特表 2022-528951 コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-16

(54)【発明の名称】コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/65 20060101AFI20220609BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20220609BHJP

   G02B 7/08 20210101ALI20220609BHJP

【ＦＩ】

G01N21/65

G02B21/06

G02B7/08 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021560308

(86)(22)【出願日】2019-11-21

(85)【翻訳文提出日】2021-09-27

(86)【国際出願番号】 CN2019120051

(87)【国際公開番号】W WO2020192153

(87)【国際公開日】2020-10-01

(31)【優先権主張番号】201910236685.2

(32)【優先日】2019-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521440275

【氏名又は名称】威朋（蘇州）医療器械有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＥＩＰＥＮＧ（ＳＵＺＨＯＵ）ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｕｎｉｔ ２０７， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｂ２， Ｂｉｏｂａｙ， Ｎｏ．２１８ Ｘｉｎｇｈｕ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｓｕｚｈｏｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｓｕｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５１２３ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】夏 炎

(72)【発明者】

【氏名】楊 彬

(72)【発明者】

【氏名】李 鋭

【テーマコード（参考）】

2G043

2H044

2H052

【Ｆターム（参考）】

2G043AA03

2G043EA03

2G043FA02

2G043HA01

2G043HA02

2G043HA09

2G043JA03

2G043KA09

2G043LA03

2H044DA01

2H044DB01

2H044DC02

2H052AA07

2H052AC04

2H052AC14

2H052AC15

2H052AC34

2H052AD09

2H052AD16

2H052AF14

2H052AF25

(57)【要約】

コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置であって、レーザ光源（２１）、２次元ガルバノミラーアセンブリ（２２）、第１フィルタ（２３）、対物レンズ（２４）、変位テーブル（２５）、収集器（２６）、及びデータ処理アセンブリを含む。レーザ光源（２１）によって生成される第１レーザビームと第２レーザビームとは、共線的に出力され、入射する２次元ガルバノミラーアセンブリ（２２）により該レーザビームの光路が調整され、２次元ガルバノミラーアセンブリから出て、第１フィルタ（２３）、対物レンズ（２４）を順に通過し、対物レンズ（２４）により、変位テーブル（２５）に集光され、変位テーブル（２５）から生成された信号光は、対物レンズ（２４）を通過し、収集器（２６）は信号光に基づいて生成する初期データをデータ処理アセンブリに出力することで、レーザから出力される単一波長レーザビームの分光及び波長調整の必要性をなくす。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置であって、
レーザ光源、２次元ガルバノミラーアセンブリ、第１フィルタ、対物レンズ、変位テーブル、収集器、及びデータ処理アセンブリを含み、
前記レーザ光源は第１レーザビーム及び第２レーザビームを生成するために用いられ、
前記第１レーザビームと前記第２レーザビームとは共線的に出力され、
前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記２次元ガルバノミラーアセンブリに入射し、前記２次元ガルバノミラーアセンブリにより前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームの光路が調整され、
前記２次元ガルバノミラーアセンブリから出た前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記第１フィルタ、前記対物レンズを順に通過し、
前記対物レンズにより、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記変位テーブルに集光され、
前記変位テーブルから生成された信号光は、前記対物レンズを通過し、前記第１フィルタにより前記収集器に反射され、前記収集器は、前記信号光に基づいて初期データを生成し、前記初期データを前記データ処理アセンブリに出力する
ことを特徴とするコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項2】

オートフォーカス機構をさらに含み、前記オートフォーカス機構はフォーカス検出ユニット、第２フィルタ及び移動アセンブリを含み、
前記第２フィルタは前記第１フィルタ、前記対物レンズにそれぞれ対応して設置され、
前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは、前記第１フィルタを通過した後、前記第２フィルタによって前記対物レンズに反射され、
前記信号光は、前記対物レンズを通過した後、前記第２フィルタによって前記第１フィルタに反射され、
前記フォーカス検出ユニットは第３レーザビームを生成し、
前記第３レーザビームは前記第２フィルタを透過し、
前記第３レーザビームは、前記対物レンズによって前記変位テーブルにフォーカシングされ、前記変位テーブルで反射光を生成し、
前記反射光は、前記第３レーザビームの元の経路に沿って前記フォーカス検出ユニットに戻り、
前記フォーカス検出ユニットは前記反射光を検出し、
前記対物レンズは前記移動アセンブリに取り付けられ、
前記移動アセンブリは前記フォーカス検出ユニットの検出結果に基づいて対物レンズを移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項3】

