本發(fā)明一般涉及用于光束掃描或光束角位移顯微鏡檢查(microscopy)的設(shè)備和方法的領(lǐng)域。更具體地，它涉及一種用于掃描激光束拉曼顯微光譜測量(micro-spectrometry)的設(shè)備和方法。本發(fā)明還適用于其他形式的光束掃描光學(xué)顯微鏡檢查，例如光致發(fā)光、熒光或陰極發(fā)光顯微鏡檢查。在這些用于掃描光學(xué)顯微鏡檢查的設(shè)備中，光學(xué)掃描光束可以是激光束或由發(fā)光二極管(LED)發(fā)射的光束，例如在TCSPC(時間相關(guān)單光子計數(shù))型的分光熒光計中。
背景技術(shù)：
：尤其在專利文獻EP1983332A中已知一種光譜成像的方法和樣本表面掃描探測系統(tǒng)。文獻EP1983332A描述了一種光譜成像設(shè)備，其包括掃描裝置，也稱為掃描儀，以經(jīng)由根據(jù)正交方向的激發(fā)激光束的角位移探測固定樣本的表面。更準確地說，文獻EP1983332A描述了一種掃描裝置，所述掃描裝置以一種方式放置在共焦顯微鏡的管中以便被插入在顯微鏡物鏡和拉曼光譜儀的注入拒波濾波器(injection-rejectionfilter)之間。掃描裝置包括在激光束的光路上串聯(lián)設(shè)置的兩個振鏡反射鏡(galvanometricmirror)。該兩個振鏡反射鏡具有相互垂直的旋轉(zhuǎn)軸，以便在樣本表面上根據(jù)正交方向成角度地移動激光束。具有兩個反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)在一個方向上操作，以使激發(fā)激光束以將它定位在樣本表面的不同點處的方式成角度地移動。通過光的反向返回，具有兩個反射鏡的該光學(xué)系統(tǒng)在相反方向上操作，以便收集拉曼后向散射光束并在檢測系統(tǒng)例如拉曼光譜儀的方向上傳輸它。該系統(tǒng)的優(yōu)點是激光源和檢測系統(tǒng)保持固定。該設(shè)備使得可以以約十分鐘內(nèi)約50×50點的分辨率通過樣品表面的一部分的拉曼光譜測定來獲取圖像。其他專利文獻描述了用于束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備(參見例如WO2010/069987、US2005/128476或JP2001091848)。在樣本上掃描區(qū)域的尺寸尤其取決于所使用的顯微鏡物鏡的放大率。對于反射鏡的相同旋轉(zhuǎn)幅度，顯微鏡物鏡的放大率的變化使得可以修改在樣本上的掃描表面的范圍。所使用的顯微鏡物鏡可以是不同類型的：標準的、具有長工作距離(LongWorkingDistance或LWD)的、適用于可見光的和/或紫外光范圍的。然而，不管顯微鏡物鏡的放大率如何，在實踐中觀察到，可以通過激光束在樣本表面上的角位移接近的表面的范圍明顯小于顯微鏡物鏡的光場。在本文獻中，物場指的是顯微鏡物鏡的焦平面中的光場。因此，通過示例方式，使用了不同顯微鏡物鏡，例如放大物鏡100X、50X和10X。每個顯微鏡物鏡由數(shù)值孔徑(或NA)、焦距、場數(shù)(或FN)和直徑限定。根據(jù)對應(yīng)于在物鏡的前面和樣本之間的距離的前面距離來計算光場的最大寬度。在實踐中，顯微鏡物鏡的光場的最大寬度通過以下公式計算：場的寬度＝場數(shù)/放大率。下表分別表示MplanN100X、50X和10X型OLYMPUS品牌的不同物鏡的參數(shù)的值：表1：不同顯微鏡物鏡的光學(xué)特性在上表中指示的光場的最大寬度對應(yīng)于用于通過顯微鏡物鏡成像的光場的長度。然而，在實踐中，通過這些顯微鏡物鏡中的每一個掃描或成角度地位移激光束可接近的場寬實際上明顯小于所考慮的物鏡的場的最大寬度。因此，對于OlympusMPLANN50X物鏡，實驗測量出可有效接近的雙軸激光掃描顯微鏡檢查設(shè)備(也被稱為DuoScan)的場的寬度為約±27微米，而該物鏡的光場的最大寬度為440微米。同樣，對于OlympusMPLANN10X物鏡，Duoscan的激光掃描場為約200微米，而該物鏡的光場的最大寬度為2200微米。在可以由激光掃描接近的場的寬度方面的這種限制是由于激光束在光學(xué)部件的孔徑上的漸暈導(dǎo)致的。為了限制該效應(yīng)，需要減少激光束的直徑，這對于減少空間分辨率(lambda/NA)是有害的，因為顯微鏡物鏡的有效數(shù)值孔徑通過子覆蓋(sub-cover)光瞳來減少。為了擴展在樣本上的激光掃描光束的空間探測區(qū)，已經(jīng)提出了各種解決方案。第一種解決方案在于改變顯微鏡物鏡以便減少放大率。改變放大率的缺點是測量的空間分辨率與物鏡的放大率成比例。另一種解決方案在于將通過激光束的軸的角度傾斜的掃描與樣本相對于顯微鏡物鏡的相對位移組合。然而，改變顯微鏡物鏡或樣本架的位移需要時間。此外，這些操作引起對由顯微鏡檢查設(shè)備成像的場的不連續(xù)修改。通常獲得一系列連續(xù)圖像，其難以重組以便形成具有良好空間分辨率的在擴展區(qū)上的樣本的完整圖像。另一個限制是通過掃描獲得的拉曼光譜測量的質(zhì)量。實際上觀察到，對于相同的測量采集參數(shù)，掃描拉曼顯微光譜測量的測量質(zhì)量小于沒有掃描的測量的質(zhì)量。此外，不可能在照相機的圖像上直接觀察掃描光束在樣本上的位置。因此，難以控制激光束的位置，例如在用于測量生物芯片的應(yīng)用中。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一是增加可以由在掃描顯微鏡檢查設(shè)備中的光束掃描接近的場寬，以便接近該顯微鏡檢查設(shè)備的光場的最大寬度。本發(fā)明的目的之一是增加測量場的空間擴展，而不改變測量的空間分辨率或測量的質(zhì)量。本發(fā)明的另一目的是改進掃描拉曼顯微光譜測量的測量質(zhì)量，同時仍然減少用于測量的采集時間。本發(fā)明的另一目的是限制在入射激光束和拉曼散射束上的強度損失。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提出了一種用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備，其包括適配于發(fā)射光束的至少一個光源；具有入射光瞳的顯微鏡物鏡；以及用于根據(jù)在所述物平面中的至少一個空間方向(X，Y)將所述光束角位移的裝置，所述顯微鏡物鏡根據(jù)所述顯微鏡檢查設(shè)備的縱向光軸來布置，所述光瞳具有在所述縱向光軸上的中心，并且所述顯微鏡物鏡適配于將所述光束聚焦在橫向于所述縱向光軸的物平面中。更具體地，根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備，其中，用于將所述光束角位移的所述裝置包括：-第一反射光學(xué)裝置和第二反射光學(xué)裝置，其串聯(lián)設(shè)置在所述激光源和所述顯微鏡物鏡之間的所述激光束的光路上，-第一角度傾斜裝置，其適配于根據(jù)第一預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第一反射光學(xué)裝置，以及-第二角度傾斜裝置，其適配于根據(jù)基于所述第一旋轉(zhuǎn)角度的第二預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第二反射光學(xué)裝置，以如此方式通過圍繞所述顯微鏡物鏡的所述光瞳的中心樞轉(zhuǎn)來使所述光束的軸成角度地傾斜，所述光束在所述光束的軸相對于所述縱向光軸的傾斜角范圍內(nèi)保持居中在所述顯微鏡物鏡的光瞳的中心上，以如此方式來根據(jù)所述物平面中的所述至少一個方向移動所述光束。本發(fā)明有利地使得可以在用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備中增加光束在顯微鏡物鏡的焦平面中的位移幅度。