置于观察对象物4与分色镜81之间的光路上，向观察对象物4对激发光L12进行聚光并且向偏振光分束器1A对从观察对象物4产生的被观察光(荧光)LI进行导光。束流扫描器82能够在垂直于光轴的面内使观察对象物4上的激发光L12的聚光位置移动，并且相对于观察对象物4进行激发光L12的扫描(scan)。束流扫描器82通过二维或者三维地扫描激发光L12从而获得荧光图像。还有，中继透镜也可以被插入到束流扫描器82与物镜5C之间。另外，中继透镜也可以被插入到束流扫描器82与光学模块IA之间。
[0096]另外，针孔83被配置于成像光学系统6与光检测器8之间的光路上，被成像光学系统6成像的合成调制光L6通过针孔83而到达光检测器8。通过设置针孔83从而能够减少包含于被成像光学系统6成像的合成调制光L6中的噪声光，并且能够实现更加清晰的观察。
[0097]根据本实施方式的共聚焦荧光显微镜2E，与第I实施方式的观察装置2A相同，因为能够有效地利用被观察光(荧光)LI的P偏振光成分以及s偏振光成分的双方并且能够提高光利用效率，所以即使是被观察光(荧光)L1的光强度微弱也能够清晰地进行荧光观察。另外，因为能够相对于第I以及第2调制光L3、L5赋予不同的调制图案，所以能够将比现有共聚焦荧光显微镜更加多样的观察方式提供给使用者。再有，因为能够沿着反射型SLM30、50的各个调制面31、51的法线方向使光入射以及反射，所以能够容易地做到分色镜81或物镜5C、成像光学系统6等的光学系统的连接并且光学系统整体的小型化成为可能。
[0098]还有，在本实施方式中，对具备第I实施方式的光学模块IA的共聚焦荧光显微镜进行了说明，但是，共聚焦荧光显微镜也可以具备第I变形例的光学模块1B、第2实施方式的光学模块1C、或者第3实施方式的光学模块1D。通过具备任意一个光学模块从而能够取得上述效果。另外，在图8中，光源80和分色镜81被设置于光学模块IA与束流扫描器82之间，但是，也可以被设置于成像透镜6与光学模块IA之间。
[0099]本发明所涉及的光学模块以及光照射装置并不限定于上述的实施方式，可以进行其他各种各样的变形。例如，在第4实施方式中例示了将本发明的光学模块应用于共聚焦荧光显微镜的例子，但是，本发明的光学模块也能够应用于显微观察、眼底观察、不是共焦点的激光扫描显微镜、使用照相机的显微镜、或者透过型的显微镜等。另外，本发明的光学模块也能够应用于不是荧光观察的显微镜、例如背面散射光观察显微镜或各种的拉曼散射观察显微镜。
[0100]另外，在上述各个实施方式中使用截面矩形状的偏振光分束器，但是，偏振光分束器的形状并不限定于此，例如也可以是板状。另外，在上述各个实施方式中相对于反射型SLM使光垂直地入射以及出射，但是，相对于反射型SLM的入反射角也可以大于0°。
[0101]另外，一般在包含SLM的光学系统中会发生像差，但是在上述各个实施方式中也可以使用于修正像差的图案显示于第I以及第2反射型SLM。通过将这样的图案加到所希望的相位图案从而像差的修正成为可能。在此情况下，独立地求得在第I调制光中所产生的像差和在第2调制光中所产生的像差，如果在第I以及第2反射型SLM的各个中个别地除去这些像差的话即可。
[0102]另外，在上述第I?第3实施方式中，观察对象物被透过照明并且其透过光被作为被观察光，但是，来自被暗视场照明的观察对象物的反射光或散射光也可以被作为被观察光。另外，通过照明观察对象物而产生的荧光拉曼散射光、参量振荡光或者高频光也可以被作为被观察光。
[0103]产业上的可利用性
[0104]本发明能够应用于能够提高光利用效率的光学模块以及观察装置的用途。
[0105]符号的说明
[0106]IA?ID…光学模块、2A、2C、2D...观察装置、2E...共聚焦荧光显微镜、3…光源、4...观察对象物、5A...照明光学系统、5B...聚光光学系统、5C...物镜、6、6A、6B…成像光学系统、7…工作台、8、8A、8B…光检测器、1A…偏振光分束器、1B…第I偏振光分束器、1C…第2偏振光分束器、11...光分支面、12...光入射面、13...光出射面、14...第I面、15…第2面、20、22…第I偏振光元件、30、32…第I反射型SLM、31、33…调制面、40、42…第2偏振光元件、50、52吣第2反射型3111、51、53吣调制面、60-光路长调整元件、70-1/2波长板、80-光源、81...分色镜、82."束流扫描器、83、84六、848-针孔、90."1/2波长板、LO…照明光、L1、L7…被观察光、L2、L8…第I偏振光成分、L3、L9…第I调制光、L4、LlO…第2偏振光成分、L5、Lll…第2调制光、L6…合成调制光、L11...第2调制光、L12…激发光。
【主权项】