マニュアルフォーカスアセンブリを更に含み、前記マニュアルフォーカスアセンブリは指示光源、第１凸レンズ、及びＣＣＤカメラを含み、
前記指示光源は、前記変位テーブルの一側に設置され、
前記指示光源は、参照光を生成し、前記参照光は、前記対物レンズ及び前記第２フィルタを通過し、
前記第１凸レンズは、前記参照光を前記ＣＣＤカメラにフォーカシングする
ことを特徴とする請求項２に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項4】

主ハウジングをさらに含み、
主ハウジングには、前記レーザ光源、前記２次元ガルバノミラーアセンブリ、前記第１フィルタ、前記対物レンズ、前記変位ステージ、前記収集器、前記オートフォーカス機構、および前記マニュアルフォーカスアセンブリが取り付けられる
ことを特徴とする請求項３に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項5】

前記オートフォーカス機構は第１ミラーをさらに含み、前記第１ミラーは、前記第２フィルタ、前記フォーカス検出ユニットにそれぞれ対応して設置され、前記第３レーザビームおよび前記反射光は、前記第１ミラーで反射される
ことを特徴とする請求項２に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項6】

前記第１ミラーには、金または銀がメッキされている
ことを特徴とする請求項５に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項7】

前記第１フィルタと前記収集器との間に配置される狭帯域フィルタをさらに含み、
前記信号光は、前記狭帯域フィルタを透過して前記収集器に入射し、
前記狭帯域フィルタは、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームを吸収しまたは反射させる
ことを特徴とする請求項１に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項8】

前記２次元ガルバノミラーアセンブリと前記第１フィルタとの間に位置する４Ｆシステムをさらに含む
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項9】

調整アセンブリをさらに含み、
前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは、前記レーザ光源から出射された後、前記調整アセンブリによって前記２次元ガルバノミラーアセンブリに反射される
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【請求項10】

前記調整アセンブリは第２反射ミラーおよび第３反射ミラーを含み、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記第２反射ミラーおよび前記第３反射ミラーを順に通過して前記２次元ガルバノミラーアセンブリに反射される
ことを特徴とする請求項９に記載のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学顕微鏡結像技術に関し、特に、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光学顕微鏡結像システムは、高い空間分解能を備えるため、材料学および生物医学の分野で広く応用されている。近年、分子内部の振動特性に基づくコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｎｔｉ－Ｓｔｏｋｅｓ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＣＡＲＳ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅと略称）は、蛍光プローブを用いる必要がなく、感度が高いなどの利点から、分子研究の有力なツールとなりつつある。図４を参照し、ＣＡＲＳ過程は、３次の非線形光学効果に基づく４波混合の非線形光学過程である。一般的には、ポンプ光（ω_Ｐ）およびストークス光（ω_Ｓ）として、中心周波数の異なる２つのフェムト秒／ピコ秒レーザパルスで被測定試料の分子の結合共鳴を励起し、両光の周波数差（ω_ｖｉｄ）が被測定試料の中の分子の固有振動数と一致すると、分子の固有振動数が共鳴により増強され、その後、検出光（ω_ＰＲ）の作用で反ストークス信号（ω_ＣＡＲＳ）が生成される。従来のコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像システムは、近赤外チタンサファイヤパルスレーザをレーザ光源として採用し、サイズが大きく、光路が複雑で、該技術の商業開発及び応用に不利である。

