DE19950692A1 - Anordnung zur wellenlängenabhängigen Einstellung von Lichtstrahlung - Google Patents

Abstract

Anordnung zur wellenlängenabhängigen Einstellung von Lichtstrahlung, vorzugsweise Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen, vorzugsweise in einem Laser-Scanniong-Mikroskop, wobei die Lichtstrahlung mit einem dispersiven Element aufgespalten wird und auf einen Hohlspiegel gelangt und sich vor dem Hohlspiegel eine verstellbare Einrichtung zur zumindest teilweisen Ausblendung einzelner Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche der einfallenden und/oder reflektierten Stahlung befindet.

Description

Es besteht die Notwendigkeit eine preisgünstige Möglichkeit zur gezielten Abschwä­ chung bestimmter Wellenlängen in einem Wellenlängengemisch einer TEM₀₀- Laserstrahlung unter Erhalt der Strahlqualität bei Verzicht auf Geschwindigkeit vor­ nehmen zu können.

Eine wirkungsvolle Möglichkeit zur Lösung dieser Aufgabe besteht darin, die Laser­ strahlung mit einem dispersiven Element spektral zu zerlegen, mit einer Linse von den verschiedenen Wellenlängen auf einem Hohlspiegel Spots zu erzeugen, die Strahlung um einen kleinen Winkel abgelenkt wieder durch Linse und dispersives Element zurück zu schicken und hinter dem dispersiven Element eine polarisati­ onserhaltende Monomode-Lichtleitfaser anzuordnen.

In der Nähe der Spots greifen individuelle Schneiden in den Strahlenweg der ver­ schiedenen Wellenlängen ein, die einzeln und gezielt verschoben werden können, so daß die Strahlung wellenlängenselektiv und bei theoretisch unendlich kleinen Schrit­ ten kontinuierlich abgeschwächt werden kann.

Die Bewegung der Schneiden kann beispielhaft über Exzenter und Hebel mittels Schrittmotoren oder piezoelektrische Biegestreifen erfolgen.

Die Beugung an den Schneiden verändert das Strahlprofil. Durch die Einkopplung in eine Monomodefaser wird es wieder gesäubert, so daß am Faserausgang ein mehr oder weniger abgeschwächter Laserstrahl mit TEM₀₀-Qualität vorhanden ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft, das dispersive Element als Prisma auszubilden und die Ein- und Austrittsflächen des Prismas zwecks Vermeidung von Reflexionsverlusten unter dem Brewsterwinkel in der polarisierten Laserstrahlung anzuordnen.

Es ist vorteilhaft, wegen der üblichen Ausrichtung der Polarisationsebene diese mit­ tels geeigneter Anordnung zweier Spiegel um 90° zu drehen, um eine geringe Bau­ höhe dieser Anordnung und damit optimale Stabilität zu erhalten.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau. Das kollimierte Licht eines Multiline- Lasers L oder mehrerer über Strahlvereiniger überlagerter Laser gelangt über eine Spiegeltreppe aus Spiegeln SP1 und SP2 auf ein Prisma P und wird von diesem in einzelne Wellenlängenbereiche, beispielhaft mit λ1λ2λ3 bezeichnet aufgespalten und und von einer Linse L als Lichtspots auf einen shärischen Hohlspiegel HS abgebildet.

Von diesem werden spektralen Anteile reflektiert, von der Linse L wieder kollimiert und über das Prisma vereinigt und gelangen in eine Lichtleitfaser LF mit nicht dar­ gestellter Einkoppeloptik und über diese in den Beleuchtungsstrahlengang eines Mi­ kroskopes, vorzugsweise eines Laser- Scanning- Mikroskopes wie in DE. . .

Vor dem Hohlspiegel HS ist eine feste Blende BL sowie bewegliche Schneiden SN angeordnet.

Das ist in Fig. 2 im Detail dargestellt.

Die Schneiden SN sind mit Hebeln H gekoppelt, die an einer Seite an einem Feder­ gelenk befestigt sind und somit bei Drehung von Excentern EX eine Vertikalbewe­ gung durchführen, die dazu führt, daß die Fensteröffnungen F in der Blende BL ganz oder teilweise geschlossen werden können.

Die Blende BL selbst dient zum Ausblenden unerwünschter Laserlinien und ist fest vorteilhaft so angeordnet, daß sie die auf den SpiegelHS gelangenden und von die­ sem reflektierten Anteile abdeckt.

Durch die Schneiden SN werden je nach Anordnung unten oder oben die ein - oder ausgehenden Strahlanteile abgedeckt, d. h. im dargestellten Beispiel decken die obe­ ren Schneiden die ankommenden und die unteren Schneiden die refelktierten Strah­ len ab.

Die Hebel H können auch in Richtung der Dispersion verschiebbar abgeordnet sein und ermöglichen damit eine Veränderung der ausgeschnittenen Wellenlängen.

Die Spiegeltreppe aus den Spiegeln SP1, SP2 dient zur Drehung der polarisations­ richtung, wie in Figur dargestellt von der Horizontalen am Laserausgang in die Vertika­ le am Prisma.

Tritt nun das Licht in diesem Polarisationszustand und unter dem Brewsterwinkel in das Prisma ein, tritt faktisch keine unerwünschte Reflexion auf.

In Fig. 4 ist beispielhaft dargestellt, daß das Licht unter einem Winkel von 58,11 Grad zum Einfallslot bei der Glassorte F5 eintritt und zur Erzeugung eines symmetrischen Durchgangs, d. h. eine mittlere Wellenlänge hat den gleichen Eintritts- und Austritts­ winkel der Keilwinkel 63,61 Grad betragen muß.

Durch den symmetrischen Durchgang ist gewährleistet, daß auch an der Prismen­ rückseite der Brwesterwinkel erfüllt ist und somit auch dort keine unerwünschte Re­ flexion auftritt.

Denkbar sind Anordnungen unter Umkehr des dargestellten Prinzips, wobei (unter möglichem Weglassen der Spiegeltreppe) das Licht quasi aus der dargestellten Faser als Lichtquelle über Prisma und Hohl­ spiegel auf den Laser als Detektor gelangt und mit den Streifen SN bestimmte De­ tektionswelienlängen ausgeschnitten werden können.

Claims (6)

1. Anordnung zur wellenlängenabhängigen Einstellung von Lichtstrahlung, vorzugswei­ se Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen, vorzugsweise in einem Laser- Scanniong-Mikroskop, wobei die Lichtstrahlung mit einem dispersiven Element aufgespalten wird und auf einen Hohlspiegel gelangt und sich vor dem Hohlspiegel eine verstellbare Einrichtung zur zumindest teilweisen Ausblendung einzelner Wellen­ längen oder Wellenlängenbereiche der einfallenden und/oder reflektierten Strahlung befindet.

2. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vom Hohlspiegel reflektierte Strahlung über das dispersive Element spek­ tral vereinigt und in eine Lichtleitfaser eingekoppelt wird.

3. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtleitfaser eine Monomodefaser ist.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Laserlicht über eine Einrichtung zur Veränderung der Polarisationsrichtung auf das dispersive Element gelangt.

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das dispersive Element ein Prisma ist.

6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtstrahlung Einkopplung unter dem Brewsterwinkel in das Prisma ein­ gekoppelt wird.