1.一种光学模块，其特征在于: 具备: 偏振光分束器，具有反射包含于入射光的S偏振光成分并透过P偏振光成分的光分支面； 第I偏振光元件，具有使偏振光面旋转的非互易性的光学活性并且被配置于所述入射光中的透过所述光分支面的第I偏振光成分的光路上； 第I反射型空间光调制器，调制通过所述第I偏振光元件的所述第I偏振光成分并生成第I调制光并且向所述第I偏振光元件反射所述第I调制光； 第2偏振光元件，具有使偏振光面旋转的非互易性的光学活性并且被配置于所述入射光中的在所述光分支面上被反射的第2偏振光成分的光路上；以及 第2反射型空间光调制器，调制通过所述第2偏振光元件的所述第2偏振光成分并生成第2调制光并且向所述第2偏振光元件反射所述第2调制光， 在再次通过所述第I偏振光元件之后在所述光分支面上被反射的所述第I调制光和在再次通过所述第2偏振光元件之后透过所述光分支面的所述第2调制光被互相合波并从所述偏振光分束器被输出。2.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于: 所述第I以及第2反射型空间光调制器为液晶型， 所述第I反射型空间光调制器的液晶的取向方向与所述第2反射型空间光调制器的液晶的取向方向互相垂直。3.如权利要求1或者2所述的光学模块，其特征在于: 还具备具有互易性的光学活性并且配置于所述偏振光分束器与所述第I反射型空间光调制器之间的光路上或者所述偏振光分束器与所述第2反射型空间光调制器之间的光路上的偏振光元件。4.一种观察装置，其特征在于: 具备: 权利要求1?3中的任意一项所述的光学模块； 对来自观察对象物的被观察光进行聚光并且作为所述入射光向所述光学模块入射的聚光光学系统； 对从所述光学模块输出的光进行成像的成像光学系统；以及 检测由所述成像光学系统成像的光的光检测器。5.如权利要求4所述的观察装置，其特征在于: 在所述成像光学系统与所述光检测器之间的光路上配置有针孔。6.一种光学模块，其特征在于: 具备: 第I偏振光分束器，具有反射包含于入射光的s偏振光成分并透过P偏振光成分的光分支面； 第I偏振光元件，具有使偏振光面旋转的非互易性的光学活性并且被配置于所述入射光中的在所述第I偏振光分束器的所述光分支面上被反射的第I偏振光成分的光路上； 第I反射型空间光调制器，调制通过所述第I偏振光元件的所述第I偏振光成分并生成第I调制光并且向所述第I偏振光元件反射所述第I调制光； 第2偏振光分束器，具有反射S偏振光成分并透过P偏振光成分的光分支面并且在所述光分支面接受所述入射光中的透过所述第I偏振光分束器的所述光分支面的第2偏振光成分； 第2偏振光元件，具有使偏振光面旋转的非互易性的光学活性并且被配置于在所述第2偏振光分束器的所述光分支面上经透过以及反射中的一方的所述第2偏振光成分的光路上；以及 第2反射型空间光调制器，调制通过所述第2偏振光元件的所述第2偏振光成分并生成第2调制光并且向所述第2偏振光元件反射所述第2调制光， 所述第I调制光在再次通过所述第I偏振光元件之后透过所述第I偏振光分束器的所述光分支面并被输出，所述第2调制光在再次通过所述第2偏振光元件之后在所述第2偏振光分束器的所述光分支面上经透过以及反射中的另一方并被输出。7.如权利要求6所述的光学模块，其特征在于: 还具备设置于所述第I偏振光分束器与所述第I反射型空间光调制器之间的光路上的光路长调整元件。8.如权利要求6或者7所述的光学模块，其特征在于: 还具备具有互易性的光学活性并且设置于所述第I偏振光分束器与所述第2偏振光分束器之间的光路上的偏振光元件。9.一种观察装置，其特征在于: 具备: 权利要求6?8中的任意一项所述的光学模块； 对来自观察对象物的被观察光进行聚光并且作为所述入射光向所述光学模块入射的聚光光学系统； 对从所述光学模块输出的光进行成像的成像光学系统；以及 检测由所述成像光学系统成像的光的光检测器。10.如权利要求9所述的观察装置，其特征在于: 在所述成像光学系统与所述光检测器之间的光路上配置有针孔。
【专利摘要】光学模块(1A)具备具有光分支面(11)的偏振光分束器(10A)、分别具有使偏振光面旋转的非互易性的光学活性并且分别配置于透过光分支面(11)的第1偏振光成分(L2)以及在光分支面(11)上被反射的第2偏振光成分(L4)的光路上的偏振光元件(20)以及(40)、调制通过第1偏振光元件(20)的第1偏振光成分(L2)并进行反射的第1反射型SLM(30)、调制通过第2偏振光元件(40)的第2偏振光成分(L4)并进行反射的第2反射型SLM(50)。在再次通过第1偏振光元件(20)之后在光分支面(11)上被反射的第1调制光(L3)和在再次通过第2偏振光元件(40)之后透过光分支面(11)的第2调制光(L5)被互相合波。
【IPC分类】G02B27/28, G02B5/30, G02B5/04, G02B21/18, G01N21/64
【公开号】CN105122116
【申请号】CN201480020178
【发明人】井上卓, 寺田浩敏
【申请人】浜松光子学株式会社
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2014年3月25日
【公告号】DE112014001820T5, WO2014162926A1