【発明の概要】

【0003】

これに基づき、コンパクトなコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置を提供する必要がある。

【0004】

コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置であって、レーザ光源、２次元ガルバノミラーアセンブリ、第１フィルタ、対物レンズ、変位テーブル、収集器、及びデータ処理アセンブリを含み、前記レーザ光源は第１レーザビーム及び第２レーザビームを生成するために用いられ、前記第１レーザビームと前記第２レーザビームとは共線的に出力され、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記２次元ガルバノミラーアセンブリに入射し、前記２次元ガルバノミラーアセンブリにより前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームの光路が調整され、前記２次元ガルバノミラーアセンブリから出た前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記第１フィルタ、前記対物レンズを順に通過し、前記対物レンズにより、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記変位テーブルに集光され、前記変位テーブルから生成された信号光は、前記対物レンズを通過し、前記第１フィルタにより前記収集器に反射され、前記収集器は、前記信号光に基づいて初期データを生成し、前記初期データを前記データ処理アセンブリに出力することを特徴とする。

【0005】

上記コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置では、レーザ光源によって第１レーザビーム、第２レーザビームを生成し、第１レーザビームと第２レーザビームとは共線的に出力され、且つ第１レーザビームをポンプ光とし、第２レーザビームをストークス光とし、これにより、レーザと対物レンズとの間の光路構造が簡略化され、レーザから出力される単一波長レーザビームの分光及び波長調整の必要性はなくなり、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置のコンパクト性を容易に向上させ、体積が低減し、商業開発に有利である。

【0006】

一つの実施例において、オートフォーカス機構をさらに含み、前記オートフォーカス機構はフォーカス検出ユニット、第２フィルタ及び移動アセンブリを含み、前記第２フィルタは前記第１フィルタ、前記対物レンズにそれぞれ対応して設置され、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは、前記第１フィルタを通過した後、前記第２フィルタによって前記対物レンズに反射され、前記信号光は、前記対物レンズを通過した後、前記第２フィルタによって前記第１フィルタに反射され、前記フォーカス検出ユニットは第３レーザビームを生成し、前記第３レーザビームは前記第２フィルタを透過し、前記第３レーザビームは、前記対物レンズによって前記変位テーブルにフォーカシングされ、前記変位テーブルで反射光を生成し、前記反射光は、前記第３レーザビームの元の経路に沿って前記フォーカス検出ユニットに戻り、前記フォーカス検出ユニットは前記反射光を検出し、前記対物レンズは前記移動アセンブリに取り付けられ、前記移動アセンブリは前記フォーカス検出ユニットの検出結果に基づいて対物レンズを移動させる。

【0007】

一つの実施例において、マニュアルフォーカスアセンブリを更に含み、前記マニュアルフォーカスアセンブリは指示光源、第１凸レンズ、及びＣＣＤカメラを含み、前記指示光源は、前記変位テーブルの一側に設置され、前記指示光源は、参照光を生成し、前記参照光は、前記対物レンズ及び前記第２フィルタを通過し、前記第１凸レンズは、前記参照光を前記ＣＣＤカメラにフォーカシングする。

【0008】

一つの実施例において、主ハウジングをさらに含み、主ハウジングには、前記レーザ光源、前記２次元ガルバノミラーアセンブリ、前記第１フィルタ、前記対物レンズ、前記変位ステージ、前記収集器、前記オートフォーカス機構、および前記マニュアルフォーカスアセンブリが取り付けられる。

【0009】

一つの実施例において、前記オートフォーカス機構は第１ミラーをさらに含み、前記第１ミラーは、前記第２フィルタ、前記フォーカス検出ユニットにそれぞれ対応して設置され、前記第３レーザビームおよび前記反射光は、前記第１ミラーで反射される。

【0010】

一つの実施例において、前記第１ミラーには、金または銀がメッキされている。

【0011】

一つの実施例において、前記第１フィルタと前記収集器との間に配置される狭帯域フィルタをさらに含み、前記信号光は、前記狭帯域フィルタを透過して前記収集器に入射し、前記狭帯域フィルタは、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームを吸収しまたは反射させる。

【0012】

一つの実施例において、前記２次元ガルバノミラーアセンブリと前記第１フィルタとの間に位置する４Ｆシステムをさらに含む。

【0013】

一つの実施例において、調整アセンブリをさらに含み、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは、前記レーザ光源から出射された後、前記調整アセンブリによって前記２次元ガルバノミラーアセンブリに反射される。

