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WO2008145109A1 - Verfahren und vorrichtung zum sondenmikroskopischen untersuchen einer probe mittels lichtkraftmikroskopie - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum sondenmikroskopischen untersuchen einer probe mittels lichtkraftmikroskopie Download PDF

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Publication number
WO2008145109A1
WO2008145109A1 PCT/DE2008/000895 DE2008000895W WO2008145109A1 WO 2008145109 A1 WO2008145109 A1 WO 2008145109A1 DE 2008000895 W DE2008000895 W DE 2008000895W WO 2008145109 A1 WO2008145109 A1 WO 2008145109A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
frequency
probe
optical
measuring
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2008/000895
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jacob Kerssemakers
Helge Eggert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LPI Light Power Instruments GmbH
Original Assignee
LPI Light Power Instruments GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LPI Light Power Instruments GmbH filed Critical LPI Light Power Instruments GmbH
Publication of WO2008145109A1 publication Critical patent/WO2008145109A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/32—Micromanipulators structurally combined with microscopes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q10/00—Scanning or positioning arrangements, i.e. arrangements for actively controlling the movement or position of the probe
    • G01Q10/04—Fine scanning or positioning
    • G01Q10/06—Circuits or algorithms therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
    • G01Q30/04—Display or data processing devices
    • G01Q30/06—Display or data processing devices for error compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof

Definitions

  • the invention relates to a device and to a method for probe microscopic examination of a sample by means of light force microscopy, in particular for scanning probe microscopic examination.
  • the first atomic force microscope was built on the basis of the scanning tunneling microscope.
  • an atom sits on a tip of a measuring probe and interacts with atoms of a surface of a sample by Van der Waals forces.
  • the forces between the atoms are measured by means of a mechanical lever arm, also called a cantilever, at the end of which the measuring probe sits.
  • a mechanical lever arm also called a cantilever
  • PFM photon force microscopy
  • the mechanical lever arm of an atomic force microscope is now replaced by the three-dimensional trapping potential of a focused light beam, in particular a focused laser beam, wherein by means of the three-dimensional trapping potential one or more particles in the Focus of the light beam are captured.
  • optical trapping The ability to capture particles in the focus of a light beam is known as "optical trapping."
  • the particles perform so-called Brown's motion at temperatures above 0 K.
  • the movement of the particles is limited, which is measured by means of a detection system which is configured to determine the position of the particles with respect to the focus
  • the particles thus form the measuring probe of the light force microscope and can for example, have a size between a few nanometers and several micrometers.
  • a detection system is based on an interferometric measuring method, in particular the so-called "back focal plane interferometry" method, in which an interference pattern of the light scattered by the particle with the transmitted laser light is measured.
  • the interference pattern contains the exact three-dimensional position of the particle within the optical trap.
  • the intensity of the transmitted laser light as well as the difference signals of a quadrant photodetector (QDP) are measured.
  • QDP quadrant photodetector
  • a spatial distribution of the intensity of the transmitted laser light is changed by the movement of the particles, which can also be detected by means of the quadrant photodetector.
  • An interaction of the laser light with the sample can not be avoided in such a detection system, but is usually not desirable because, for example, local changes in refractive index and / or in the absorption coefficient can affect the respective measurement signals, without the position of the particles must have changed. This can lead to errors in the determination of the position and / or movement of the particle.
  • only less than 10% of the transmitted laser light carry information about the location of the probe.
  • more than 90% of the transmitted laser light only forms background radiation and would not result in information loss if this background radiation were eliminated. Therefore, the "Back Focal Plane Interferometry" is not a particularly efficient measuring principle.
  • Another way to obtain information about the position of the particles is to use particles of a material with fluorescent properties, so-called fluorescent probes.
  • the excitation by the laser light produces a spectrally broad emission in a spectral range dependent on the specific properties of the fluorescent probe.
  • the measured intensity of the emitted fluorescent light it is possible to determine an axial position of a particle in the optical trap.
  • a disadvantage of this measurement method is the fact that the fluorescent probes fade over time, whereby the intensity of the emitted fluorescent light drops sharply.
  • Another detection system is based on the principle of video microscopy.
