[发明专利]针对用于显微镜的探测光的光学组件、用于显微镜检查的方法和显微镜

说明书

本发明涉及一种用于显微镜的、尤其是共焦扫描显微镜的探测光的光学组件，其具有用于被待测量的探测光穿过的射入平面(10)和布置在射入平面下游的用于将探测光(11)引导到探测平面(67)中的探测光路，其中，探测光路具有至少一个第一射束路径(1)，其具有第一光学射束引导器件，尤其是第一透镜和/或反射镜(20、30、34、36、58、60、66)，用于将探测光传导到探测平面中。光学组件在第一射束路径中具有至少一个用于对待测量的探测光在空间上进行光谱分裂的色散装置(26)和用于对在空间上进行了光谱分裂的探测光进行操纵的操纵装置(49)。第一光学射束引导器件与色散装置和操纵装置一起被布置并设立成用于产生射入平面到探测平面中的光谱分离并衍射受限的成像。优选地，光学组件具有第二射束路径(2)，其具有光学射束引导器件和用于选出第一射束路径(1)或第二射束路径(2)的选出装置(22)。在另一方面中，本发明还涉及一种用于显微镜检查的方法以及显微镜。

技术领域

本发明在第一观点中涉及一种针对用于显微镜的、尤其是用于共焦扫描显微镜的探测光的光学组件。

在另外的方面中，本发明涉及一种尤其是在使用根据本发明的光学组件的情况下用于显微镜检查的方法，并且涉及一种显微镜、尤其是共焦扫描显微镜。

背景技术

激光扫描显微镜已成为生物医学研究中不可或缺的工具。然而，显微镜的技术的最新发展仍渴望更加敏感且不损伤样品的方法。在此，利用经聚焦的单个的激光射束进行的共焦显微镜检查与其他方法相比具有明显的缺点。出于该原因，导致图像采集的某种程度的并行化的所谓的多点方法变得越来越重要。然而，除了并行化，还能够使用空间激发图案，使得在样品的不同区域中存在有不同颜色激发。有利地，能够借助空间上的超扫描来探测被各个激光射束在样本中激发的信号。

除了逐点扫描的方法之外，最近还开发了用于高分辨率成像的显微镜(宽场显微镜)的另外的措施。因此，例如公知有SOFI(Superresolution Optical FluctuationImaging，超分辨率光学波动成像)方法。为了能够在现有的染料上广泛使用该方法，需要一种能够接收具有MHz范围内的帧频的数据的非常快速的传感器。这种传感器已经存在，但是其具有的缺点是，仅具有相对有限数量的像素。有利地，这些传感器能够与共焦显微镜组合使用。因此，由共焦成像产生的数据能够与SOFI成像的数据组合。

已知的共焦系统不是比较灵活。通常，只能测量唯一的共焦的体积。然而，也提供了能够以能切换的方式测量多点图案和线图案的系统。为此，将不同的掩膜移入到照明光路中和针孔平面中。

已知的旋转盘系统虽然使用了用于测量多个共焦的体积的信号的成像的传感器(通常是EMCCD)。但是，这些系统却具有非常有限的的灵活性。因此无法改变光点的距离。此外，在这样的系统中无法进行令人满意地变焦，并且在可用的物镜方面是非常有限的。此外，转换到具有多于三个光谱通道的频谱模式几乎是不可能的，这是因为这些系统是基于最终扫描光点图案的标准的相机。

最后还公知有一种“阵列扫描”系统，其中，扫描样品上的点图案。所产生的信号辐射的图案在此再次被“解扫(descanned)”。然后利用静止的射束进行光学操纵，使得所谓的“重新分配(Reassignment)”在分辨率等方面展现期望的效果。最后，再次经由传感器扫描如此生成的光场。因此，原则上也得到了高并行化的优点，例如高帧频和低的光子损失，以及光子重新分配的优点，如与针孔大小无关地，在激光扫描显微镜的分辨率极限下工作。然而，这些优点是通过具有在成本、透射损耗、仪器中的实用性的问题方面的常见的缺点的极其复杂的光学器件换来的。最后，在光谱灵活性方面又受到严格限制。

此外，为此能够在激光扫描显微镜(LSM)中使用机械扫描仪来补偿所提及的传感器的有限数量的像素，并且还马赛克式地扫描对象物以用于该成像。这尤其是重要的，这是因为迄今可用的传感器，例如所谓的单光子雪崩光电二极管阵列(SPAD阵列)，目前仍具有相对较少的像素。为此必须如下这样地设计共焦显微镜的光学系统，即，能够将样品的一定的视场转移到传感器。