【0014】

一つの実施例において、前記調整アセンブリは第２反射ミラーおよび第３反射ミラーを含み、前記第１レーザビーム、前記第２レーザビームは前記第２反射ミラーおよび前記第３反射ミラーを順に通過して前記２次元ガルバノミラーアセンブリに反射される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施例に係るコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置の構造図である。

【図2】図１に示すコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置にオートフォーカス機構を加えた後の構造図である。

【図3】図２に示すコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置にマニュアルフォーカスアセンブリを加えた後の構造図である。

【図4】コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡の原理図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の理解を容易にするために、以下は本発明をより完全に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施例に限定されない。むしろ、これらの実施例は、本開示の理解をより完全にするために提供される。

【0017】

別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本願の技術分野に属する当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、ただ具体的な実施例を説明するためのものであって、本願を限定することを意図するものではない。

【0018】

図１を参照し、本発明の一実施形態に係るコヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡画像形成装置１００は、サンプル８００の顕微鏡画像情報を取得するために用いられる。該コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、レーザ光源２１、２次元ガルバノミラーアセンブリ２２、第１フィルタ２３、対物レンズ２４、変位テーブル２５、収集器２６、及びデータ処理アセンブリを含む。レーザ光源２１は第１レーザビーム及び第２レーザビームを生成するためのものである。第１レーザビームと第２レーザビームとは共線的に出力される。第１レーザビームをポンプ光とし、第２レーザビームをストークス光としている。第１レーザビーム、第２レーザビームは２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に入射し、２次元ガルバノミラーアセンブリ２２により第１レーザビーム及び第２レーザビームの光路が調整される。２次元ガルバノミラーアセンブリ２２から出た第１レーザビーム、第２レーザビームは第１フィルタ２３、対物レンズ２４を順に通過する。第１レーザビーム、第２レーザビームは第１フィルタ２３を透過する。対物レンズ２４により、第１レーザビーム、第２レーザビームは変位テーブル２５に集光される。第１レーザビーム、第２レーザビームの作用により、変位テーブル２５の上のサンプル８００から信号光が生成され、信号光は、対物レンズ２４を通過した後、第１フィルタ２３により収集器２６に反射され、収集器２６は、信号光に基づいて初期データを生成し、初期データをデータ処理アセンブリに出力する。

【0019】

レーザ光源２１によって第１レーザビーム、第２レーザビームを生成し、第１レーザビームと第２レーザビームとは共線的に出力され、且つ第１レーザビームをポンプ光とし、第２レーザビームをストークス光とし、これにより、レーザと対物レンズ２４との間の光路構造が簡略化され、レーザから出力される単一波長レーザビームの分光及び波長調整の必要性はなくなり、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００のコンパクト性を容易に向上させ、体積が低減し、商業開発に有利である。

【0020】

図２を参照し、１つの実施形態において、対物レンズ２４により、第１レーザビーム、第２レーザビームを変位テーブル２５上のサンプル８００に正確にフォーカシングするために、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、オートフォーカス機構をさらに含み、オートフォーカス機構はフォーカス検出ユニット３２、第２フィルタ３１、および移動アセンブリを含む。第２フィルタ３１は第１フィルタ２３、対物レンズ２４にそれぞれ対応して設置される。第１レーザビーム、第２レーザビームは第１フィルタ２３を通過した後、第２フィルタ３１によって対物レンズ２４に反射される。信号光は対物レンズ２４を通過した後、第２フィルタ３１によって第１フィルタ２３に反射される。フォーカス検出ユニット３２は第３レーザビームを生成する。第３レーザビームは第２フィルタ３１を透過し、かつ第２フィルタ３１を透過した後、第１レーザビーム、第２レーザビームとそれぞれ平行または共線となる。第３レーザビームは対物レンズ２４によって変位テーブル２５にフォーカシングされ、変位テーブル２５で反射光を生成する。反射光は、第３レーザビームの元の経路に沿って、フォーカス検出ユニット３２に戻る。フォーカス検出ユニット３２は反射光を検出する。対物レンズ２４は、移動アセンブリに取り付けられている。移動アセンブリは、フォーカス検出ユニット３２の検出結果に基づいて対物レンズ２４を移動させることで、対物レンズ２４と変位テーブル２５との距離を調整する。

