本發(fā)明涉及一種用于衰減顯微鏡的光束路徑中的聲波的裝置。另外，本發(fā)明涉及一種具有該裝置的顯微鏡。

背景技術(shù)：
在顯微鏡特別是掃描顯微鏡中存在各種聲源，這些聲源大多通過(guò)顯微鏡的光束中的可移動(dòng)元件產(chǎn)生。聲發(fā)射在顯微鏡的操作過(guò)程中是有害的，一方面是關(guān)于使用顯微鏡的人，另一方面是關(guān)于由聲發(fā)射導(dǎo)致的震動(dòng)。在掃描顯微術(shù)中，光束偏轉(zhuǎn)器件用于光束控制，特別地用于對(duì)掃描樣品的照明光進(jìn)行入耦合，例如，通過(guò)偏轉(zhuǎn)照明光束以迂回的方式逐行入耦合。從樣品返回的檢測(cè)光穿過(guò)光束偏轉(zhuǎn)器件并被引導(dǎo)至檢測(cè)器。特別是使用驅(qū)動(dòng)移動(dòng)或被誘導(dǎo)以數(shù)千赫茲的頻率繞其自身旋轉(zhuǎn)軸振蕩的鏡子的共振電流計(jì)，在高偏轉(zhuǎn)率時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害的噪聲，尤其是由于來(lái)自可移動(dòng)部件的聲音。在實(shí)際中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這里的基本問(wèn)題。在這點(diǎn)上，可參考例如DE102004049437A1。其中在具有入窗口和/或出窗口的隔音外殼中定位可移動(dòng)布置的偏轉(zhuǎn)儀器。聲源最終被封裝，入窗口和/或出窗口被看作影響光束路徑(照明光束路徑和/或檢測(cè)光束路徑)的光學(xué)元件。但是，由于其中必須的窗口在光學(xué)上是不期望的，故從DE102004049437A1中已知的封裝在實(shí)際應(yīng)用中是有問(wèn)題的。這些窗口導(dǎo)致透光度低于100％，且在界面處產(chǎn)生相當(dāng)大的干涉。即使使用在任何情況下都必須存在于光束路徑中的光學(xué)部件(例如透鏡)作為窗口，對(duì)于在外殼中設(shè)置可移動(dòng)部件的隔音裝置的需要造成相當(dāng)大的局限。特別是可變部件，例如分束器滑塊，只能被極端困難地布置在密封外殼的內(nèi)部，但是理論上必須從外部可操作或可致動(dòng)。如果確實(shí)如此實(shí)施，設(shè)計(jì)費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在此時(shí)，需要指出的是，重要的是，基本消除由快速移動(dòng)部件在顯微鏡內(nèi)部引起的聲波。在掃描顯微鏡中使用的具有快速移動(dòng)、通常共振操作的偏轉(zhuǎn)儀器的光束偏轉(zhuǎn)器件，在此僅以示例的方式列舉和用于說(shuō)明所請(qǐng)求保護(hù)的權(quán)利要求。部件(例如這種偏轉(zhuǎn)儀器)的移動(dòng)，特別是快速移動(dòng)，在任何情況下均導(dǎo)致不期望的聲發(fā)射。當(dāng)聲發(fā)射是由被激發(fā)而在數(shù)千赫茲范圍內(nèi)共振或非共振振蕩的部件引起的，聲發(fā)射被視為是特別有害的，如在掃描顯微鏡的常規(guī)情況下當(dāng)將鏡子用作偏轉(zhuǎn)儀器時(shí)。本發(fā)明的基本目的是構(gòu)造和改進(jìn)樣本的裝置，使得顯微鏡的光束路徑中的有害的聲源的聲發(fā)射可以被有效地衰減而不影響光束路徑。還描述一種具有合適的裝置的相應(yīng)的顯微鏡。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于衰減顯微鏡的光束路徑中的聲波的裝置，具有用于封裝聲波發(fā)射元件的隔聲外殼，所述聲波發(fā)射元件優(yōu)選地為快速移動(dòng)或振蕩光束偏轉(zhuǎn)儀器，特別地為共振振蕩鏡，所述外殼包括至少一個(gè)光入開(kāi)口/出開(kāi)口(開(kāi)口)，其中，所述外殼，優(yōu)選地所述外殼的開(kāi)口配備和/或構(gòu)造為使從所述外殼出來(lái)的聲波通過(guò)相消干涉被大大消除而不影響光束。