在特定實施例中，用于將所述光束角位移的所述裝置進一步包括：-第三反射光學(xué)裝置和第四反射光學(xué)裝置，其串聯(lián)設(shè)置在所述激光源和所述顯微鏡物鏡之間的激光束的光路上，-第三角度傾斜裝置，其適配于根據(jù)第三預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第三反射光學(xué)裝置，-第四角度傾斜裝置，其適配于根據(jù)基于所述第三旋轉(zhuǎn)角度的第四預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第四反射光學(xué)裝置，以如此方式通過圍繞所述顯微鏡物鏡的所述光瞳的中心樞轉(zhuǎn)來使所述光束的軸成角度地傾斜，所述光束在所述光束的軸相對于所述縱向光軸的傾斜角范圍內(nèi)保持居中在所述顯微鏡物鏡的光瞳的中心上，以如此方式來根據(jù)在所述物平面中的另一方向移動所述光束。根據(jù)本發(fā)明的用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備的其它非限制性和有利特征如下：-所述第一反射光學(xué)裝置和所述第三反射光學(xué)裝置由相同的第一反射鏡形成；-所述第二反射光學(xué)裝置和所述第四反射光學(xué)裝置由相同的第二反射鏡形成；-所述第一反射鏡安裝在具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上，例如壓電型或音圈型的，和/或所述第二平面反射鏡安裝在具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上，例如壓電型或音圈型的；-所述第一反射光學(xué)裝置由第一反射鏡形成，并且所述第二反射光學(xué)裝置由第二反射鏡形成；-所述第三反射光學(xué)裝置由第三反射鏡形成，并且所述第四反射光學(xué)裝置由第四反射鏡形成；-所述第一反射鏡安裝在具有一個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上，例如振鏡型的，所述第二反射鏡安裝在具有一個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上，所述第三反射鏡安裝在具有一個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上，和/或所述第四反射鏡安裝在具有一個旋轉(zhuǎn)軸的致動器上；-所述第一反射鏡的致動器包括提供位置信號的位置傳感器，并且所述第二反射鏡的致動器包括位置傳感器，其中所述設(shè)備包括適配于基于所述第一反射鏡的致動器的位置信號驅(qū)動所述第二反射鏡的致動器的控制信號的鎖相環(huán)系統(tǒng)，和/或所述第三反射鏡的致動器包括提供另一位置信號的另一位置傳感器，并且所述第四反射鏡的致動器包括另一位置傳感器，其中所述設(shè)備包括適配于基于所述第三反射鏡的制動器的位置信號驅(qū)動所述第四反射鏡的致動器的控制信號的鎖相環(huán)系統(tǒng)；-所述第二旋轉(zhuǎn)角度是所述第一旋轉(zhuǎn)角度、在所述第一反射光學(xué)裝置和所述第二反射光學(xué)裝置之間的距離B、在所述第二反射光學(xué)裝置與所述顯微鏡物鏡的入射光瞳的中心之間的距離A的函數(shù)；-所述顯微鏡檢查設(shè)備包括具有不同放大率的多個顯微鏡物鏡；-所述至少一個光源包括激光源和/或發(fā)光二極管類型中的一個或多個源。在根據(jù)本發(fā)明的用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備的特定實施例中，所述設(shè)備還包括：-設(shè)置在所述至少一個光源和所述顯微鏡物鏡之間的擴束器，所述擴束器具有固定的和/或可變的放大率；-觀察相機，其適配于形成所述顯微鏡物鏡的所述物平面的圖像和/或觀察通過光束掃描的掃描樣本的區(qū)域；-適配于照射在所述物平面中的樣本的白光源；-設(shè)置在與所述物平面光學(xué)共軛的平面中的共焦孔和設(shè)置在所述至少一個光源和所述顯微鏡物鏡之間的用于準直所述光束的裝置，以便形成準直光束，所述第一反射光學(xué)裝置和所述第二反射光學(xué)裝置串聯(lián)設(shè)置在所述準直光束的光路上。在特定的和有利的實施例中，所述用于光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備與拉曼光譜儀、相干反斯托克斯(anti-Stokes)拉曼光譜儀(CARS)、熒光光譜儀、光致發(fā)光光譜儀或陰極發(fā)光光譜儀組合，這些光譜儀適配于測量和分析在激光束的角位移期間通過激光束在樣本上的反射、透射和/或散射的信號。本發(fā)明還提出了一種用于光束掃描顯微鏡檢查的方法，包括以下步驟：-借助于至少一個光源發(fā)射光束；-在第一反射光學(xué)裝置上然后在第二反射光學(xué)裝置上光學(xué)反射所述光束，所述第一反射光學(xué)裝置和所述第二反射光學(xué)裝置串聯(lián)設(shè)置在所述至少一個光源和顯微鏡物鏡之間的光束的光路上，-根據(jù)第一預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第一反射光學(xué)裝置，-根據(jù)基于第一旋轉(zhuǎn)角度的第二預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第二反射光學(xué)裝置，以如此方式在所述光束的軸相對于縱向光軸的傾斜角度的范圍內(nèi)通過圍繞所述顯微鏡物鏡的光瞳的中心樞轉(zhuǎn)來成角度地傾斜所述光束的軸；以及-借助于所述顯微鏡物鏡將所述光束聚焦在物平面中，以如此方式來根據(jù)在所述物平面中的至少一個空間方向移動所述光束。因此，本發(fā)明的方法使得可以將光學(xué)掃描光束的位置控制在顯微鏡物鏡的光瞳的中心上，而不管光束相對于顯微鏡物鏡的光軸如何傾斜。在特定實施例中，用于光束掃描顯微鏡檢查的方法還包括以下步驟：-在第三反射光學(xué)裝置上然后在第四反射光學(xué)裝置上光學(xué)反射所述光束，所述第三反射光學(xué)裝置和所述第四反射光學(xué)裝置串聯(lián)設(shè)置在所述至少一個光源和所述顯微鏡物鏡之間的所述光束的光路上；-根據(jù)第三預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第三反射光學(xué)裝置，-根據(jù)基于所述第三旋轉(zhuǎn)角度的第四預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度傾斜所述第四反射光學(xué)裝置，以如此方式在所述光束的軸相對于縱向光軸的傾斜角度的范圍內(nèi)通過圍繞所述顯微鏡物鏡的光瞳的中心樞轉(zhuǎn)來成角度地傾斜所述光束的軸；以及-借助于所述顯微鏡物鏡將所述光束聚焦在所述物平面中，以如此方式來根據(jù)在所述物平面中的至少一個其它空間方向移動所述光束。本發(fā)明在通過激光束角位移顯微術(shù)的成像中具有特別有利的應(yīng)用，以如此方式來掃描樣本的表面以形成樣本的圖像，例如拉曼顯微光譜測量、光致發(fā)光、CARS(相干反斯托克斯拉曼散射)型的拉曼顯微光譜測量、微CARS、拉曼探針或雙光子顯微光譜測量。本發(fā)明還在顯微鏡檢查中具有特別有利的應(yīng)用，其中光束的位移，例如激光束的位移，通過離散步驟進行，以便將激光束指向表面的預(yù)定點處，例如在分析生物芯片的應(yīng)用中。不連續(xù)的激光束掃描(步階式)使得可以在同一表面上每100微米探測樣本，例如生物樣本(生物芯片)，然后進行測量和一次性分析(例如拉曼光譜法)或通過微樣本的局部掃描。