用于检验扫描的和反扫描的显微镜组件的共聚焦性的方法和装置与流程

技术特征：
1.一种用于检验扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的共聚焦性的方法，所述显微镜组件具有：-提供照射光(23)的光源(4)，其中，所述照射光(23)从所述光源(4)的发射孔径(65)被射出，-使所述照射光(23)在焦点平面(6)中聚焦到焦点区域(7)中的光学器件(27)，-探测来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-其中，具有探测辅助孔径(25)的辅助探测器(24)和/或提供辅助光(22)的、具有出射辅助孔径(21)的辅助光源(20)布置在所述焦点平面(6)中，所述辅助光(22)从所述出射辅助孔径被射出，其中，当所述辅助探测器(24)和所述辅助光源(20)布置在所述焦点平面(6)中，则所述探测辅助孔径(25)和所述出射辅助孔径(21)同心地布置在所述焦点平面(6)中，-其中，所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)被扫描，其中，由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测，或者单独的辅助探测器(24')的与所述光源(4)的发射孔径(65)同心地布置的探测辅助孔径(25')通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过所述辅助光源(20)的布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，其中，由所述单独的辅助探测器(24')记录的照射光(23)的第一强度分布跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测，-其中，所述探测器(8)的探测孔径(11)通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过辅助光源(20)的布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，其中，由所述探测器(8)记录的辅助光(22)的第二强度分布跨越所述扫描器(12)的数个位态被检测，或者所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助辅助光(22')被扫描，该辅助光通过单独的辅助光源(20')的与所述探测孔径(11)同心地布置的出射辅助孔径(21')被射出，其中，由所述辅助探测器(24)记录的辅助光(22)的第二强度分布跨越所述扫描器(12)的数个位态被检测，并且-所述第一强度分布和所述第二强度分布之间的至少一个差别跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测作为所述共聚焦性的误差的量度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个差别是所述第一强度分布的最大点或重心与所述第二强度分布的最大点或重心之间的位置差。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个差别通过所述探测器(8)的探测孔径(11)相对于所述光源(4)的实际的和/或虚拟的相对移位被补偿。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-布置在所述焦点平面中的探测辅助孔径(25)和/或出射辅助孔径(21)布置在包括所述扫描的和反扫描的显微镜组件(3)和物镜(2)的激光扫描显微镜的中间成像平面中，或-布置在焦点平面中的所述探测辅助孔径(25)和/或出射辅助孔径(21)布置在包括所述扫描的和反扫描的显微镜组件(3)和物镜(2)的激光扫描显微镜(1)的主光路的支路中，
其中，可选地-所述支路(16)在所述激光扫描显微镜(1)的主光路(17)中在扫描器(12)的分光器(18)、转向镜(34)或旋转镜(13)上被分支，和/或-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)至少部分地布置在所述支路(16)中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于检验扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的共聚焦性的方法，所述显微镜组件具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)，-探测来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，和-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-其中，所述照射光(23)通过所述扫描器(12)指向所述辅助探测器(24)，并且-其中，所述辅助光(22)从所述辅助光源(20)通过所述扫描器(12)指向所述探测器(8)，其特征在于，-所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)被扫描，以便跨越所述扫描器(12)的不同的位态检测由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布，并且-所述探测器(8)的探测孔径(11)通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过所述辅助光源(20)的与所述探测辅助孔径(25)同心地布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，以便跨越所述扫描器(12)的数个位态检测由所述探测器(8)记录的辅助光(22)的第二强度分布。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)在所述焦点平面(6)中是重合的。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，使用同一个光电元件(19)作为所述辅助光源(20)和所述辅助探测器(24)，其中，所述光电元件(19)可选地是发光二极管(50)、超发光二极管、激光二极管(43)或光电二极管(42)。8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)设计具有光导体(40)的布置在所述焦点平面(6)中的端部横截面(39)，其中，所述光导体(40)可选地经过自由光束分光器、光纤分光器或环形器(41)分支到所述辅助光源(20)和所述辅助探测器(24)。9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于检验扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的共聚焦性的方法，所述显微镜组件具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)，