本發(fā)明還提供了一種顯微鏡，特別是一種掃描顯微鏡，具有根據(jù)本發(fā)明的裝置。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是，發(fā)生在具有在光束路徑中快速移動(dòng)的部件的顯微鏡中的有害的聲波可以以巧妙的及驚人的簡(jiǎn)單的方式通過(guò)以下事實(shí)被消除(但仍至少存在)：外殼，優(yōu)選地外殼的開(kāi)口構(gòu)造為使得從外殼出來(lái)的聲波通過(guò)相消干涉被大大消除而不影響光束路徑。這與根據(jù)先前列舉的現(xiàn)有技術(shù)(根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)提供完全被動(dòng)的措施用于聲發(fā)射部件的封裝)形成對(duì)比。關(guān)于本發(fā)明至關(guān)重要的是，關(guān)于隔聲的行為對(duì)光束不產(chǎn)生作用。光束可以無(wú)障礙地穿過(guò)外殼的開(kāi)口，即使聲波由于干涉條件而被消除，至少非常顯著地被減少。根據(jù)本發(fā)明聲波的消除或減少是可能的，特別是當(dāng)聲源為聲學(xué)上單頻的聲源(使得產(chǎn)生的聲波具有單一的頻率，可能帶有諧波)時(shí)，如在具有共振振蕩鏡的顯微鏡中的情況。原因是在這種情況下，產(chǎn)生的聲波基本具有共振振蕩頻率的頻率分量。如在現(xiàn)有技術(shù)中的，設(shè)置隔聲外殼，下文稱(chēng)為“外殼”，外殼包括用于光束入和/或出的至少一個(gè)開(kāi)口。光入開(kāi)口和/或光出開(kāi)口以普通方式設(shè)置在外殼上，兩個(gè)開(kāi)口均可以根據(jù)相同的(發(fā)明)原理(即使用相消干涉)相對(duì)于聲發(fā)射衰減。具體地，如果開(kāi)口由從外殼延伸出的管構(gòu)成使得聲波衰減沿著管的長(zhǎng)度方向發(fā)生，則是有利的。在特別有利的方式中，管裝備有從管在橫向上突出的至少一個(gè)管分支，使得管分支可以以盲孔的方式配備。管的長(zhǎng)度有利地被選擇使得在管分支中傳播的以及在管分支的末端被反射的聲波相對(duì)于向前直行傳播的波發(fā)生180°的相變，以及因此與在管中向前直行傳播的波一起導(dǎo)致相消干涉。管分支的有效長(zhǎng)度可以因此為聲波波長(zhǎng)的四分之一或四分之一的奇數(shù)倍。為了最大程度地抑制聲波，兩個(gè)波的強(qiáng)度，即在管中向前直行傳播的波的強(qiáng)度和從管分支返回的波的強(qiáng)度，如果可能應(yīng)當(dāng)是相同的，至少是相似的。進(jìn)一步有利的是，如果管裝備有從管在橫向上突出的兩個(gè)或更多個(gè)管分支，一方面以增強(qiáng)聲波消除效果，另一方面消除例如由不同的可移動(dòng)元件或諧波引起的不同波長(zhǎng)的聲波。先前已經(jīng)提到過(guò)，管分支在末端封閉，優(yōu)選地在末端配備聲反射壁?？梢酝ㄟ^(guò)例如調(diào)諧(tune)各個(gè)管分支，尤其是通過(guò)適配管分支的寬度/直徑和/或長(zhǎng)度影響吸收性能或反射性能。為了改變管分支的長(zhǎng)度，有可能以另外有利的方式設(shè)置改變管分支的深度的聲反射壁；所述聲反射壁通過(guò)可螺旋進(jìn)入管分支的末端的調(diào)節(jié)螺釘，或者通過(guò)可調(diào)節(jié)式/插入式的調(diào)節(jié)銷(xiāo)、調(diào)節(jié)桿或調(diào)節(jié)活塞承載或構(gòu)成。最后重要的是，管分支的長(zhǎng)度或深度可調(diào)節(jié)，由此使得將管分支調(diào)諧至特定的聲波頻率是可能的。