在這些應(yīng)用中，本發(fā)明使得可以在生物芯片沒有位移的情況下探測更大的場，并且因此探測更大數(shù)量的所測量的微樣本，在激光束的位移步驟中具有更大的精度。本發(fā)明還應(yīng)用于通過光束的連續(xù)掃描的顯微鏡檢查中。在特定和有利的實施例中，例如，光束的連續(xù)掃描通過例如CCD類型的檢測器同步，以便快速地將掃描線的記錄傳送到電子存儲器，以如此方式快速形成掃描樣本的表面的圖像。在稱為宏點(macrospot)的另一實施例中，光束的連續(xù)掃描與例如光電倍增管(PMT)類型的檢測器上檢測的信號的集成相組合，以如此方式來平均在待分析樣本的預(yù)定區(qū)域上的測量，并且可能更精確地分析特定信號被檢測的樣本的區(qū)域。本發(fā)明的用于光束掃描顯微鏡檢查的系統(tǒng)和方法與根據(jù)線、正方形、圓形等在樣本上的所有形式的掃描兼容。本發(fā)明還涉及將出現(xiàn)在以下描述中并且必須獨立地或根據(jù)其任何技允許的組合來考慮的特性。附圖說明通過非限制性示例的方式給出的該描述將參考附圖提供對如何執(zhí)行本發(fā)明的更好理解，其中：-圖1-2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)掃描激光束以便移動在樣本上的激光束的位置或掃描樣本的原理；-圖3和圖4示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)激光掃描光束在具有兩個掃描軸的用于激光束掃描顯微鏡檢查的設(shè)備中的漸暈現(xiàn)象；-圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的在用于掃描顯微鏡檢查的設(shè)備的物鏡上的激光束的掃描；-圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的激光束掃描系統(tǒng)；-圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于拉曼顯微光譜測量的設(shè)備，其包括具有兩個掃描軸的裝置；-圖8示出了在本發(fā)明第二實施例中的反射鏡的替代配置；-圖9示出了在具有圖8的反射鏡的系統(tǒng)的兩個掃描軸的系統(tǒng)中的光線的繪圖；-圖10-15示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的在具有兩個激光束掃描軸的系統(tǒng)中的反射鏡的各種替代配置；-圖16-18示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的根據(jù)兩個掃描軸的激光束掃描系統(tǒng)；-圖19-22示出了通過根據(jù)本發(fā)明的用于激光掃描顯微鏡檢查的設(shè)備獲得的各種測量。具體實施方式圖1-2示意性地示出了掃描激光束以便移動在樣本上的激光束的位置或掃描樣本的原理；顯微鏡物鏡1設(shè)置在顯微鏡檢查設(shè)備的光軸10上。將樣本4放置在距離顯微鏡物鏡1距離為d處的樣本架3上。激光源發(fā)射準直的激光束2.平面鏡(未示出)在顯微鏡物鏡1的方向上反射激光束。顯微鏡物鏡1將激光束聚焦在顯微鏡物鏡1的焦平面11中。根據(jù)在本文獻中的慣例，顯微鏡物鏡1的光軸10平行于在正交系統(tǒng)XYZ中的軸Z，并且顯微鏡物鏡1的焦平面11在XY平面中。激光束的軸被定義為光束的傳播的縱向光軸。對于高斯空間分布的激光束，激光束的軸12位于激光束的中心。在圖1中，激光束2的軸12平行于并且居中在顯微鏡物鏡1的軸10上。激光束被聚焦在顯微鏡物鏡的焦點X0上。圖2中，例如借助布置在激光束2的路徑上的平面反射鏡通過該反射鏡可旋轉(zhuǎn)地移動來成角度地傾斜激光束2的軸12，以這種方式使得激光束聚焦在焦平面11的第二點X1處。在掃描激光束期間，激光源(未示出)和顯微鏡物鏡通常是固定的，只有反射鏡可旋轉(zhuǎn)地移動。反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸例如平行于Y軸并且通常靠近反射鏡的反射表面。反射鏡的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致激光束2的角位移。激光束2相對于顯微鏡物鏡1的光軸10的這種角位移因此使得可以以連續(xù)或步階式方式掃描點X0和X1之間的樣本4的表面。然而，由于反射鏡的旋轉(zhuǎn)引起的這種角位移導(dǎo)致激光束的軸12相對于顯微鏡物鏡1的光瞳的中心O的偏心。對于激光束2的大于第一閾值的傾斜角度，觀察到漸暈現(xiàn)象，其中激光束的一部分被顯微鏡物鏡的光瞳的邊緣遮擋。漸暈現(xiàn)象隨著激光束的傾斜角度而增加，直到對于傾斜角度的第二閾值完全遮擋激光束。激光束的部分和完全遮擋閾值取決于物鏡的光瞳和激光束的擴展的孔徑。觀察到光束的部分關(guān)閉，這逐漸降低激發(fā)激光束的強度，和通過光的反向返回，檢測到的拉曼光束的強度。因此觀察到漸暈現(xiàn)象限制了通過在樣本上光束的角位移接近的區(qū)域。為了限制在具有一個軸的掃描系統(tǒng)中的漸暈，一種可能性是減少激發(fā)激光束的直徑。然而，激光束直徑的減少導(dǎo)致在焦點處光束直徑的增加，這導(dǎo)致光束掃描顯微鏡檢查設(shè)備的空間分辨率的降低。在具有一個掃描軸的系統(tǒng)中，例如在圖1-2中示出的，可以通過使反射鏡旋轉(zhuǎn)移動更靠近顯微鏡物鏡1減少漸暈效應(yīng)。然而，束掃描顯微鏡檢查設(shè)備通常不限于單個掃描軸。因此，大多數(shù)束掃描顯微鏡檢查設(shè)備將光束圍繞兩個正交旋轉(zhuǎn)軸的傾斜相組合，以便根據(jù)兩個橫向方向在樣本的表面上成角度地移動光束。圖3-4示意性地示出了包括具有兩個軸的掃描系統(tǒng)的顯微鏡檢查設(shè)備的側(cè)視圖，以便說明原理并且分析通過兩個軸的光束掃描的限制。相同的附圖標記表示與圖1-2中相同的元件。掃描系統(tǒng)包括在激光束2的光路上串聯(lián)設(shè)置的第一平面反射鏡M-X和第二平面反射鏡M-Y。例如設(shè)置有振鏡電動機15的第一反射鏡M-X可圍繞第一軸旋轉(zhuǎn)移動，例如平行于Y軸，從而在焦平面11中引起激光束2根據(jù)X軸的角位移。設(shè)置有振鏡電動機16的第二反射鏡M-Y可到圍繞第二軸旋轉(zhuǎn)移動，例如平行于X軸，從而在焦平面11中引起激光束2根據(jù)Y軸的角位移。電機15和16被控制以便執(zhí)行預(yù)定的旋轉(zhuǎn)并且執(zhí)行在樣本的表面上具有限定形狀的路徑。在拉曼顯微鏡檢查中，激光掃描光束也是通過樣本誘發(fā)拉曼發(fā)射的激發(fā)光束。在后向散射配置中，在入射激發(fā)光束的方向上收集拉曼散射光束，其中該發(fā)射接收方向是固定的。拉曼光束通常借助拒波濾波器、陷波濾波器、邊緣濾波器或布拉格體光柵(或VBG)型的器件與拉曼散射光束分離。已知相對于瑞利散射，拉曼信號的非常低的強度需要優(yōu)異的信噪比。因此，必須用具有足夠照明強度的光束照射樣本，并收集拉曼散射光束的最大部分。然而，在拉曼掃描顯微光譜測量中的信噪比似乎有限，這導(dǎo)致增加獲取時間以獲得完整的圖像。此外，樣本上的物場還限于比顯微鏡物鏡的標稱場減少得多的場。在本發(fā)明的框架中，如下分析在信噪比和掃描場中的限制。如圖3-4所示，第一反射鏡M-X和第二反射鏡M-Y串聯(lián)設(shè)置在激光源(未示出)和顯微鏡物鏡1之間的激光束2的光路上。顯微鏡物鏡的軸在這里與顯微鏡的光軸10混同。假設(shè)在靜止時(即具有零傾斜角度時)第一和第二反射鏡M-X、M-Y以這樣的方式布置，使得激光束的軸12與顯微鏡物鏡1的光軸10混同，即，激光束的光軸居中并且平行于顯微鏡物鏡1的光軸10。