  • the movement of the particles is detected by means of computer-aided image recognition of a video recorded, for example, by means of a CCD camera.
  • the object of the invention is to specify a device and a method for probe microscopic examination of a sample by means of light force microscopy, which have an increased sensitivity and enable high accuracy in determining the position of the probe.
  • the invention encompasses the idea of a device for probe-microscopic examination of a sample by means of light force microscopy, in particular for scanning probe microscopic examination, with a light trap device which is configured to produce an optical trap by means of focused light and a probe for probe microscopy examination of the sample in one to hold the trapped state in the optical trap, wherein the probe is at least partially made of an optical frequency multiplying material, and detecting means configured to detect frequency-multiplied light generated in passing through the optical-frequency-multiplying material.
  • the invention encompasses the idea of a method for probing a sample by means of optical microscopy, in particular for scanning probe microscopy, in which an optical trap is produced by means of a light trap device with focused light and a sample to be analyzed by means of a measuring probe which at least is partially made of an optical frequency multiplying material and is held in a trapped state in the optical trap, is examined by probe microscopy, by detecting with a detector device when passing through the optical frequency multiplier material generated frequency-multiplied light is detected.
  • the device for probe microscopic examination By means of the device for probe microscopic examination, it is possible that when irradiating measuring light into the optical trap only the part of the measuring light irradiated into the optical trap is multiplied in frequency, which interacts with the measuring probe trapped in the optical trap.
  • the frequency-multiplied light therefore carries information about the location of the measuring probe. The part of the light which does not interact with the measuring probe trapped in the optical trap and therefore no information. NEN over the location of the probe carries, is not multiplied in frequency in the apparatus for probe microscopic examination.
  • the filtering according to the wavelength of the frequency-multiplied light and the non-frequency-multiplied light, it is possible to filter out only the frequency-multiplied light carrying the information about the location of the measuring probe.
  • the information about the location of the measuring probe is extracted from the frequency-multiplied light, for example, by means of a measurement of the intensity and / or a spatial distribution of the frequency-multiplied light. If, for example, several measurements are carried out to determine the location of the measuring probe in succession, then in particular also a movement of the measuring probe can be detected.
  • the probe comprises in particular those materials which have a coefficient for the non-linear optical frequency multiplication, preferably such materials have non-linear properties.
  • materials which have a coefficient for the non-linear optical frequency multiplication preferably such materials have non-linear properties.
  • inversion-symmetric amorphous materials, such as glass can multiply light in frequency if they are so small that the surface of the material breaks the inversion symmetry.
  • spectral width of the frequency-multiplied light depends only on the spectral width of the exciting measuring light, for which reason the spectral width of the frequency-multiplied light is always narrower than a spectral width of the fluorescent light emitted by the known fluorescent measuring probes.
  • a preferred embodiment of the invention may provide that the optical frequency multiplying material is frequency doubling.
  • single crystals such as lithium niobate or potassium niobate with a high nonlinear coefficient can be used for frequency doubling.
  • Such materials double the frequency in a very efficient manner, so that even an ideal volume of material is sufficient to generate sufficient intensity for the detection of the frequency-multiplied measuring signals.
  • the optical frequency multiplying material includes at least one material component selected from the following group of material components: ferroelectric crystal material, electro-optic chromophore material, and amorphous material.
  • an electro-optical chromophore such as the organic chromophore Disperse Red 1 can be used.
  • a surface covering is formed on a carrier substrate with the optical frequency multiplying material.
  • a material in particular polysterene or glass, with optically non-frequency-multiplying properties can be formed as a carrier substrate.
  • the optical frequency multiplying material is an anisotropic material.
  • the measuring probe is an asymmetrical measuring probe.
  • an efficiency for the frequency multiplication and thus also the intensity of the frequency-multiplied light depends on an alignment of the measuring probe with respect to a light incident direction of the exciting measuring light by the measuring probe.
  • the efficiency for the frequency multiplication is maximum and thus also the intensity of the frequency-multiplied light.
  • the efficiency for the frequency multiplication is minimal and thus also the intensity of the frequency-multiplied light.
  • the measuring probe is a particle measuring probe of one or more particles.