【0021】

具体的には、反射光は第３レーザビームがサンプル８００の表面で反射されることにより形成されるものである。対物レンズ２４に対する調整によって、第３レーザビームのサンプル８００における良好なフォーカス効果を達成し、それと同時に、第３レーザビームが第２フィルタ３１を透過した後第１レーザビーム、第２レーザビームとそれぞれ平行または共線となるため、対物レンズ２４の調整が完了した後、第１レーザビーム、第２レーザビームについても、サンプル８００における良好なフォーカス効果を達成することができる。好ましくは、フォーカス検出ユニット３２は反射光の光強度または画像鮮明度などに応じて検出結果を生成することができる。第２フィルタ３１を、第１フィルタ２３、対物レンズ２４とそれぞれ対応して設置し、且つレーザ光源２１が第１レーザビーム、第２レーザビームを発する前にオートフォーカス機構で対物レンズ２４の位置を調整することにより、オートフォーカスと反ストークス信号光の共存を実現し、データ収集時間を短縮し、大面積のサンプル８００の検出に有利で、しかも使用過程が簡潔で時間を節約し、操作者の使用に便利である。さらに、対物レンズ２４は、遠隔プログラミング制御が可能である。

【0022】

一つの実施形態において、オートフォーカス機構のレイアウトを合理的にし、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００のコンパクト性を高めるために、オートフォーカス機構は第１ミラー３３をさらに含み、第１ミラー３３は、第２フィルタ３１、フォーカス検出ユニット３２にそれぞれ対応して設置され、第３レーザビームおよび反射光が第１ミラー３３で反射される。これにより、フォーカス検出ユニット３２の位置を調整して、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００全体のコンパクト性を高めることができる。具体的には、第１凸レンズ４２、第３フィルタ４４は、フォーカス検出ユニット３２と第１ミラー３３との間にあり、対物レンズ２４を通過した参照光は、第１ミラー３３によって第１凸レンズ４２に反射される。

【0023】

一つの実施形態において、第１ミラー３３は、第３レーザビーム、反射光または参照光に対する第１ミラー３３の反射効果を高めるために、金または銀がメッキされている。第１ミラー３３は、第１ミラー３３の反射能力をさらに高めるために、特殊な誘電体膜でメッキされている。

【0024】

一つの実施形態において、収集器２６の受信精度を向上させるために、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、第１フィルタ２３と収集器２６との間に配置される狭帯域フィルタ２６１をさらに含む。信号光は狭帯域フィルタ２６１を透過して収集器２６に入射する。狭帯域フィルタ２６１は、第１レーザビーム、第２レーザビームを吸収しまたは反射させることにより、第１レーザビーム、第２レーザビームが収集器２６のサンプリングに影響を与えることを回避し、出力される初期データの品質を向上させる。具体的には、信号光の高い透過率、及びポンプ光とストークス光の低い透過率を実現するように、狭帯域フィルタ２６１に誘電体膜がメッキされている。本実施形態では、狭帯域フィルタ２６１のＯＤは、６と８の間である。

【0025】

一つの実施形態において、レーザ光源２１の出力スポットを対物レンズ２４とマッチングさせるために、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、２次元ガルバノミラーアセンブリ２２と第１フィルタ２３との間に位置する４Ｆシステム６０をさらに含む。レーザ光源２１の出力スポットの大きさが対物レンズ２４の口径にマッチングするように、４Ｆシステム６０によってレーザ光源２１の出力スポットを拡大し、これにより、対物レンズ２４によってフォーカシングされたスポットサイズは適切になり、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００の顕微効果は向上する。４Ｆシステム６０は、第１レーザビーム、第２レーザビームのビーム拡大および対物レンズ２４への投影を実現するために、少なくとも２つの凸レンズを含む。本実施形態では、４Ｆシステム６０は、第２凸レンズ６１および第３凸レンズ６２を含み、第２凸レンズ６１の焦点距離は、第３凸レンズ６２の焦点距離よりも小さく、第２凸レンズ６１と第３凸レンズ６２との間の距離は、両者の焦点距離の合計であるべきである。