尋求將樣本上的激光束沿著X軸從位于光軸10與顯微鏡物鏡1的焦平面11的交點處的點X0移動到點X2。為了移動激光束2，控制振鏡電動機15，使得它引起第一反射鏡M-X圍繞Y軸的角度傾斜DELTA-X。來自源的入射光束保持不動。在反射鏡M-X的表面上反射的光束經(jīng)受圍繞Y軸等于2×DELTA-X的角度的旋轉(zhuǎn)。由第一反射鏡M-X反射的光束因此在第二反射鏡M-Y的表面上被移動。第二反射鏡M-Y再次在顯微鏡物鏡的方向上反射激光束。由第二反射鏡M-Y反射的光束在顯微鏡物鏡1的光瞳上成角度地和橫向地被移動。在顯微鏡物鏡上的入射激光束的軸相對于顯微鏡物鏡1的光軸10以等于2×DELTA-X的角度被傾斜。因此顯微鏡物鏡1將激光束聚焦在點X2處，點X2位于顯微鏡物鏡1的焦平面和通過物鏡的光瞳中心O并且平行于物鏡上的入射準直激光束的軸12的直線22的交點處。類似地，第二反射鏡M-Y圍繞平行于X軸的軸以旋轉(zhuǎn)角度RY的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生激光束的等于2×DELTA-Y的角位移。因此，第二反射鏡M-Y的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生激光束在物鏡1的光瞳上的角位移和在Y方向上聚焦的光束的位移。然而，對于大于閾值的傾斜角度DELTA-X，在圖3中觀察到位于物鏡的光瞳外部的激光束的光線13不在點X2處聚焦。因此，減少了入射激光束在樣本上的強度。漸暈現(xiàn)象可以解釋在場的邊緣上測量的點的信噪比的下降，其對應(yīng)于大于特定閾值的傾斜角度。對于大于另一個閾值的第一反射鏡M-X的傾斜角度，激光束被顯微鏡物鏡的光瞳完全遮擋。類似的限制來自在顯微鏡物鏡1上的由第二反射鏡M-Y對激光束以角度DELTA-Y的傾斜。類似于單軸掃描系統(tǒng)，具有兩個軸的掃描系統(tǒng)因此會受限于在顯微鏡物鏡的光瞳上的由于第一軸和/或第二軸的角位移而引起的漸暈現(xiàn)象。另一方面，圖4示出了激光束在具有兩個掃描軸的系統(tǒng)中的另一漸暈效應(yīng)。圖4示出了借助于第一反射鏡M-X和第一振鏡電動機15以角度DELTA-X傾斜的激光束。在第二反射鏡M-Y的表面上激光束的位移使得激光束的光線14位于第二反射鏡M-Y的光瞳之外。因此，第二反射鏡M-Y不能將光線14反射在顯微鏡物鏡的方向上。因此，該射線14不聚焦在樣本上的點X3上。通過外推圖4的激光束的傾斜，觀察到當(dāng)傾斜角度DELTA-X大于傾斜角度的第二閾值時，激光束被第二反射鏡M-Y的光瞳完全遮擋。因此，根據(jù)第二反射鏡M-Y的尺寸，具有兩個軸的掃描系統(tǒng)也受限于由于光束相對于第二反射鏡M-Y的光瞳的角位移引起的漸暈現(xiàn)象。類似地，當(dāng)激光束的直徑大于第一反射鏡M-X的光瞳的表觀直徑時，第一反射鏡M-X相對于激發(fā)激光束的角傾斜可產(chǎn)生漸暈現(xiàn)象。該分析的結(jié)果是，在根據(jù)兩個軸的掃描顯微鏡檢查設(shè)備中，激光束在焦平面中沿著X軸和/或Y軸的位移因此受限于由于第一反射鏡M-X的光瞳、第二反射鏡M-Y的光瞳、和/或顯微鏡物鏡的光瞳引起的漸暈效應(yīng)。更一般地，通過在顯微鏡檢查設(shè)備中掃描的激光束的位移在橫向場和強度上受限于漸暈現(xiàn)象，所述漸暈現(xiàn)象由于由在激光束的光路上串聯(lián)布置的不同光學(xué)部件形成的光學(xué)系統(tǒng)引起，。這些漸暈現(xiàn)象看起來特別是由于掃描反射鏡M-X、M-Y和/或顯微鏡物鏡1引起。然而，在具有兩個掃描軸的系統(tǒng)中，在激光束的光路上串聯(lián)布置的兩個反射鏡M-X、M-Y的阻礙(encumbrance)使得不可能將第一反射鏡和顯微鏡物鏡之間的距離有效地減少到使?jié)u暈效應(yīng)保持可觀的程度。根據(jù)該分析，在使用具有兩個光束掃描軸的拉曼顯微鏡檢查設(shè)備期間，主要問題是在顯微鏡物鏡1的入口處的光瞳，如關(guān)于圖3和圖4所示的。到達顯微鏡物鏡的光瞳上的光束的一部分13不通過物鏡的孔徑，因為光束的該部分13被移動超過光瞳的物理限制(圖3)。因此，激發(fā)激光束的一部分損失。在用于測量拉曼后向散射的配置中，通過光的反向返回的應(yīng)用，后向散射光束的一部分也被顯微鏡物鏡的光瞳遮擋。激發(fā)激光束和拉曼散射光束的強度的降低引起檢測到的拉曼散射信號的強度的降低。此外，被第一反射鏡M-X反射的光束的另一部分14被偏離到第二反射鏡的光瞳之外，并且不被反射到顯微鏡物鏡的方向。同樣地，拉曼后向散射光束的一部分被第二反射鏡M-Y的邊緣遮擋。激發(fā)激光束14和對應(yīng)后向散射光束的該其它部分也引起檢測到的拉曼散射信號的減少。此外，在樣本的方向上沒有反射的光束13和14可以在其它表面上反射，并且因此是寄生光束的源，所述寄生光束也促使降低檢測到的拉曼散射信號的信噪比。現(xiàn)在將結(jié)合圖5描述在本發(fā)明的框架中提出的解決方案的原理。在該圖中，激光束的角傾斜是通過圍繞顯微鏡物鏡1的入射光瞳的中心O樞轉(zhuǎn)激光束的軸來執(zhí)行的。因此，在光束的掃描期間，激光束保持居中在顯微鏡物鏡的光瞳上。這種角傾斜使得可以減少漸暈現(xiàn)象，以便限制在入射激光束上的強度損失并且以便增加可以由光束掃描接近的場區(qū)。通過對于每個掃描軸實施兩個反射鏡獲得這種位移，其中兩個反射鏡串聯(lián)地設(shè)置在光束2的光路上。例如，第一反射鏡M-X1以如此方式成角度地傾斜，以便引起在焦平面中跟隨X軸的掃描，并且第二反射鏡M-X2跟隨相同掃描軸X以如此方式成角度地傾斜，以將光束重新置于顯微鏡物鏡1的光瞳的中心。對于光束的軸12相對于顯微鏡物鏡的光軸10的傾斜角度θ，光束在樣本上的焦平面中的位移X通過以下公式計算：X＝f.tan(θ)(I)在下表中，對于不同顯微鏡物鏡，光束的位移X根據(jù)傾斜角度被從中推導(dǎo)：Θ(度)100X50X10X131μm62μm314μm1.547μm94μm471μm263μm125μm628μm2.578μm157μm785μm394μm189μm943μm表2：根據(jù)在物鏡上光束的傾斜角度的位移場景1指示：對于物鏡10X，2.2mm的最大光場寬，其對應(yīng)于場半寬或1.1mm的光束的橫向位移X。在表2中，可以觀察到，在該物鏡10X的軸上居中的光束軸的3度傾斜角度θ使得可以覆蓋2×943微米(即約1886微米)的場寬，即，實際上達到光學(xué)場寬的極限。然而，通過在反射鏡上的反射和該反射鏡的1.5度角度的旋轉(zhuǎn)可以獲得3度的光束軸的傾斜角度。圖6至18示出了不同的實施例，其使得可以通過圍繞顯微鏡物鏡的入射光瞳的中心O樞轉(zhuǎn)激光束而獲得跟隨一個或兩個軸的掃描光束，同時仍保持激光束的中心在顯微鏡物鏡的入射光瞳的中心O上。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有一個掃描激光束軸的系統(tǒng)。掃描系統(tǒng)包括第一平面反射鏡M-X1和第二平面反射鏡M-X2。第一反射鏡M-X1和第二反射鏡M-X2串聯(lián)設(shè)置在激光束源和顯微鏡物鏡1之間的激光束2的光路上，例如在共焦顯微鏡的共焦管中。第一反射鏡M-X1可圍繞例如平行于Y軸的軸旋轉(zhuǎn)移動。第二反射鏡M-X2可圍繞更優(yōu)選地平行于第一反射鏡M-X1的軸并因此平行于Y軸的軸旋轉(zhuǎn)移動。有利地，第一電動機21控制第一反射鏡M-X1的旋轉(zhuǎn)，并且第二電動機22控制第二反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)。電動機21、22例如是振鏡電動機或步階式電動機。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)(未示出)驅(qū)動第一反射鏡M-X1和第二反射鏡M-X2的組合角位移。