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探测来自焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，和-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-其中，所述照射光(23)通过所述扫描器(12)指向所述辅助探测器(24)，其特征在于，-所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)被扫描，以便跨越所述扫描器(12)的不同的位态检测由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布，和-所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过所述单独的辅助光源(20')的与所述探测孔径(11)同心地布置的出射辅助孔径(21)被射出，以便跨越所述扫描器(12)的数个位态检测由所述辅助探测器(24)记录的辅助光(22)的第二强度分布。10.根据权利要求1至4中任一项所述的用于检验扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的共聚焦性的方法，所述显微镜组件具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，其中，所述照射光(23)从所述光源(4)的发射孔径(65)被射出，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)，-探测来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，和-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)(10)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-其中，所述辅助光(22)从所述辅助光源(20)通过所述扫描器(12)指向所述探测器(8)，其特征在于，-所述单独的辅助探测器(24')的与所述光源(4)的发射孔径(65)同心地布置的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过所述辅助光源(20)的布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，以便跨越所述扫描器(12)的不同的位态检测由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布，和-所述探测器(8)的探测孔径(11)通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光(22)被扫描，该辅助光通过所述辅助光源(20)的布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，以便跨越所述扫描器(12)的数个位态检测由所述探测器(8)记录的辅助光(22)的第二强度分布。11.一种用于实施根据权利要求5至8中任一项所述的方法的装置(37)，其具有辅助探测器(24)和辅助光源(20)，其特征在于，设置与扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的标准化的接口(36)或者包括扫描的和反扫描的显微镜组件(3)和物镜(2)的激光扫描显微镜(1)的标准化的接口如此匹配的配合接口(38)，以使得所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)在所述配合接口(38)与所述接口(36)连接的情
况下布置在扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的焦点平面(6)中，所述探测辅助孔径和所述出射辅助孔径的位置相对于所述配合接口(38)是固定的。12.一种用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的扫描的和反扫描的显微镜组件(3)，其具有：-提供照射光(23)的光源(4)，其中，所述照射光(23)从所述光源(4)的发射孔径(65)被射出，-使所述照射光(23)在焦点平面(6)中聚焦到焦点区域(7)中的光学器件(27)，-用于来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-在所述焦点平面(6)中的具有探测辅助孔径(25)的辅助探测器(24)和/或具有出射辅助孔径(21)的提供辅助光(22)的辅助光源(20)，所述辅助光(22)从所述出射辅助孔径被射出，其中，当所述辅助探测器(24)和所述辅助光源(20)布置在所述焦点平面中时，则所述探测辅助孔径(25)和所述出射辅助孔径(21)同心地布置，-其中，通过调节所述扫描器(12)能够借助所述照射光(23)的焦点区域(7)来扫描所述辅助探测器(24)的在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)，或者能够借助所述辅助光(22)来扫描单独的辅助探测器(24')的与所述光源(4)的发射孔径(65)同心地布置的探测辅助孔径(25')，该辅助光通过所述辅助光源(20)的布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，并且-其中，通过调节所述扫描器(12)能够借助所述辅助光(22)来扫描所述探测器(8)的探测孔径(11)，该辅助光在所述焦点平面(6)中从所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)被射出，或者能够借助辅助光(22')来扫描所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)，该辅助光通过单独的辅助光源(20')的与所述探测孔径(11)同心地布置的出射辅助孔径(21')射出。13.根据权利要求12所述的显微镜组件(3)，其特征在于，设置检验装置(61)，所述检验装置设计用于：-通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)来扫描所述辅助探测器(24)的在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)或者借助在所述焦点平面(6)中的辅助光源(20)的辅助光(22)来扫描所述单独的辅助探测器(24')的与所述光源(4)的发射孔径(65)同心地布置的探测辅助孔径(25')，并且跨越所述扫描器(12)的不同的位态检测由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布或者由所述单独的辅助探测器(24')记录的辅助光(22)的第一强度，-通过调节所述扫描器(12)借助在所述焦点平面(6)中的辅助光源(20)的辅助光(22)来扫描所述探测器(8)的探测孔径(11)，或者借助从单独的辅助光源(20')的与所述探测器(8)的探测孔径(11)同心地布置的出射辅助孔径(21')射出的辅助光(22')来扫描所述辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)，并且跨越所述扫描器(12)的数个位态检测由所述探测器(8)记录的辅助光(22)的第二强度分布或者由所述辅助探测器(24)记录的辅助光(22')的第二强度分布，并且