【0026】

一つの実施形態において、第１レーザビーム、第２レーザビームを２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に正確に入射させるために、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、調整アセンブリ７０をさらに含む。第１レーザビーム、第２レーザビームは、レーザ光源２１から出射された後、調整アセンブリ７０によって２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に反射される。

【0027】

一つの実施形態において、第１レーザビーム、第２レーザビームが所定の角度で２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に入射させるように、調整アセンブリ７０は第２反射ミラー７１および第３反射ミラー７２を含み、第１レーザビーム、第２レーザビームは第２反射ミラー７１および第３反射ミラー７２を順に通過して２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に反射される。コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００の組み立て過程において、レーザ光源２１を固定した後、第２反射ミラー７１の角度を調整することによって、第３反射ミラー７２における第１レーザビームおよび第２レーザビームの反射点を調整することができ、第３反射ミラー７２の角度を調整することによって、第１レーザビームおよび第２レーザビームの２次元ガルバノミラーアセンブリ２２に入射する角度を調整することができる。具体的には、第１レーザビーム、第２レーザビームに対する反射率を高めるために、第２反射ミラー７１、第３反射ミラー７２の表面に誘電体膜がメッキされている。

【0028】

図３を参照し、一つの実施形態において、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は、必要がある場合マニュアルでフォーカス調整を行えるように、マニュアルフォーカスアセンブリを更に含み。マニュアルフォーカスアセンブリは、指示光源４１、第１凸レンズ４２、及びＣＣＤカメラ４３を含む。指示光源４１は、変位テーブル２５の一側に設置される。指示光源４１は、参照光を生成し、参照光は、対物レンズ２４及び第２フィルタ３１を通過する。第１凸レンズ４２は、参照光をＣＣＤカメラ４３にフォーカシングする。マニュアルでフォーカス調整を行う場合、ＣＣＤカメラ４３は、参照光に基づいて変位テーブル２５におけるサンプル８００の画像を取得し、調整者は、サンプル８００の画像の鮮明度に基づいて、マニュアルフォーカス調整が正確であるか否かを特定する。具体的には、指示光源４１は白色ＬＥＤデバイスである。第１凸レンズ４２の焦点距離及び取り付け位置は、ＣＣＤカメラ４３の感知ユニットのサイズにマッチングする。具体的には、ＣＣＤカメラ４３の感知ユニットのサイズ及び分解能は、対物レンズ２４の分解能に対応して設置される。

【0029】

さらに、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００のコンパクト性を向上させるために、マニュアルフォーカスアセンブリは第３フィルタ４４を更に含む。第１凸レンズ４２と第３フィルタ４４は第３レーザビームの光路上に配置され、第３フィルタ４４はフォーカス検出ユニット３２と第１凸レンズ４２との間に位置する。第３レーザビーム、反射光はそれぞれ第３フィルタ４４を透過する。参照光は、第１凸レンズ４２によってフォーカシングされた後、第３フィルタ４４により反射されて、ＣＣＤカメラ４３に入射し、これにより、第３レーザビームと、反射光と、参照光との光路は重なっている。

【0030】

一つの実施形態において、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置１００は主ハウジングをさらに含む。主ハウジングには、レーザ光源２１、２次元ガルバノミラーアセンブリ２２、第１フィルタ２３、対物レンズ２４、変位テーブル２５、収集器２６、データ処理アセンブリ、オートフォーカス機構、およびマニュアルフォーカスアセンブリが取り付けられる。これにより、重要なアセンブリまたは機構が効果的に保護されている。

【0031】

具体的には、風冷降温を採用してコンパクト性を高めるために、レーザ光源２１は、フェムト秒パルスファイバレーザまたはピコ秒パルスファイバレーザであり、一つの実施形態において、レーザ光源２１としては、ドイツのＲｅｆｉｎｅｄ Ｌａｓｅｒ社のＤｕａｌ Ｃｏｌｏｒレーザを採用する。第１レーザビームと第２レーザビームは時間的および空間的に同期して出力される。本実施形態では、第１レーザビームは、検出光としても使用される。