以說明性而非限制性的方式，圖6示出了第一反射鏡M-X1和第二反射鏡M-X2的不同傾斜角度。在掃描系統(tǒng)的反射鏡的第一取向中，第一反射鏡M-X1具有傾斜角度RX1-0，第二反射鏡M-X2具有傾斜角度RX2-0。在反射鏡的該第一取向中，入射激光束2在第一反射鏡M-X1上以方向120上被反射，然后在第二反射鏡M-X2上以方向200上被反射。第一反射鏡M-X1的傾斜角度RX1-0和第二反射鏡的RX2-0使得在方向200上的激光束在顯微鏡物鏡1的光軸10上對準并且居中在顯微鏡物鏡1的入射光瞳的中心O上。在這個第一配置中，顯微鏡物鏡將激光束聚焦在焦點X0-0。通過反向返回，由點X00后向散射的光束沿著軸200傳播，由第二反射鏡M-X2反射，然后在入射激光束2的方向上被第一反射鏡M-X1反射。在圖6所示的反射鏡的第二取向中，第一反射鏡M-X1具有傾斜角度RX1-1，而第二反射鏡M-X2具有傾斜角度RX2-1。在反射鏡的該第二取向中，軸12的入射激光束在第一反射鏡M-X1上以方向121被反射，然后在第二反射鏡M-X2上以方向211被反射。第一反射鏡M-X1的傾斜角度RX1-1和第二反射鏡的傾斜角度RX2-1使得在方向211上的激光束相對于顯微鏡物鏡1的光軸被傾斜，同時仍然保持居中在顯微鏡物鏡1的入射光瞳的中心O上。有利地，第一反射鏡M-X1產(chǎn)生光束的軸的傾斜，并且第二反射鏡M-X2將光束211的傾斜軸重新定位在物鏡的光瞳的中心上。在該第二配置中，顯微鏡物鏡1將激光束聚焦在點X11處。因此獲得從樣本上的點X00到點X11的光束的軸的角位移。通過反向返回，由點X11后向散射的在方向211上傳播的光束依次在方向121上被反射鏡M-X2，然后在入射光束2的方向上被反射鏡M-X1反射。類似地，在圖6所示的反射鏡的第三取向中，第一反射鏡M-X1具有旋轉(zhuǎn)角度RX1-2，第二反射鏡M-X2具有旋轉(zhuǎn)角度RX2-2。在反射鏡的該第三取向中，入射激光束2在第一反射鏡M-X1上以方向122被反射，然后在第二反射鏡M-X2上以方向222被反射。第一反射鏡M-X1的傾斜角度RX1-2和第二反射鏡的RX2-2使得在方向222上的激光束相對于顯微鏡物鏡1的光軸被傾斜，同時仍然保持居中在顯微鏡物鏡1的入射光瞳的中心O上。因此，第一反射鏡M-X1產(chǎn)生光束的軸的傾斜，并且第二反射鏡M-X2將光束222的傾斜軸重新定位在物鏡的光瞳的中心上。在該第三配置中，顯微鏡物鏡1將激光束聚焦在點X22。因此獲得了光束的軸到樣本上的點X22的角位移。通過反向返回，由點X22后向散射的在方向222上傳播的光束依次在方向122上被反射鏡M-X2，然后在入射光束2的方向上被反射鏡M-X1反射。因此，第一反射鏡M-X1的旋轉(zhuǎn)角度和第二反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)角度的組合使得可以獲得保持居中在顯微鏡物鏡的光瞳的中心O上的光束的角偏移。光束的軸211相對于光軸10的傾斜角度θ等于第二反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)角度RX2的兩倍。為了根據(jù)反射鏡M-X1的傾斜計算反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)角度，使用以下等式：RX2＝((ArcSIN(-BxSIN(2xRX1)/A)–2xRX1+π/2)/2–π/4(II)其中：RX1表示反射鏡M-X1的旋轉(zhuǎn)角度(以弧度表示)，RX2表示反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)角度(以弧度表示)；A是光線的會聚距離(以mm表示)或物鏡1的焦距；以及B是反射鏡M-X1和M-X2之間的距離(以mm表示)。在角度RX1、RX2很小(在實踐中小于幾度)的特定情況下，可以顯示出在兩個反射鏡的移動之間存在線性關(guān)系。在這種情況下，反射鏡的旋轉(zhuǎn)的電子控制系統(tǒng)也是線性系統(tǒng)，并且因此是簡單的。最后，在B等于A的特定情況下，反射鏡M-X1和反射鏡M-X2之間的旋轉(zhuǎn)角度的比率等于2，并且這與傾斜角度θ無關(guān)。電子系統(tǒng)可以被配置為共同地驅(qū)動第一反射鏡M-X1的旋轉(zhuǎn)角RX1和第二反射鏡M-X2的旋轉(zhuǎn)角RX2，以便獲得在顯微鏡物鏡1的軸上傾斜的光束的軸的中心。電子系統(tǒng)根據(jù)反射鏡M-X1和M-X2的配置以及距離A和B來適配。如在表2中所表示的，限于幾度的掃描激光束的軸12的傾斜角度θ足以在最常見物鏡的所有光場上成角度地移動光束。然而，如上所述，第二反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度RX2等于光束的傾斜角度θ的一半。并且第一反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度RX1在絕對值上等于旋轉(zhuǎn)角度RX2的兩倍(應(yīng)用上述近似公式(III))。因此，第一和第二反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度被限制為幾度，以便覆蓋顯微鏡物鏡的整個光場，同時仍保持居中在顯微鏡物鏡的光瞳上。然而，第一反射鏡的低旋轉(zhuǎn)角度使得可以限制光束在第二反射鏡的面上的位移振幅，并從而限制漸暈效應(yīng)?？梢杂^察到，反射鏡M-X1和M-X2的尺寸可以不同。優(yōu)選地，第二反射鏡M-X2具有比第一反射鏡M-X1更大的尺寸。實際上，第一反射鏡M-X1居中于保持固定方向的入射激光束，而第二反射鏡M-X2在第一反射鏡M-X1旋轉(zhuǎn)期間抵消激光束在其表面上的位移。圖6中詳細描述的對于光束的角位移(X)的軸的原理被推廣到根據(jù)兩個軸(XY)的掃描系統(tǒng)。為此，例如，在光束的光路上串聯(lián)地具有第一光學(xué)系統(tǒng)和第二類似光學(xué)系統(tǒng)，該第一光學(xué)系統(tǒng)具有例如圍繞軸Y旋轉(zhuǎn)移動的兩個反射鏡，以便產(chǎn)生根據(jù)第一方向X的位移(如在圖6中詳述的)，該第二類似光學(xué)系統(tǒng)具有例如圍繞軸X旋轉(zhuǎn)移動的兩個反射鏡，以便產(chǎn)生根據(jù)橫向方向Y的位移。四個反射鏡以這樣的方式布置，使得由第一兩個反射鏡對光束的角位移保持居中在具有兩個反射鏡的第二光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳上，并且以這樣的方式布置，使得根據(jù)一個、另一個或兩個橫向軸的角位移保持居中在顯微鏡物鏡的入射光瞳的中心O上。優(yōu)選地，顯微鏡是共焦型的，并且光束掃描系統(tǒng)有利地布置在共同激光-檢測路徑上，并且更精確地布置在注入拒波濾波器18和顯微鏡物鏡1之間。替代地，在不太有利的非共焦顯微鏡中，光束掃描系統(tǒng)僅布置在激光路徑上。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的包括沿著兩個掃描軸的掃描激光束裝置的顯微鏡檢查設(shè)備的側(cè)視圖。激光束掃描顯微鏡檢查設(shè)備包括激光源20、濾波輪30、具有在激光束的路徑上的反射鏡32的光學(xué)系統(tǒng)、擴束器31、注入拒波濾波器18。源激光器2發(fā)射包括一個或多個波長的激光束2。有利地，濾波輪30使得可以對于激發(fā)光束選擇特定的波長。顯微鏡檢查設(shè)備還包括具有中心O的入射光瞳的顯微鏡物鏡1。樣本保持器3支撐布置在物鏡1的焦平面中的樣本4。有利地，顯微鏡檢查設(shè)備包括在與顯微鏡物鏡1的焦平面光學(xué)共軛的平面中布置的聚焦透鏡33和共焦孔34。