  • the one or more particles have a particle coating with an optical frequency multiplying material.
  • a particle measuring probe made of a mixture of particles with and without a particle coating with an optical frequency-multiplying material If, for example, the ratio of surface area to volume is sufficiently high, then light is also multiplied in frequency by particles without a particle coating with an optical frequency multiplying material. Therefore In particular, it is also possible to use particles which have already been used in known light-force microscopes.
  • the measuring probe is at least partially formed backward-emitting the frequency-multiplied light with respect to a direction of light incidence.
  • the measuring probe the frequency-multiplied light with respect to the light incident direction is at least partially formed forward-wave.
  • Another preferred embodiment of the invention comprises a trap light generating device configured to generate the light focused for the optical trap, and a measuring light generating device configured to have measuring light other than the focused light and to be irradiated on the optical frequency multiplying material of the measuring probe to create.
  • the fall-light-generating device and the measuring-light-generating device may have a common light source.
  • the fall-light-generating device and the measuring-light generating device each have separate light sources.
  • the measurement light generation device has a pulsed light source which is configured to generate pulsed measurement light.
  • the pulsed light source may be a pulsed laser light source.
  • the trap light generation device may preferably have a pulsed light source, in particular a pulsed laser light source.
  • Another advantageous embodiment of the invention can comprise a pulsed light source, for example a pulsed laser light source for frequency multiplication, and a light source, for example a continuous wave laser, for the detection of a position of the measuring probe.
  • a pulsed light source for example a pulsed laser light source for frequency multiplication
  • a light source for example a continuous wave laser
  • Another preferred embodiment of the invention comprises an optical frequency selective element configured to filter out the frequency multiplied light.
  • the frequency selective element a dichroic beam splitter.
  • a plurality of successively mounted frequency-selective elements may be provided, each of which decouples a respective multiple of the originally irradiated frequency from the frequency-multiplied light and direct it to a detector which is assigned to the frequency-selective elements.
  • a detector device comprises at least one quadrant photodetector (QDP).
  • a positioning device which is configured, upon probe microscopic examination, to position the sample to be examined relative to the particle probe.
  • the positioning device may be configured to influence alignment of the sample by mechanical interaction with the sample.
  • the positioning device may also be configured to generate electrical or magnetic fields to affect alignment of the sample.
  • the abovementioned embodiments of the apparatus for probe-microscopic examination of a sample by means of light force microscopy can be used.
  • FIG. 1b shows a device for probe-microscopic examination of a sample, in which the frequency-multiplied light is detected counter to the transmission direction
  • FIG. 2 shows an optical trap with a measuring probe trapped therein
  • Fig. 3 shows the optical trap of Fig. 2 with an asymmetric probe captured therein.
  • FIGS. 1a and 1b each schematically show a device for probe microscopic examination of a sample (not shown) by means of light force microscopy.
  • a light trap direction 4 light is focused by means of a lens 2 in a sample chamber 1, in which the sample to be examined is arranged.
  • the light trap device 4 comprises a laser light source (not shown), in particular a continuous wave laser.
  • FIG. 2 shows schematically an optical trap 10 produced by means of the focused light in the sample chamber 1.
  • a measuring probe 11 made of an optically frequency-multiplying material, preferably of an optically frequency-doubling material, is trapped within the optical trap 10.
  • a measuring light generating device (not shown), light is irradiated in a light incident direction 12 in the optical trap 10.
  • the measuring light generating device comprises a pulsed light source, in particular a pulsed laser light source.
  • the measuring light generating device and the light trap device 4 comprise a common light source, in particular a pulsed light source, preferably a pulsed laser light source.
  • a part of the light irradiated in the light incident direction 12 interacts with the measuring probe 11 and is multiplied in frequency.
  • the measuring probe 11 is formed such that the frequency-multiplied light with respect to the light incident direction 12 at least partially backward (reverse direction 14) and (forward direction 13) is formed.
  • FIG. 3 shows the optical trap 10 from FIG. 2 with an asymmetrical measuring probe 20, wherein in the asymmetrical measuring probe 20 an efficiency for the frequency multiplication and thus also the intensity of the frequency-multiplied light is dependent on an alignment of the asymmetrical measuring probe 20 with respect to the light incident direction 12 depends.