干涉條件的調(diào)節(jié)以及因此的調(diào)諧可以手動(dòng)地實(shí)現(xiàn)，但也可以通過(guò)機(jī)動(dòng)化方式或液壓地或氣動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。至關(guān)重要的是，即使在改變聲波頻率的情況下，為了實(shí)現(xiàn)相消干涉，最佳的適配或調(diào)節(jié)是可能的。可想到的是，例如有必要進(jìn)行自動(dòng)重調(diào)，尤其是如果頻率由于不同的操作和不斷的適配而不斷地改變。利用相應(yīng)的參數(shù)檢測(cè)的自動(dòng)操作在任何情況下均是可能的?？蛇x地或另外地，為了產(chǎn)生必需的相消干涉，管分支的調(diào)諧可以通過(guò)選擇用于管/管分支的合適材料(具有限定的吸聲性能的合適材料)實(shí)現(xiàn)。管分支的幾何形狀和材料均可以被使用以及因此利用用于管分支的調(diào)諧。如先前所提到的，管可以包括一個(gè)或多個(gè)管分支。與上述實(shí)施例不同的是，管分支有可能配備作為從管開(kāi)始且開(kāi)口回至管中的旁路，旁路具有適配的聲波波長(zhǎng)。在特別有利的方式中，旁路具有比管長(zhǎng)半個(gè)聲波波長(zhǎng)的聲波路徑長(zhǎng)度。這也確保相消干涉發(fā)生。原則上，聲波也可以從外殼內(nèi)部的不同位置以相同的方式被“取出”并以相應(yīng)的相位延遲與開(kāi)口處的用于光路的聲波疊加，從而發(fā)生相消干涉。關(guān)于外殼和從外殼開(kāi)始的用于限定各個(gè)開(kāi)口的管，進(jìn)一步有利的是，如果提供進(jìn)一步的(增補(bǔ)的)措施用于衰減有害的聲波。為了該目的，在外殼內(nèi)部和/或在管內(nèi)部(以及任選的管分支的內(nèi)部)設(shè)置作為各個(gè)內(nèi)壁表面的至少部分的襯墊的吸聲器是可能的。尤其是對(duì)于變頻的聲源，理想可能的是使用內(nèi)襯有吸聲材料的管作為外殼的光開(kāi)口而不影響光束路徑。配備在外殼內(nèi)部和很長(zhǎng)的管中的吸聲材料的設(shè)置可以被看作相消干涉的替代，即沿著管的襯墊作為寬頻帶吸收器。這種襯墊還具有根據(jù)本發(fā)明的關(guān)于相消干涉的方面：因?yàn)橛捎谖掌鞑牧系男再|(zhì)聲波在管的邊緣比在中心傳播更慢，或者至少以不同的速度傳播，與在中心前進(jìn)的聲波分量相比，在邊緣前進(jìn)的聲波分量的相位延遲允許相消干涉的形成，特別是兩個(gè)分量在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)傳播距離的混合之后的相消干涉的形成，相消干涉最終再次導(dǎo)致抑制噪聲外溢，即類(lèi)似于本發(fā)明的教導(dǎo)。本發(fā)明的教導(dǎo)可以以各種方式有利地具體化和改進(jìn)。為了該目的，讀者一方面參考權(quán)利要求，另一方面參考結(jié)合附圖的本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實(shí)施例的說(shuō)明。結(jié)合參考附圖的本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實(shí)施例的說(shuō)明，將對(duì)一般優(yōu)選的實(shí)施例和教導(dǎo)的進(jìn)一步改進(jìn)給出說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝置的示例性實(shí)施例的示意圖，光束被引導(dǎo)在該裝置內(nèi)穿過(guò)窗口到達(dá)振蕩鏡(聲源)且從該裝置被引導(dǎo)穿過(guò)具有管分支的管離開(kāi)外殼；圖2為圖1的裝置的示意圖，通過(guò)滑塊在其中設(shè)置管分支的可變調(diào)諧用