圖7的設(shè)備包括光譜儀35、檢測器36和具有在拉曼散射光束的路徑上的反射鏡38的另一光學(xué)系統(tǒng)。最后，圖7的設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)19和觀察相機9。圖7的設(shè)備特別適用于拉曼顯微光譜測量。更具體地，顯微鏡檢查設(shè)備包括用于激光束的角位移或掃描的光學(xué)裝置29。用于光束掃描的光學(xué)裝置29設(shè)置在注入拒波濾波器18和顯微鏡物鏡1之間。具有兩個掃描軸(X，Y)的用于光束掃描的光學(xué)系統(tǒng)29包括在激光束2的光學(xué)路徑上串聯(lián)設(shè)置的平面反射鏡M-Y1、平面反射鏡M-X1、平面反射鏡M-Y2和平面反射鏡M-X2。反射鏡M-X1、M-X2、M-Y1和M-Y2分別由致動器21、22、23和24致動。如上面詳細描述的，反射鏡M-X1和M-X2圍繞平行于Y軸的軸的組合旋轉(zhuǎn)運動使得可以將激光束的軸通過圍繞平行于Y軸的軸的旋轉(zhuǎn)并穿過物鏡光瞳中心O而以角度移動。類似地，反射鏡M-Y1和M-Y2圍繞平行于X軸的軸的組合旋轉(zhuǎn)運動使得可以將激光束的軸通過圍繞平行于X軸的軸的旋轉(zhuǎn)并且傳過顯微鏡物鏡的光瞳的中心O而以角度移動。因此，具有反射鏡M-X1、M-X2、M-Y1、M-Y2的光學(xué)系統(tǒng)使得可以根據(jù)樣本的較大表面上的一個或兩個橫向方向成角度地移動激光束，而沒有激光束的漸暈，同時仍保持居中在顯微鏡物鏡的光瞳上。在圖7中，通過示例的方式，使用擴束器31。擴束器是使得可以倍增光束的大小的光學(xué)系統(tǒng)。擴束器例如由放大率大于1的無焦光學(xué)系統(tǒng)形成。也可以使用在光學(xué)掃描29的上游在源光束的光路上串聯(lián)布置的兩個擴束器?；仡櫣鈱W(xué)的以下概念：1)根據(jù)以下公式，例如顯微鏡的物鏡的數(shù)值孔徑(NA)取決于它的透鏡的直徑和到焦點的距離：2)當(dāng)激光進入顯微鏡物鏡1時，它聚焦在距離焦點的距離處的一個點處。該點的大小可以取決于三個因素：激光束的大小、物鏡的透鏡直徑及它的數(shù)值孔徑(NA)。在激光束可以覆蓋透鏡的所有孔徑的情況下，即，當(dāng)光束的直徑大于或等于透鏡直徑時，焦點處的光束的大小僅取決于透鏡的直徑和它的數(shù)值孔徑(NA)。在這種情況下，焦斑的最小直徑由艾利(Airy)公式定義為等于：(0.51*λ)/NA(IV)通過應(yīng)用公式(IV)，在激光束的直徑大于或等于透鏡直徑的情況下，透鏡的直徑越大，焦斑越小。在激光束的直徑小于透鏡直徑的情況下，激光束的直徑越大，焦斑越小，具有作為公式(IV)的極限。也可以通過考慮透鏡的有效直徑由激光束的直徑限定來應(yīng)用公式(IV)。擴束器31的效果是增大激光束在物鏡的入射光瞳上的直徑。通過應(yīng)用衍射極限來確定在物鏡的焦平面中的光束的大小。因此，準直激光束的直徑在物鏡的入射光瞳上越大，在焦平面中光束的尺寸越小。因此，使用擴束器使得可以增加顯微鏡檢查設(shè)備的空間分辨率和對于共焦顯微鏡的拉曼信號的信噪比。事實上，Airy斑越小，在小的共焦孔中可以耦合的光越多。在具有顯微分辨率的成像應(yīng)用中，因此可以更快地進行成像。選擇擴束器的放大率以便以如此方式增加激光束的直徑，即使得在激光束的1/e2處的直徑達到所使用的顯微鏡物鏡的光瞳的直徑，這對應(yīng)于在空間分辨率和信噪比之間的折衷。有利地，使用不同類型的擴束器：具有固定放大率的擴束器和具有可變放大率的擴束器。例如，兩個擴束器串聯(lián)設(shè)置在入射光束2的路徑上，第一擴束器具有等于x2的固定放大率，具有可變放大率的第二擴束器具有x1至x4.5的可變放大率。例如，物鏡10X具有9mm的直徑，物鏡50X具有5.4mm的直徑，物鏡100X具有3.24mm的直徑。具有可變放大率的擴束器使得可以在具有幾個顯微鏡物鏡的顯微鏡檢查設(shè)備中根據(jù)所使用的顯微鏡物鏡的光瞳的直徑來調(diào)整激光束的直徑。有利地，具有可變放大率的擴束器是在可見光范圍(400-700nm)中的消色差類型的。優(yōu)選地，具有可變放大率的擴束器31是機動的。有利地，緊接在擴束器之后的光路上布置的自動對準鏡，使得可以校正具有可變放大率的擴束器的指向誤差。由激光源發(fā)射的激光束的直徑可以例如借助于Gentec品牌“激光束成像器(LaserBeamImage)”的照相機并借助于它的處理軟件來測量。激光束的橫向尺寸通過使用所謂的4Sigma方法測量，沒有擴束器：根據(jù)X軸為1183μm，根據(jù)Y軸為1261μm。然后通過與激光束的直徑相同的方法在具有可變放大率的擴束器的輸出處進行測量，其中放大率根據(jù)制造商的數(shù)據(jù)被設(shè)置為最大(X4.5)。激光束的橫向尺寸在擴束器的輸出處測量：根據(jù)X軸為5494μm，根據(jù)Y軸為5346μm。這些測量對應(yīng)于4.44倍的平均增加，其與制造商所指示的值(其為4.5)相一致。在共焦型顯微鏡檢查設(shè)備中，擴束器的使用特別容易，其中擴束器31可以直接插入到顯微鏡的共焦管中，而不用任何其他光學(xué)適應(yīng)，其中擴束器僅被布置在激光路徑上或在共同的拉曼激光信號路徑上。擴束器31和光束掃描系統(tǒng)29的組合通過圍繞顯微鏡物鏡的光瞳的中心樞轉(zhuǎn)使得可以從共軛優(yōu)點中獲益，以便增加光束在樣本上的角位移區(qū)域的寬度同時仍然增加激光束在焦點處的空間分辨率。這種組合因此使得可以解決現(xiàn)有技術(shù)的掃描激光束系統(tǒng)的兩個主要限制。根據(jù)任何實施例的用于掃描激光束顯微鏡檢查的設(shè)備有利地用于拉曼顯微光譜測量的應(yīng)用中。在該應(yīng)用中，用于成角度地移動光束的系統(tǒng)被設(shè)置在激發(fā)激光束的光路上，更優(yōu)選地設(shè)置在注入拒波濾波器和顯微鏡物鏡之間。在激發(fā)光束上，注入拒波濾波器18將入射激光束2引導(dǎo)到在顯微鏡物鏡1的方向上的具有反射鏡的掃描系統(tǒng)29。具有例如M-X1、M-Y1、M-X2、M-Y2的反射鏡29的掃描系統(tǒng)使得可以根據(jù)一個或兩個掃描軸在樣本4上成角度地移動激光束。在后向散射配置中，顯微鏡物鏡1收集包括在入射激光束的波長處的瑞利散射的后向散射光束和在波長上偏移的拉曼散射光束。由顯微鏡物鏡1收集的光束被傳送到具有反射鏡(M-X1、M-Y1、M-X2、M-Y2)的掃描系統(tǒng)29，然后到注入拒波濾波器18。通過構(gòu)造，后向散射光束遵循入射激光束的反向光路，并因此精確地在入射激光束的方向上離開具有反射鏡的掃描系統(tǒng)，該方向保持固定而與掃描光束在顯微鏡物鏡上的傾斜角無關(guān)。有利地，注入拒波濾波器18在空間上將瑞利散射光束與拉曼散射光束分離。具有反射鏡38的光學(xué)系統(tǒng)然后將拉曼散射光束引導(dǎo)到拉曼光譜儀35，該拉曼光譜儀35在檢測器36的方向上光譜分離拉曼散射光束，以便檢測和分析拉曼后向散射信號。該拉曼顯微光譜測量設(shè)備使得可以分析樣本的更大表面，同時仍然提高在樣本上的激發(fā)激光束的信噪比和空間分辨率。在圖7的包括(陷波、邊緣、分束器或落射熒光濾波器類型的)注入拒波濾波器18和共焦孔34的設(shè)備中，掃描反射鏡被布置在共焦路徑上，使得可以保持在共焦顯微鏡的配置中。另一擴束器可以插入在共焦路徑上，以便正確地覆蓋物鏡的光瞳。圖7的設(shè)備還包括設(shè)置有聚焦透鏡19的照相機9。分束器8，例如立方體分束器，被布置在具有反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)29和顯微鏡物鏡1之間的激光束的光路上。該分束器8使得可以將通過在樣本4上的反射和/或散射形成的光束7引導(dǎo)到照相機，以如此方式來形成樣本的表面和/或激光束的圖像。