  • 3 shows two exemplary orientations of the asymmetrical probe 20 in the optical trap 10. In the orientation shown by a solid line, the efficiency for the frequency multiplication is different from that shown by the dashed lines, and thus the respective intensities of the in the Forward direction 13 and / or the reverse direction 14 radiated frequency-multiplied light differently.
  • the orientation of the asymmetrical measuring probe 20 can be influenced, for example, by means of sample-induced electro-magnetic fields. Thus, in particular conclusions about an electromagnetic field distribution in an area around the sample are possible.
  • the light generated by the light trap device 4 is introduced via a first dichroic beam splitter 5 into a beam path defined by the optical axis of the objective 2, the light generated by the light trap device 4 Light has a frequency v.
  • the exemplary embodiment shown in Fig. Ia of the sample chamber 1 is a condenser 3 downstream.
  • the condenser 3 By means of the condenser 3, both the light with the frequency v and the frequency-doubled light with the frequency 2v are focused onto a second dichroic beam splitter 6.
  • the second dichroic beam splitter 6 decouples the light at the frequency v and directs it to a first detector 9.
  • the detector 9 may comprise an optical microscope, thus enabling observation of the sample by means of transmitted light microscopy.
  • the second dichroic beam splitter 6 is followed by a third dichroic beam splitter 7, which directs the light of frequency 2v to a second detector device 8, wherein the second detector device 8 is configured to detect the frequency-doubled light.
  • the third dichroic beam splitter 7 precedes the first dichroic beam splitter 5 with respect to the light incident device 12 in such a way that the light emitted by the measuring probe 11 or the asymmetrical measuring probe 20 with the frequency 2v by means of the objective 2 the second dichroic beam splitter 7 is focused, which then directs the light with the frequency 2v to the second detector device 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rastersondenmikroskopischen Untersuchen, mit einer Lichtfalleneinrichtung (4), die konfiguriert ist, mittels fokussiertem Licht eine optische Falle (10) zu erzeugen und eine Messsonde (11) zum sondenmikroskopischen Untersuchen der Probe in einem gefangenen Zustand in der optischen Falle (10) zu halten, wobei die Messsonde (11) wenigstens teilweise aus einem optisch freguenzvervielfachenden Material ist, und einer Detektoreinrichtung (8), die konfiguriert ist, beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material erzeugtes frequenzvervielfachtes Licht zu erfassen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rastersondenmik- roskopischen Untersuchen.
Hintergrund der Erfindung
In den 80er Jahren wurde auf der Basis des Rastertunnelmikroskops das erste Rasterkraftmikroskop gebaut. Hierbei sitzt auf einer Spitze einer Messsonde ein Atom, welches mittels Van- der-Waals-Kräfte mit Atomen einer Oberfläche einer Probe wechselwirkt. Die Kräfte zwischen den Atomen werden mit Hilfe eines mechanischen Hebelarms, auch Cantilever genannt, gemessen, an dessen Ende die Messsonde sitzt. Bei einem Lichtkraftmikroskop, auch „Photon Force Microscope" (PFM) genannt, wird nun der mechanische Hebelarm eines Rasterkraftmikroskops durch das dreidimensionale Einfangpotenzial eines fokussierten Licht- Strahls, insbesondere eines fokussierten Laserstrahls, ersetzt, wobei mittels des dreidimensionalen Einfangpotenzials ein oder mehrere Partikel in dem Fokus des Lichtstrahls eingefangen sind.
Die Möglichkeit, Partikel im Fokus eines Lichtstrahls einzufangen, ist als „optische Falle" bekannt. In der optischen Falle führen die Partikel bei Temperaturen über 0 K sogenannte Brown' sehe Bewegungen aus. Werden nun die Partikel in die Nähe der Oberfläche der Probe positioniert, beispielsweise mittels beweglicher optischer Elemente im Strahlengang des Lasers, so wird die Bewegung der Partikel eingeschränkt, was mittels eines Detektionssystems gemessen wird, welches konfiguriert ist, die Position der Partikel in Bezug zum Fokus zu bestimmen. Die Partikel bilden somit die Messsonde des Lichtkraftmikroskops und können beispielsweise eine Größe zwischen einigen Nanometern und mehreren Mikrometern aufweisen.