于適配聲波的各個(gè)頻率；圖3為圖1的裝置的示意圖，其中螺釘設(shè)置在管分支處用于適配聲波的各個(gè)頻率；圖4為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，其中的管配備有具有適配的聲波路徑長(zhǎng)度的旁路；圖5為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，旁路具有在該裝置內(nèi)在外殼和管之間延伸的聲波路徑長(zhǎng)度；圖6為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，其中的外殼包括具有管的入開(kāi)口和出開(kāi)口，兩個(gè)管均裝備有管分支以在兩個(gè)側(cè)面產(chǎn)生相消干涉；圖7為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，其中一個(gè)管裝備有兩個(gè)管分支以通過(guò)兩個(gè)過(guò)濾器序列增強(qiáng)聲波衰減；圖8為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，在一個(gè)管中設(shè)置兩個(gè)不同長(zhǎng)度的管分支用于同時(shí)衰減兩個(gè)離散的聲波頻率；圖9為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，其中的外殼包括具有管的入開(kāi)口和出開(kāi)口，兩個(gè)管均裝備有管分支以在兩個(gè)側(cè)面產(chǎn)生相消干涉，在外殼的內(nèi)壁上設(shè)置另外的吸聲器；以及圖10為根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意圖，其中在外殼的內(nèi)壁和長(zhǎng)管的內(nèi)壁上均配備有吸聲器。部件列表1光束路徑2外殼，隔聲外殼3鏡子4光束，束5窗口6管7管分支8聲反射壁9桿10螺釘11旁路12吸聲器具體實(shí)施方式如圖1所描述的，用于衰減顯微鏡(圖中未示出)的光束路徑1中的聲波的裝置包括用于封裝聲波發(fā)射元件的隔聲外殼2(下文稱(chēng)為“外殼”)。構(gòu)成振蕩光束偏轉(zhuǎn)儀器的振蕩鏡3例如作為聲源示出。光束4傳播穿過(guò)窗口5進(jìn)入外殼2內(nèi)部，撞擊其中的鏡子3，以及根據(jù)鏡子3的角位置被引導(dǎo)進(jìn)入且穿過(guò)管6，管6限定外殼2的入開(kāi)口和出開(kāi)口。為了產(chǎn)生相消干涉，尤其為了大大地消除從鏡子3前進(jìn)且高頻振蕩的聲波，管6包括以盲孔的方式構(gòu)造的管分支7，即管分支7包括位于末端的聲反射壁8。管分支7在橫向上突出，例如從管6正交地突出且通過(guò)這種方式裝備和設(shè)計(jì)尺寸使得相對(duì)于在管6中向前直行傳播的聲波發(fā)生180°的相變，以使從管分支7反射出去的聲波與向前直行傳播的聲波一起導(dǎo)致相消干涉。管分支7的長(zhǎng)度可以相應(yīng)地為聲波波長(zhǎng)的四分之一。在圖2所示的示例性實(shí)施例中，管分支7的長(zhǎng)度的可變調(diào)諧是可能的，在管分支7中僅象征性地通過(guò)可插入的桿9承載聲反射壁8。聲反射壁8和桿9可以以具有活塞桿的活塞的方式配備。機(jī)動(dòng)化或液壓或氣動(dòng)操作是可以想到的，特別地，用于自動(dòng)適配或調(diào)諧管分支7。在圖3所示的示例性實(shí)施例中，聲反射壁8通過(guò)螺釘10致動(dòng)，螺釘10又可以手動(dòng)致動(dòng)或驅(qū)動(dòng)或也通過(guò)電機(jī)，例如使用主軸致動(dòng)或驅(qū)動(dòng)。