有利地，該設(shè)備還包括白光源(未示出)，其中白光束插入在顯微鏡的光軸上，例如在分束器8和顯微鏡物鏡1之間，以如此方式來通過白光照明樣本4的物場。通過白光的這種照亮使得可以通過反射和/或散射經(jīng)由照相機9更好地觀測樣本4。以這種方式，照相機9使得可以在照相機的光場中在激光束的角位移期間同時觀察樣本和激光束的位置。有利地，照相機的物鏡的放大率以如此方式被選擇，以允許激光束的角位移的整個區(qū)域和/或顯微鏡物鏡的整個光場的可視化。在替代方案中，照相機的物鏡是可變焦物鏡。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的第一替代方案的具有兩個軸的光束掃描系統(tǒng)的頂視圖。在該替代方案中，入射激光束2被第一反射鏡M-X1、第二反射鏡M-X2、第三反射鏡M-Y1、然后第四反射鏡M-Y2依次引導(dǎo)和反射，其中被第四反射鏡M-Y2反射后的光束的軸垂直于圖8的平面。圖9經(jīng)由光線跟蹤圖示出了圖8的具有兩個掃描軸的光學(xué)系統(tǒng)。反射鏡的這種布置使得可以使用水平激光束源來形成具有接近顯微鏡物鏡1的軸10的軸12的掃描激光束，該光軸10大體上是垂直的。該替代方案的優(yōu)點是非常緊湊并且避免必須添加額外的平面反射鏡。圖10和11分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在具有激光束的兩個掃描軸的系統(tǒng)中反射鏡的配置的第二替代方案的頂視圖和側(cè)視圖。在該替代方案中，入射激光束2被平面反射鏡M-X1、平面反射鏡M-Y1、平面反射鏡M-X2和平面反射鏡M-Y2依次反射。激光束2在第一反射鏡M-X1上的入射角被以如此方式選擇，即相對于反射鏡M-X1的表面的法線小于約45度、并且更優(yōu)選地小于22.5度。有利地，在其它反射鏡M-Y1、M-X2和M-Y2上的入射角也被選擇為盡可能低，以如此方式來增加反射鏡的表觀表面。另外，限制入射角使得可以減少激光束在反射鏡M-X1、M-Y1、M-X2和M-Y2中的每一個上的表觀直徑或擴展。因此，該替代方案使得可以使用具有更寬直徑的入射激光束2，這使得可以特別地提高掃描顯微鏡的空間分辨率。具有閉合角度的該替代方案還使得可以減少由于反射鏡的傾斜引起的畸形的效應(yīng)。實際上，根據(jù)兩個軸成角度對稱地掃描的45度傾斜的反射鏡在兩個軸之間產(chǎn)生具有作為2的平方根的比率的矩形圖形。這可以特別地應(yīng)用于具有兩個軸的反射鏡，其具有音圈型致動器。圖12和13分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在具有激光束的兩個掃描軸的系統(tǒng)中的反射鏡的配置的第三替代方案的頂視圖和側(cè)視圖。在該替代方案中，入射激光束2被平面反射鏡M-X1、平面反射鏡M-Y1、平面反射鏡M-X2和平面反射鏡M-Y2依次反射，掃描光束的軸12位于在總體上平行于入射光束2的方向的方向上。這種替代方案使得可以折回激光掃描光束，并且因此減少光束掃描光學(xué)系統(tǒng)的阻礙。圖14和15分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在具有兩個掃描激光束軸的系統(tǒng)中的反射鏡的配置的第四替代方案的頂視圖和側(cè)視圖。在該替代方案中，入射激光束2被平面反射鏡M-X1、平面反射鏡M-Y1、平面反射鏡M-X2，平面反射鏡M-Y2和平面反射鏡5依次反射，以便將該光束引導(dǎo)到顯微鏡物鏡1。該替代方案允許通過折回掃描激光束節(jié)省空間并且減少反射鏡上光束的入射角，這使得可以減少擴散和/或增加激光束的直徑。圖16至18示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的根據(jù)兩個掃描軸的激光束掃描系統(tǒng)。圖16是第三實施例的第一替代方案的頂視圖，圖17是側(cè)視圖。圖18示出了第三實施例的第二替代方案的透視圖。在本實施例中，使用第一平面反射鏡M-XY1和第二平面反射鏡M-XY2。第一反射鏡M-XY1安裝在具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的致動器25上，例如壓電型或音圈(移動線圈或音圈)的。因此，第一致動器25使得可以圍繞軸X和/或圍繞軸Y執(zhí)行旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，第一致動器25圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)軸和該第一致動器25圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)軸在位于第一反射鏡M-XY1的表面附近的點處交叉。同樣，第二平面反射鏡M-XY2安裝在具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的致動器26上，例如壓電型或音圈的，致動器26使得可以圍繞軸X和/或圍繞Y軸執(zhí)行旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，第二致動器26圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)軸和該第二致動器26圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)軸在位于第二反射鏡M-XY2的表面附近的另一點處交叉。圍繞每個軸的旋轉(zhuǎn)運動在第一致動器和第二致動器之間以這樣的方式組合，使得在兩個反射鏡M-XY1和M-XY2上反射的光束圍繞在顯微鏡物鏡的光瞳的中心O上對準的點樞轉(zhuǎn)。這種配置使得可以將反射鏡的數(shù)量減少到僅兩個反射鏡，而不是如上述實施例中的四個。反射鏡數(shù)量的減少使得可以將更多的激光帶到在樣本上并且收集更多的拉曼散射光，因此更快地獲得圖像。此外，該第三實施例使得可以使用更大尺寸的反射鏡，其允許在更大振幅的激光束的角位移和X、Y和/或Z中更好的空間分辨率。最后，該第三實施例使得可以使用更厚的反射鏡，例如具有更好效率的介電反射鏡。相比之下，在稱為duoscan的現(xiàn)有光束掃描系統(tǒng)中，其中反射鏡具有小尺寸，并且以可移動的方式安裝，以使得可以收集更多的拉曼流并且不會使觀察相機的場漸暈。相反，通過本發(fā)明的系統(tǒng)，反射鏡不限制拉曼信號的收集或觀察相機的圖像的場，并且不需要安裝在可移動的支撐件上。因此簡化了安裝。在圖16-17所示的第一替代方案中，入射激光束2的軸總體上平行于在具有反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)的輸出處的掃描激光束的軸12。在圖18所示的第二替代方案中，入射激光束2的軸總體上橫向于在具有反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)的輸出處的掃描激光束的軸12。該第三實施例的優(yōu)點是將所使用的反射鏡的數(shù)量減少到兩個，而不是在前述實施例中的四個，這減少了在激光掃描光束方面和所收集的信號方面的強度損失。由此，阻止使用比在關(guān)于圖8-15描述的實施例中使用的反射鏡M-X1、M-X2、M-Y1和M-Y2更大的反射鏡M-XY1和M-XY2的可能性。該第三實施例的另一個優(yōu)點是具有極度減少的阻礙。特別有利地，反射鏡M-X1、M-Y1、M-X2、M-Y2、M-XY1和M-XY2是介電類型的，其中介電處理適于增加反射效率。優(yōu)選地，介電反射鏡具有寬的光譜帶寬(例如325nm-1100nm、或325-1700或325-2200nm)，這使得可以對從紫外(UV)到近紅外(NIR)的整個光譜使用相同反射鏡。