Ein Detektionssystem beruht auf einer interferometrischen Messmethode, insbesondere der sogenannten „Back Focal Plane Interferometry"-Methode. Hierbei wird ein Interferenzmuster des vom Partikel gestreuten Lichtes mit dem transmittierten Laserlicht gemessen. Dieses In- terferenzmuster enthält die genaue dreidimensionale Position des Partikels innerhalb der optischen Falle. Gemessen werden hierfür zum einen die Intensität des transmittierten Laserlichts sowie Differenzsignale eines Quadrantenphotodetektors (QDP). Weiterhin wird durch die Bewegung der Partikel eine räumliche Verteilung der Intensität des transmittierten Laserlichts geändert, was ebenfalls mittels des Quadrantenphotodetektors nachgewiesen werden kann.
Eine Interaktion des Laserlichts mit der Probe kann bei einem solchen Detektionssystem nicht vermieden werden, ist aber normalerweise nicht erwünscht, weil beispielsweise örtliche Änderungen im Brechungsindex und/oder im Absorptionskoeffizienten die jeweiligen Messsignale beeinflussen können, ohne dass sich die Position der Partikel geändert haben muss. Da- durch kann es zu Fehlern in der Bestimmung der Position und/oder Bewegung des Partikels kommen. Weiterhin tragen nur weniger als 10% des transmittierten Laserlichts eine Information über den Ort der Sonde. Somit bilden also mehr als 90 % des transmittierten Laserlichts lediglich eine Hintergrundstrahlung und es hätte keinen Informationsverlust zur Folge, wenn diese Hintergrundstrahlung beseitigt werden würde. Deshalb ist die „Back Focal Plane Inter- ferometry" ein nicht besonders effizientes Messprinzip.
Eine weitere Möglichkeit, Informationen über die Position der Partikel zu erhalten, ist die Verwendung von Partikeln aus einem Material mit fluoreszierenden Eigenschaften, so genannten fluoreszenten Sonden. Die Anregung durch das Laser licht erzeugt eine spektral breite Emission in einem von den spezifischen Eigenschaften der fluoreszenten Sonde abhängigen Spektralbereich. Mittels der gemessenen Intensität des emittierten Fluoreszenzlichts ist es möglich, eine axiale Position eines Partikels in der optischen Falle zu bestimmen. Nachteilig bei dieser Messmethode ist die Tatsache, dass die fluoreszenten Sonden mit der Zeit ausbleichen, wodurch die Intensität des emittierten Fluoreszenzlichts stark abfällt.
Ein weiteres Detektionssystem beruht auf dem Prinzip der Videomikroskopie. Hierbei wird die Bewegung der Partikel mittels computergestützter Bilderkennung eines beispielsweise mittels einer CCD-Kamera aufgezeichneten Videos erfasst.
Aus dem Dokument US 6,833,923 ist ein Lichtkraftmikroskop bekannt, bei dem das Detektionssystem auf der oben beschriebenen interferometrischen Messmethode basiert. Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie anzugeben, die eine erhöhte Sensitivität aufweisen und eine hohe Genauigkeit bei der Positionsbestimmung der Messson- de ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels einer Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie eines Verfahrens nach dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst den Gedanken einer Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Unter- suchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rastersondenmikroskopi- schen Untersuchen, mit einer Lichtfalleneinrichtung, die konfiguriert ist, mittels fokussiertem Licht eine optische Falle zu erzeugen und eine Messsonde zum sondenmikroskopischen Untersuchen der Probe in einem gefangenen Zustand in der optischen Falle zu halten, wobei die Messsonde wenigstens teilweise aus einem optisch frequenzvervielfachenden Material ist, und einer Detektoreinrichtung, die konfiguriert ist, beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material erzeugtes frequenzvervielfachtes Licht zu erfassen.