【0032】

一つの実施形態において、レーザ光源２１は、ポンプ光として８００ｎｍの第１レーザ光を出力し、ストークス光として１０４０ｎｍの第２レーザ光を出力し、得られた信号光の波長は６５２ｎｍであり、本実施形態により、Ｃ－Ｈ化学結合を含む物質に対する検出結像を実現することができる。

【0033】

一つの実施形態において、レーザ光源２１は、ポンプ光として波長可変の７８０～９００ｎｍの第１レーザビームを出力し、ストークス光として１０４０ｎｍの第２レーザビームを出力することができ、本実施形態により、Ｃ－Ｈ及びＣ－Ｄ化学結合を含む物質に対する検出結像を実現することができる。

【0034】

一つの実施形態において、レーザ光源２１は、ストークス光として波長可変の９３０～１０３０ｎｍの第２レーザビームを出力し、ポンプ光として７８０ｎｍの第１レーザビームを出力することができ、本実施形態により、Ｃ－ＨおよびＣ－Ｄ化学結合を含む物質に対する検出結像を実現することができる。本実施形態では、第１フィルタ２３、第３フィルタ４４は長波長フィルタであり、第１フィルタ２３は、長波長の高い透過率、短波長の反射を実現するように表面に誘電体膜がメッキされ、これにより、ポンプ光とストークス光が通過し、反ストークス信号光が反射されることを保証している。第２フィルタ３１は短波長フィルタであり、第２フィルタ３１は、第１レーザビーム、第２レーザビーム、および信号光の反射を実現するとともに第３レーザビーム、反射光、および参照光の通過を実現するように、表面に誘電体膜がメッキされている。第３レーザビームの波長分布は、第２フィルタ３１、第３フィルタ４４と合わせている。

【0035】

サンプル８００は変位テーブル２５の上に置かれている。変位テーブル２５の移動によって、サンプル８００が２次元ガルバノミラーアセンブリ２２の走査範囲内に移動されることが可能であり、変位テーブル２５は、サンプル８００の大きさ及び実際の応用ニーズに応じて走査範囲を調整することができる。さらに、変位テーブル２５を遠隔プログラミング制御することができる。２次元ガルバノミラーアセンブリ２２は、レーザ光源２１のスポットサイズより大きい鏡面サイズを有し、そしてサンプル８００の走査範囲に応じて走査角度を調整可能であるべきである。２次元ガルバノミラーアセンブリ２２は、第１レーザビーム、第２レーザビームがサンプル８００の表面の走査範囲内の異なる部位へ透過できるように、第１レーザビーム、第２レーザビームの光路を調整する。２次元走査アセンブリによって調整が行われた度に、収集器２６はサンプル８００の異なる部位に対応する初期データを生成する。

【0036】

具体的には、収集器２６は光電子増倍管であり、かつ過飽和シャットダウン機能、マッチング起動、及び遠隔起動機能を備える。データ処理アセンブリは、収集器２６により収集された初期データを完全な画像情報に統合し、本実施形態では、データ処理アセンブリはコンピュータである。

【0037】

本実施例において、レーザ光源によって第１レーザビーム、第２レーザビームを生成し、第１レーザビームと第２レーザビームとは共線的に出力され、且つ第１レーザビームをポンプ光として、第２レーザビームをストークス光とし、これにより、レーザと対物レンズとの間の光路構造が簡略化され、レーザから出力される単一波長レーザビームの分光及び波長調整の必要性はなくなり、コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡結像装置のコンパクト性を容易に向上させ、体積が低減し、商業開発に有利である。

【0038】

以上説明した実施例の各技術的特徴は、任意に組み合わせることが可能であり、説明を簡潔にするために、上記実施例における各技術的特徴の全ての可能な組み合わせについては説明していないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾がない限り、本明細書に記載された範囲内であると考えられるべきである。

【0039】

上述した実施例はただ本発明のいくつかの実施形態を説明し、その説明は具体的で詳しいが、本発明の特許範囲に対する限定として理解すべきではない。当業者にとって、本発明の構想から逸脱しない前提でいくつかの変形や改善が可能であり、これらはいずれも本発明の保護範囲に属す。したがって、本発明の特許請求の範囲は、添付の請求項に準ずるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】