Abstract:
Beschrieben ist ein Rastermikroskop (100) mit einem Objektiv (112), das einen Beleuchtungsstrahl (102) auf eine Probe (115) fokussiert, einem dem Objektiv (112) vorgeordneten Rasterelement (104), das zur zeitlich veränderlichen Ablenkung des Beleuchtungsstrahls (102) verstellbar ist, um den fokussierten Beleuchtungsstrahl (102) in einer Rasterbewegung über die Probe (115) zu führen, und einem Bildsensor (122), auf den das Objektiv (112) einen Detektionsstrahl (114) fokussiert, der von der mit dem fokussierten Beleuchtungsstrahl (102) beleuchteten Probe (115) ausgeht. Der Bildsensor (122) weist mehrere durch eine Steuerung (126) einzeln auslesbare Sensorelemente (124) auf, über die der Detektionsstrahl (114) in einer der Rasterbewegung des fokussierten Beleuchtungsstrahls (102) entsprechenden Bewegung geführt wird. Es ist ein dispersives Element (120) vorbestimmter Dispersionswirkung vorgesehen, das verschiedene spektrale Anteile des Detektionsstrahl (114) auf dem Bildsensor (122) räumlich voneinander trennt. Die Steuerung (126) erfasst die zeitlich veränderliche Verstellung des Rasterelementes (104), ordnet in Abhängigkeit dieser Verstellung den Sensorelementen (124) des Bildsensors (122) die spektralen Anteile des Detektionsstrahls (114) unter Berücksichtigung der vorbestimmten Dispersionswirkung des dispersiven Elementes (120) zu und liest die den jeweiligen spektralen Anteilen zugordneten Sensorelemente (124) aus.
Abstract:
A confocal microscope is provided that includes one or more lasers focused by an optical system into a line on the surface of a sample mounted to a stage. The microscope further includes at least one linear array detector that is optically conjugated to the focused line. The stage permits movement of the sample with respect to all other components of the microscope, which remain stationary.
Abstract:
Apparatus and methods for fluorescence imaging using radiofrequency multiplexed excitation. One apparatus splits an excitation laser beam into two arms of a Mach-Zehnder interferometer. The light in the first beam is frequency shifted by an acousto-optic deflector, which is driven by a phase-engineered radiofrequency comb designed to minimize peak-to-average power ratio. This RF comb generates multiple deflected optical beams possessing a range of output angles and frequency shifts. The second beam is shifted in frequency using an acousto-optic frequency shifter. After combining at a second beam splitter, the two beams are focused to a line on the sample using a conventional laser scanning microscope lens system. The acousto-optic deflectors frequency-encode the simultaneous excitation of an entire row of pixels, which enables detection and de-multiplexing of fluorescence images using a single photomultiplier tube and digital phase-coherent signal recovery techniques.
Abstract:
2.1. Die Erfindung betrifft Bildaufnahmevorrichtungen wie Mikroskope mit Steuereinheit, modulierbarer Lichtquelle und optoelektronischem Wandler mit rollendem elektronischen Verschluss ("rolling shutter"). Wegen des zeitversetzten Auslesens der Pixelmatrixzeilen muss die Belichtungsdauer der Probe verlängert werden und Bewegungen führen zu Artefakten im Bild. Die neue Bildaufnahmevorrichtung soll die Probenbelastung verringern und Artefakte vermeiden. 2.2. Zu diesem Zweck wird ein Wandler mit einem Eingang für ein Signal (17) zum Auslösen einer simultanen elektrischen Integration in allen Detektionselementen einer ersten Zeile der Matrix verwendet, der selbständig in den anderen Zeilen der Matrix eine parallele elektrische Integration durchführt, und die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Belichtungsdauer, eine Anzahl von Zeilen der Matrix und eine Auslesedauer des Wandlers für eine einzelne Zeile zu ermitteln, dann anhand dieser eine Zeilenintegrationsdauer zu ermitteln, die länger als die Belichtungsdauer ist, anhand der Zeilenanzahl und der Zeilenauslesedauer eine Belichtungsverzögerungsdauer zu ermitteln, den Eingang des Wandlers mindestens für die Zeilenintegrationsdauer zu setzen und nach einem mindestens der Belichtungsverzögerungsdauer entsprechenden Zeitraum die Lichtquelle zur gepulsten oder kontinuierlichen Emission für die Belichtungsdauer zu steuern. 2.3. Lichtblattmikroskopie
Abstract:
A correlation confocal microscope uses correlated photon pairs to improve resolution. It employs a source of a light beam converging to a point location on a sample, and an objective that gathers light from the point location and generates an image beam. A modulator applies a spatial pattern of modulation to the source light beam to define spatially correlated photons whose spatial correlations are preserved in modulated light gathered from the sample. A filter applies a modulation-selective filter function to the image light beam to generate a filtered light beam of like-modulated photons. A coincidence detector detects temporally coincident photon pairs in the filtered light beam, generating a pulse output that indicates the magnitude of a light-detectable property (such as transmissivity or reflectivity) of the sample at the point location. The modulator may apply phase modulation and the filter may be a phase-sensitive component such as an interferometer.
Abstract:
The invention relates to a method of imaging a sample with a scanning microscope and an imaging system for a scanning microscope, comprising the steps of : initiating an exposure phase of a detector (34) by a pulsed laser source (12); generating an optical image of the sample on the detector with a lens system (32); and - terminating the exposure phase. According to the invention, the step of generating the optical image comprises a step of displacing the optical image on the detector with an image displacement means (40) between two consecutive laser pulses. The image displacement means comprise a rotatable mirror (40) situated on an optical path from the sample (26) to the detector (34).
Abstract:
Presented herein is a real-time target-locking confocal microscope that follows an object moving along an arbitrary path, even as it simultaneously changes its shape, size and orientation. This Target-locking Acquisition with Realtime Confocal (TARC) microscopy system integrates fast image processing and rapid image acquisition using, for example, a Nipkow spinning-disk confocal microscope. The system acquires a 3D stack of images, performs a full structural analysis to locate a feature of interest, moves the sample in response, and then collects the next 3D image stack. In this way, data collection is dynamically adjusted to keep a moving object centered in the field of view. The system's capabilities are demonstrated by target- locking freely-diffusing clusters of attractive colloidal particles, and actively-transported quantum dots (QDs) endocytosed into live cells free to move in three dimensions, for several hours. During this time, both the colloidal clusters and live cells move distances several times the length of the imaging volume. Embodiments may be applied to other applications, such as manufacturing, open water observation of marine life, aerial observation of flying animals, or medical devices, such as tumor removal.