Weiterhin umfasst die Erfindung den Gedanken eines Verfahrens zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe, mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rasterson- denmikroskopischen Untersuchen, bei dem mittels einer Lichtfalleneinrichtung mit fokussier- tem Licht eine optische Falle erzeugt und eine zu analysierende Probe mit Hilfe einer Messsonde, die wenigstens teilweise aus einem optisch frequenzvervielfachenden Material ist und die in einem gefangenen Zustand in der optischen Falle gehalten wird, sondenmikroskopisch untersucht wird, indem mit einer Detektoreinrichtung beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material erzeugtes frequenzvervielfachtes Licht erfasst wird.
Mittels der Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen ist es ermöglicht, dass beim Einstrahlen von Messlicht in die optische Falle nur der Teil des in die optische Falle eingestrahlten Messlichts in der Frequenz vervielfacht wird, welches mit der in der optischen Falle gefangenen Messsonde wechselwirkt. Das frequenzvervielfachte Licht trägt deshalb eine Information über den Ort der Messsonde. Der Teil des Lichts, welches nicht mit der in der optischen Falle gefangenen Messsonde wechselwirkt und deshalb auch keine Informatio- nen über den Ort der Messsonde trägt, wird bei der Vorrichtung zum sondeninikroskopischen Untersuchen nicht in der Frequenz vervielfacht.
Somit ist es ermöglicht, mittels einer Filterung nach der Wellenlänge des frequenzvervielfachten Lichts und des nicht-frequenzvervielfachten Lichts nur das frequenzvervielfachte Licht herauszufiltern, welches die Information über den Ort der Messsonde trägt. Die Information über den Ort der Messsonde wird beispielsweise mittels einer Messung der Intensität und/oder einer räumlichen Verteilung des frequenzvervielfachten Lichts aus dem frequenzvervielfachten Licht extrahiert. Werden beispielsweise mehrere Messungen zur Bestimmung des Ortes der Messsonde hintereinander durchgeführt, so kann dadurch insbesondere auch eine Bewe- gung der Messsonde erfasst werden.
Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe umfasst die Messsonde insbesondere solche Materialien, welche einen Koeffizienten für die nichtlineare optische Frequenzvervielfachung aufweisen, bevorzugterweise weisen solche Materialien nichtlineare Eigenschaften auf. Normalerweise weisen nur Materialien ohne In- Versionssymmetrie nichtlineare Eigenschaften auf. Allerdings können auch amorphe Materialien mit Inversionssymmetrie, beispielsweise Glas, Licht in der Frequenz vervielfachen, wenn sie so klein sind, dass die Oberfläche des Materials die Inversionssymmetrie bricht.
Gegenüber den bekannten Lichtkraftmikroskopen mit fluoreszenten Messsonden wird bei der Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen ein optisches Ausbleichen der Mess- sonde vermieden, wodurch die Intensität des frequenzvervielfachten Lichts über die Zeit konstant bleibt. Weiterhin hängt eine spektrale Breite der frequenzvervielfachten Lichts nur von der spektralen Breite des anregenden Messlichts ab, weshalb die spektrale Breite des frequenzvervielfachten Lichts immer schmaler ist als eine spektrale Breite der von den bekannten fluoreszenten Messsonden emittierten Fluoreszenzlichts.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass das optisch frequenzvervielfachende Material frequenzverdoppelnd ist. Beispielsweise können Einkristalle wie Lithiumniobat oder Kaliumniobat mit einem hohen nichtlinearen Koeffizienten für die Frequenzverdopplung verwendet werden. Solche Materialien verdoppeln in sehr effizienter Weise die Frequenz, so dass bereits ein Ideines Materialvolumen zur Erzeugung einer für die De- tektion ausreichenden Intensität der frequenzvervielfachten Messsignale ausreicht. Bevorzugterweise kann eine andere Ausführungsform der Erfindung vorsehen, dass das optisch frequenzvervielfachende Material wenigstens eine Materialkomponente ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Materialkomponenten enthält: ferroelektrisches Kristallmaterial, elektro-optisches Chromophormaterial und amorphes Material. Beispielsweise kann ein elektro-optisches Chromophor wie das organische Chromophor Disperse Red 1 verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit dem optisch frequenzvervielfachenden Material eine Oberflächenbedeckung auf einem Trägersubstrat gebildet ist. Beispielsweise kann ein Material, insbesondere Polysteren oder Glas, mit optisch nicht-frequenzvervielfachenden Eigenschaften als ein Trägersubstrat gebildet sein. Mittels der gebildeten Oberflächenbedeckung wird eine zur Detektion ausreichende Intensität des frequenzvervielfachten Lichts erreicht.