圖3所示的示例性實(shí)施例在其他方面與圖1和圖2所示的示例性實(shí)施例相對(duì)應(yīng)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其中的管6裝備旁路11使得旁路11比穿過(guò)管6的平行傳播路徑長(zhǎng)半個(gè)聲波波長(zhǎng)，以使沿兩個(gè)可能的聲波路徑傳播的聲波呈現(xiàn)180°的相位差。結(jié)果是在管6的末端不產(chǎn)生聲壓，尤其是由于據(jù)此產(chǎn)生的相消干涉。圖5示出關(guān)于圖4的示例性實(shí)施例的變體，其中的聲波直接從外殼2中被“取出”。旁路11因此從外殼2延伸穿過(guò)橫向開(kāi)口進(jìn)入管6，以使傳播穿過(guò)旁路11的聲波以相應(yīng)的相位延遲與開(kāi)口處的用于光路的聲波疊加。相消干涉也可以以這種方式實(shí)現(xiàn)。圖6示出的示例性實(shí)施例通過(guò)兩個(gè)管6的設(shè)置限定在光入開(kāi)口和光出開(kāi)口區(qū)域中引起相消干涉的行為。根據(jù)圖1至圖5的示例性實(shí)施例的窗口的設(shè)置在此不是必需的。兩個(gè)管6分別裝備管分支7，兩個(gè)管分支7根據(jù)以上關(guān)于圖1至圖5的說(shuō)明操作。圖7的示例性實(shí)施例對(duì)一個(gè)管6增加第二管分支7，尤其是為了最終由于兩個(gè)“過(guò)濾器”的序列的結(jié)果而增強(qiáng)聲波衰減。兩個(gè)管分支7相同地裝備。圖8的示例性實(shí)施例與圖7的示例性實(shí)施例的不同在于包括兩個(gè)管分支7的管，這兩個(gè)管分支7具有不同的長(zhǎng)度。這允許兩個(gè)或更多個(gè)離散的聲波頻率被同時(shí)衰減，尤其是根據(jù)管分支7的數(shù)目和構(gòu)造。盡管在圖8示出的示例性實(shí)施例中只設(shè)置一個(gè)管6，根據(jù)圖6和圖7的實(shí)施例也可以設(shè)置兩個(gè)管6而不設(shè)置窗口5。特征的任何相應(yīng)組合是可能的。圖9中的示例性實(shí)施例與圖6的示例性實(shí)施例基本對(duì)應(yīng)，外殼2的內(nèi)壁中裝備有吸聲器12。這是有利的，因?yàn)樽鳛樵诠忾_(kāi)口處或管6中的相消干涉的結(jié)果，聲能量基本被反射回外殼2中。吸聲器12的另外設(shè)置與相消干涉行為產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，尤其是使得外殼2內(nèi)部的噪聲水平的降低由于另外使用的吸聲器12而發(fā)生。圖10示出的示例性實(shí)施例與可變頻率的聲源的情況相關(guān)，其中布置或配備在外殼2內(nèi)部和細(xì)長(zhǎng)管6內(nèi)部的吸聲器均在內(nèi)壁上。在非常簡(jiǎn)單的實(shí)施例的情況下，這種管6可以作為外殼2上的光開(kāi)口使用而不因此負(fù)面地影響光束路徑。在此實(shí)現(xiàn)一種寬譜帶吸收器。這里，具有吸收器材料的管系統(tǒng)的襯墊具有根據(jù)本發(fā)明的相消干涉效應(yīng)。因?yàn)橛捎谖掌鞑牧系男再|(zhì)聲波在管的邊緣比在中心傳播更慢，或者至少以不同的速度傳播，與在中心前進(jìn)的聲波分量相比，在邊緣前進(jìn)的聲波分量的相位延遲允許相消干涉的形成，特別是兩個(gè)分量在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)傳播距離的混合之后的相消干涉的形成，相消干涉最終再次導(dǎo)致抑制噪聲外溢。為避免重復(fù)，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的裝置的另外的有利的實(shí)施例，請(qǐng)參考上述描述。最后，需特別指出的是，以上描述的根據(jù)本發(fā)明的電路的示例性實(shí)施例僅僅用于說(shuō)明所請(qǐng)求保護(hù)的權(quán)利要求，但并不將其限于這些實(shí)施例。