用于掃描激光束的系統(tǒng)和方法可以與不同的部件組合以提供附加優(yōu)點。然而，以高掃描速度(對于音圈類型的致動器或掃描器約30Hz)，各種掃描器可能受到不受控制的相移，在物鏡的光瞳的中心O上的重新定位不再起作用，然后激光掃描是不規(guī)則的并且漸暈。用于校正該缺陷并且同時仍以較高掃描速度(即高達幾百Hz)操作的手段是通過使用來自于通常設(shè)置有每個掃描器的第一反射鏡(例如M-X1或M-XY1)的位置傳感器的信號來設(shè)置鎖相環(huán)，以便控制第二反射鏡(M-X2或M-XY2)的控制信號的相位，并且這用于每個掃描軸。特別有利地，在光束的角位移期間，拉曼散射信號在幾個測量點上被集成，以如此方式來記錄在幾個點上的平均拉曼信號，如在專利文獻WO002008128971A2中所描述的。根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個或兩個軸的掃描的使用使得可以擴展樣本上的掃描區(qū)域和/或增加拉曼顯微光譜測量的空間分辨率和/或增加拉曼光譜測量的信噪比。在掃描激光束拉曼顯微光譜測量設(shè)備中使用擴束器的情況下，擴束器被布置在激發(fā)激光束的路徑上，但是在拉曼散射光束的光路之外。有利地，擴束器布置在激光源和分束濾波器之間，例如注入拒波濾波器或陷波濾波器類型。掃描光束系統(tǒng)與不同顯微鏡物鏡兼容。特別地，可以使用具有反射鏡的顯微鏡物鏡，例如Cassegrain或Schwartzfield類型的物鏡。具有反射鏡的物鏡具有消色差的優(yōu)點，其允許具有更好精度的光譜測量。因此更容易分離激發(fā)激光束和拉曼散射光束。另一方面，在顯微鏡檢查中，顯微鏡物鏡的消色差在與激發(fā)激光器相同的點處提供軸向檢測，這在透明樣本的情況下特別重要。具有兩個軸的掃描使得可以更好地將激光與Cassegrain型的物鏡耦合，因為可以照射主反射鏡的邊緣而不是中心。實際上，穿過主反射鏡中心的激光光線被回射，并且不到達待分析的樣本，導(dǎo)致相當(dāng)大的損失。因此，本發(fā)明有利地使得可以通過使用Cassegrain或Schwartzfield型的物鏡將更多的激光傳送到樣本。本發(fā)明的掃描裝置還可以有利地與諸如例如在專利文獻WO/2013/014379A中所描述的圓錐透鏡系統(tǒng)組合，以形成圓錐或圓柱形激光束。優(yōu)選地，圓錐或圓柱形光束的孔徑足以覆蓋物鏡的光瞳，從而使得可以增加輸出光束的強度。該裝置還可以替換圓錐透鏡系統(tǒng)，例如在文獻FR1156687中所描述的，以便使用快速掃描形成中空圓柱形激光束，所述中空圓柱形激光束具有在圓柱體的軸上不具有或具有非常少的光的任何部分(例如環(huán)形或其它)。這特別地具有抑制中心射線和僅利用在軸外部傾斜的光線照射樣本的優(yōu)點。這種類型的照明使得可以基本減少襯底對共焦拉曼信號的貢獻。這種類型的照明還使得可以基本減少被稱為縱向球面像差的光學(xué)像差，其在指數(shù)環(huán)境中的折射期間出現(xiàn)并且導(dǎo)致共焦顯微鏡的空間分辨率的降低。圖19-22示出了通過根據(jù)關(guān)于圖7描述的實施例的激光掃描顯微鏡檢查設(shè)備獲得的掃描寬度的各種測量。代替樣本4，根據(jù)NIST(國家標準和技術(shù)研究所)的要求，布置由UKAS(英國認證服務(wù))認證的校準圖案。該測試圖案包括具有間隔每0.01mm的刻度(graduation)的20mm長的標度(scale)。該圖案使得可以在根據(jù)平行于圖案的軸的軸的掃描期間測量在顯微鏡物鏡的焦平面中的光束的最大位移。為了在掃描顯微鏡檢查設(shè)備中根據(jù)兩個軸測量位移的區(qū)域，通過根據(jù)X軸然后根據(jù)Y軸取向圖案來對最大位移進行連續(xù)測量。圖19示出了在根據(jù)平行于X軸的軸的掃描期間，在設(shè)置有顯微鏡物鏡10X的掃描光束顯微鏡檢查設(shè)備上標定的圖案的測量，其中圖案被取向為平行于X軸。更準確地，曲線50表示根據(jù)光束沿X軸在圖案上的角位移，對在激光的波長處反射的信號的強度的測量。圖19中圈出的局部最大值40、41、...49對應(yīng)于激光在圖案的標度條上的反射。觀察到，最大值40、41、...49間隔50μm。根據(jù)X軸在圖案上光束的掃描寬度對應(yīng)于第一最大值40和最后最大值49之間的距離，即約450微米。此外，曲線50的平均水平表示光學(xué)系統(tǒng)的均勻性。平均水平越高越恒定，測量越好。圖20示出在根據(jù)平行于Y軸的軸的掃描期間，在具有相同顯微鏡物鏡10X的相同顯微鏡檢查設(shè)備上對相同圖案的測量，其中圖案被取向為平行于Y軸。曲線150表示根據(jù)光束沿Y軸在圖案上的角位移，對在激光的波長處反射的信號的強度的測量。圖20中圈出的局部最大值140、141、...149對應(yīng)于激光在圖案標度條上的反射。檢查到最大值140、141、...149間隔50μm。光束根據(jù)Y軸在圖案上的掃描寬度對應(yīng)于第一最大值140和最后最大值149之間的距離，即，約450微米。在觀察相機上的屏幕捕獲使得可以確認根據(jù)X軸的掃描寬度為大約460μm，根據(jù)Y軸的掃描寬度為大約470μm。與通過現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置有物鏡10X的Duoscan設(shè)備獲得的約200微米的掃描寬度相比，本發(fā)明的掃描系統(tǒng)因此使得可以在每個方向X、Y上將場寬增加約2.2倍，并因此將掃描的表面增加約4.9倍。圖21示出了在根據(jù)平行于X軸的軸的掃描期間，在設(shè)置有顯微鏡物鏡50X的掃描光束顯微鏡檢查設(shè)備上標定的相同圖案的測量，其中圖案被取向為平行于X軸。在圖21的曲線250上圈出的局部最大值240、241、...248對應(yīng)于激光在圖案的標度條上的反射。觀察到，最大值241、...248間隔約10μm。光束根據(jù)X軸在圖案上的掃描寬度對應(yīng)于第一最大值241和最后最大值248之間的距離，即約70微米。圖22示出了在根據(jù)平行于Y軸的軸的掃描期間，在具有相同顯微鏡物鏡50X的相同顯微鏡檢查設(shè)備上對相同圖案的測量，其中圖案被取向為平行于Y軸。在圖22的曲線350上圈出的局部最大值341、342、...348對應(yīng)于激光在圖案的標度條上的反射。觀察到，最大值341、342...348間隔約10μm。光束根據(jù)Y軸在圖案上的掃描寬度對應(yīng)于第一最大值341和最后最大值348之間的距離，即約70微米。在觀察相機上的屏幕捕獲使得可以確認采用物鏡50X根據(jù)X軸的掃描寬度為約70μm，根據(jù)Y軸的掃描寬度為約70μm。與通過現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置有物鏡50X的Duoscan設(shè)備獲得的掃描寬度相比，本發(fā)明的掃描系統(tǒng)因此使得可以將場寬在每個方向X、Y上增加約2.7倍，并因此將掃描的表面增加約7.6倍。替代地，代替使用具有一維標度的測試圖案，使用由0.5*0.5mm的正方形組成的二維平面測試圖案，所述0.5*0.5mm的正方形本身包括0.01*0.01mm的正方形。該正方形圖案用于形成通過反射掃描的表面的圖像。該圖像使得可以觀察圖案的正方形并觀察激光束在圖案上的掃描。有利地，用白光照射正方形圖案以便允許成像，無論激光束的位置如何。采用物鏡10X，估計光束的位移的程度為約440μm*450μm。在掃描邊緣上的圖像變暗是由于安裝在掃描器上的反射鏡邊緣上的漸暈，其中當(dāng)光束到達反射鏡的邊緣或物鏡的光瞳的邊緣時，光束的強度減少。對于物鏡50X，觀察到采用正方形圖案，可以使用的掃描區(qū)域為約80*75μm。當(dāng)前第1頁1 2 3