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所述第一强度分布和所述第二强度分布之间的至少一个差别跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测作为所述共聚焦性的误差的量度。14.根据权利要求13所述的显微镜组件(3)，其特征在于，所述检验装置(61)设计用于通过所述探测器(8)的探测孔径(11)相对于所述光源(4)的实际的和/或虚拟的相对移位自动地补偿所述至少一个差别。15.根据权利要求13和14中任一项所述的显微镜组件(3)，其特征在于，如果存在所述辅助探测器(24)的和所述单独的辅助探测器(24')的探测辅助孔径(25，25')以及所述辅助光源(20)的和所述单独的辅助光源(20')的出射辅助孔径(21，21')，并且可选地如果存在所述辅助光源(20)和所述单独的辅助光源(20')以及所述辅助探测器(24)和所述单独的辅助探测器(24')，则将它们布置在所述显微镜组件(3)的壳体中。16.根据权利要求12至15中任一项所述的、用于实施根据权利要求5至8中任一项所述的方法显微镜组件(3)，其具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)，-用于来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，-辅助探测器(24)，所述照射光(23)通过所述扫描器(12)能够指向所述辅助探测器，和-提供所述辅助光(22)的辅助光源(20)，所述辅助光源的辅助光(22)能够通过所述扫描器(12)指向所述探测器(8)，其特征在于，所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)与射出所述辅助光源(20)的辅助光(22)的出射辅助孔径(21)同心地布置在所述焦点平面(6)中，以使得所述探测辅助孔径(25)能够通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)被扫描，并且所述探测器(8)的探测孔径(11)能够通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光源(20)的辅助光(22)被扫描。17.根据权利要求11所述的装置或者根据权利要求16所述的显微镜组件(3)，其特征在于，-所述辅助光源(20)和所述辅助探测器(24)是同一个光电元件(19)，其中，所述光电元件(19)可选地是发光二极管(50)、超发光二极管、激光二极管(43)或光电二极管(42)，或-所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)设计有光导体(40)的布置在所述焦点平面(6)中的端部横截面(39)，其中，所述光导体(40)可选地经过自由光束分光器、光纤分光器或环形器(41)分支到所述辅助光源(20)和所述辅助探测器(24)。18.根据权利要求12至15中任一项所述的、用于实施根据权利要求9所述的方法的显微镜组件(3)，其具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件
(27)，-用于来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，和-辅助探测器(24)，所述照射光(23)能够通过所述扫描器(12)指向所述辅助探测器，其特征在于，所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)布置在所述焦点平面(6)中并且提供所述辅助光(22)的单独的辅助光源(20')的出射辅助孔径(21')与所述探测器(8)的探测孔径(11)同心地布置，以使得所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)能够通过调节所述扫描器(12)一方面借助所述照射光(23)的焦点区域(7)并且另一方面借助从所述辅助光源(20')的出射辅助孔径(21')射出的辅助光(22')被扫描。19.根据权利要求12至15中任一项所述的、用于实施根据权利要求10所述的方法的显微镜组件(3)，其具有：-提供所述照射光(23)的光源(4)，其中，所述照射光(23)从所述光源(4)的发射孔径(65)被射出，-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)，-用于来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)，-在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，和-提供所述辅助光(22)的辅助光源(20)，所述辅助光源的辅助光(22)能够通过所述扫描器(12)指向所述探测器(8)，其特征在于，所述辅助光源(20)的射出所述辅助光(22)的出射辅助孔径(21)布置在所述焦点平面(6)中并且所述单独的辅助探测器(24')的探测辅助孔径(25')与所述光源(4)的发射孔径(65)同心地布置，以使得一方面所述单独的辅助探测器(24')的探测辅助孔径(25')和另一方面所述探测器(8)的探测孔径(11)能够通过调节所述扫描器(12)借助所述辅助光源(20)的辅助光(22)被扫描。20.一种激光扫描显微镜，其具有物镜和根据权利要求12至19中任一项所述的扫描的和反扫描的显微镜组件(3)。21.根据权利要求20所述的激光扫描显微镜，其特征在于，-所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和/或所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)布置在所述激光扫描显微镜(1)的中间成像平面(34)中，或-所述辅助探测器(24)的探测辅助孔径(25)和/或所述辅助光源(20)的出射辅助孔径(21)布置在来自所述激光扫描显微镜(1)的主光路(17)的支路(16)中，其中，可选地-所述支路(16)在所述激光扫描显微镜(1)的主光路中在扫描器(12)的分光器(18)、转向镜(34)或旋转镜(13)上被分支，和/或-使所述照射光(23)在所述焦点平面(6)中聚焦到所述焦点区域(7)中的光学器件(27)至少部分地布置在所述支路(16)中。
22.根据权利要求12至19中任一项所述的扫描的和反扫描的显微镜组件(3)或者根据权利要求20和21中任一项所述的激光扫描显微镜，其特征在于，所述探测器(8)的探测孔径(11)通过布置在所述探测器(8)之前的孔眼光圈(10)限制。23.根据权利要求12至19和22中任一项所述的扫描的和反扫描的显微镜组件(3)或者根据权利要求20，21和22中任一项所述的激光扫描显微镜，其特征在于，所述探测器(8)是点式探测器或阵列探测器。

技术总结
为了检验扫描的和反扫描的显微镜组件(3)的共聚焦性，所述显微镜组件具有：提供照射光(23)的光源(4)；使所述照射光(23)在焦点平面(6)中聚焦到焦点区域(7)中的光学器件(27)；探测来自所述焦点区域(7)的光的探测器(8)，所述探测器具有与所述焦点区域(7)共焦地布置的探测孔径(11)；和在一方面所述光源(4)和所述探测器(8)与另一方面所述焦点平面(6)之间的扫描器(12)，辅助探测器(24)的布置在所述焦点平面(6)中的探测辅助孔径(25)通过调节所述扫描器(12)借助所述照射光(23)的焦点区域(7)被扫描，其中，由所述辅助探测器(24)记录的照射光(23)的第一强度分布跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测。此外，所述探测器(8)的探测孔径(11)通过调节所述扫描器(12)借助辅助光(22)被扫描，该辅助光通过辅助光源(20)的与所述探测辅助孔径(25)同心地布置在所述焦点平面(6)中的出射辅助孔径(21)被射出，其中，由所述探测器(8)记录的辅助光(22)的第二强度分布跨越所述扫描器(12)的位态被检测。第一强度分布和第二强度分布之间的至少一个差别跨越所述扫描器(12)的不同的位态被检测作为用于共聚焦性的误差的量度。聚焦性的误差的量度。聚焦性的误差的量度。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：阿贝里奥仪器有限责任公司
技术研发日：2020.06.16
技术公布日：2022/1/28