅率設定部５０は図４に示されるように、可変増幅器２７の前段にオフセット値Ｓ６を加算する加算器５１を備えている。また、基準信号発生部３２に対し、ＣＰＵ２９が、基準信号Ｓ７を調節することができるようになっている。
【００４３】
具体的には、本実施形態における増幅率設定作業は、以下の手順で行われるようになっている。
まず、第１に、第１の実施形態に係るレーザ装置１と同様の方法で、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３を探索し、探索された増幅率Ｓ３を仮設定する。すなわち、基準信号Ｓ７として、Ａ／Ｄ変換器３４の入力レンジの８０％を設定し、ＣＰＵ２９に入力される増幅された光量信号Ｓ２が８０％の信号レベルとなる増幅率Ｓ３が仮設定される。
【００４４】
第２に、可変増幅器２７の増幅率Ｓ３を、仮設定された増幅率Ｓ３に固定し、基準信号Ｓ７として、Ａ／Ｄ変換器３４の入力レンジの５０％以下の値、例えば、１０％を設定する。この時点で、増幅された光量信号Ｓ２はＡ／Ｄ変換器３４の入力レンジの８０％に設定されているので、差分器３３からの出力は負の値となる。そこで、ＣＰＵ２９は、差分器３３の出力がゼロになるまで、加算器５１に入力するオフセット値Ｓ６をデクリメントして行く。そして、差分器３３から出力される差分信号Ｓ５がゼロになったところで、そのときのオフセット値Ｓ６を記憶部３１に記憶する。
【００４５】
第３に、加算器５１に入力するオフセット値Ｓ６を固定し、基準信号Ｓ７として、Ａ／Ｄ変換器３４の入力レンジの２０〜８０％の値、例えば、５０％を設定する。そして、第１の実施形態と同様の増幅率設定作業を再度実施する。すなわち、上記において仮設定された増幅率Ｓ３から、さらにインクリメントしていき、差分器３３の出力がゼロであるとＣＰＵ２９が判断したときに、そのときの増幅率Ｓ３を記憶部３１に記録し、フィードバックをオンに設定する。
【００４６】
このように構成された本実施形態に係るレーザ装置１、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡２によれば、検出された光量信号Ｓ１に対して負のオフセット値Ｓ６を設定することで、さらに大きな増幅率Ｓ３を設定することが可能となり、特に、レーザ光Ｌの出射強度が低い場合において、高い感度でレーザ光Ｌの強度の変動を検出し、ＣＰＵ２９に伝達することができる。したがって、さらに微細なレーザ光Ｌの強度変動を検出して、容易に安定化させることができるという効果を奏する。
【００４７】
なお、本実施形態においては、オフセット値Ｓ６および増幅率Ｓ３を自動的に探索して設定する場合について説明したが、これに代えて、観察に先立ち、予め、レーザ光Ｌの強度と波長とに対応づけてオフセット値Ｓ６および増幅率Ｓ３を測定し、記憶部３１に記憶しておくこととしてもよい。このようにすることで、入力部３０からレーザ光Ｌの波長と出射強度とが指定されるとすぐにオフセット値Ｓ６と増幅率Ｓ３とを設定することができ、レーザ光Ｌの出射後迅速に出射強度の安定化を図ることができる。
【００４８】
図５に、増幅率Ｓ３の設定、画像取得および出力指令値Ｓ４の更新と、シャッタ１３の開閉動作との関係の一例を示す。
この図によれば、レーザ光Ｌの出射強度と波長が設定されて処理が開始されると、まず、使用する全ての波長について増幅率設定作業が行われる。次いで、フィードバック（ＦＢ）がオフに設定され、シャッタ１３が開かれて１画面分のレーザ光走査が行われた後に、シャッタ１３が閉じられる。この状態で、フィードバックがオンに設定され、使用している全ての波長に対する出力指令値Ｓ４が更新され、その後、シャッタ１３の開閉と画像取得および出力指令値Ｓ４の更新とが繰り返される。
【００４９】
この図においては、１画面分のレーザ光走査毎に出力指令値Ｓ４の更新を行ったが、１ライン走査する毎に出力指令値Ｓ４の更新を行うこととしてもよい。このようにすることで、さらに精度よくレーザ光Ｌの出射強度を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ顕微鏡を示す全体構成図である。
【図２】図１のレーザ顕微鏡の制御部内に備えられる増幅率設定部を示すブロック図である。
【図３】図１のレーザ顕微鏡によるレーザ光の走査範囲と、試料へのレーザ光の照射範囲との関係を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザ顕微鏡の制御部内に備えられる増幅率設定部を示すブロック図である。
【図５】図１のレーザ顕微鏡によるレーザ光の試料への照射と、出力強度の更新とシャッタのオンオフの関係を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
Ｌ  レーザ光
Ｓ１  光量信号
Ｓ２  増幅された光量信号
Ｓ３  増幅率
Ｓ６  オフセット値（オフセット）
１  レーザ装置
２  レーザ顕微鏡
１２  光量検出装置（光量測定部）
１３  シャッタ（シャッタ部）
１５  アルゴンレーザ光源（レーザ光源）
１６  レーザダイオード（レーザ光源）
１７  ＡＯＴＦ（レーザ変調装置）
２７  可変増幅部
２８，５０  増幅率設定部
２９  ＣＰＵ（制御部）
３１  記憶部
【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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