Bevorzugterweise kann in einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass das optisch frequenzvervielfachende Material ein anisotropes Material ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Messsonde eine asymmetrische Messsonde. In beiden Ausgestaltungsformen hängt eine Effizienz für die Frequenzvervielfachung und somit auch die Intensität des frequenzvervielfachten Lichts von einer Ausrichtung der Messsonde bezüglich einer Lichteinfallsrichtung des anregenden Messlichts durch die Messsonde ab. So ist für eine Ausrichtung der Messsonde bezüglich der Lichtein- fallsrichtung die Effizienz für die Frequenzvervielfachung maximal und somit auch die Intensität des frequenzvervielfachten Lichts. Für eine andere Ausrichtung der Messsonde bezüglich der Lichteinfallsrichtung ist die Effizienz für die Frequenzvervielfachung minimal und somit auch die Intensität des frequenzvervielfachten Lichts. Somit ist es ermöglicht, die Ausrichtung der Messsonde bezüglich der Lichteinfallsrichtung zu erfassen.
Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Messsonde eine Partikelmesssonde aus ein oder mehreren Partikeln ist. Bevorzugterweise weisen die einen oder die mehreren Partikel eine Partikelbeschichtung mit einem optisch frequenzvervielfachenden Material auf. Es kann beispielsweise aber auch eine Partikelmesssonde aus einer Mischung aus Partikeln mit und ohne einer Partikelbeschichtung mit einem optisch frequenzver- vielfachenden Material vorgesehen sein. Ist beispielsweise das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ausreichend groß, so wird auch von Partikeln ohne eine Partikelbeschichtung mit einem optisch frequenzvervielfachenden Material Licht in der Frequenz vervielfacht. Deshalb können insbesondere auch Partikel verwendet werden, die bereits in bekannten Lichtkraftmikroskopen verwendet wurden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Messsonde das fre- quenzvervielfachte Licht in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung wenigstens teilweise rück- wärtsstrahlend gebildet.
Weiterhin kann in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Messsonde das frequenzvervielfachte Licht in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung wenigstens teilweise vorwärtsstrahlend gebildet ist.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Fallenlichterzeugungsein- richtung auf, welche konfiguriert ist, das für die optische Falle fokussierte Licht zu erzeugen, und eine Messlichterzeugungseinrichtung, welche konfiguriert ist, von dem fokussierten Licht verschiedenes und auf das optisch frequenzvervielfachende Material der Messsonde einzustrahlendes Messlicht zu erzeugen. Beispielsweise können die Fallenlichterzeugungseinrich- tung und die Messlichterzeugungseinrichtung eine gemeinsame Lichtquelle aufweisen, bevor- zugterweise weisen die Fallenlichterzeugungseinrichtung und die Messlichterzeugungseinrichtung jeweils getrennte Lichtquellen auf.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Messlichterzeugungseinrichtung eine gepulste Lichtquelle auf, welche konfiguriert ist, gepulstes Messlicht zu erzeugen. Beispielsweise kann die gepulste Lichtquelle eine gepulste Laserlichtquelle sein. Bevorzugterweise kann die Fallenlichterzeugungseinrichtung eine gepulste Lichtquelle aufweisen, insbesondere eine gepulste Laserlichtquelle.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann eine gepulste Lichtquelle, beispielsweise eine gepulste Laserlichtquelle zur Frequenzvervielfachung und eine Lichtquelle, beispielsweise einen Dauerstrichlaser, für die Detektion einer Position der Messsonde umfas- sen.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltungsform der Erfindung weist ein optisch frequenzselektives Element auf, welches konfiguriert ist, das frequenzvervielfachte Licht herauszufiltern. Mittels des frequenzselektiven Elementes ist eine gleichzeitige Detektion des nicht- vervielfachten und des vervielfachten Lichtes ermöglicht. Bevorzugterweise ist das frequenz- selektive Element ein dichroitischer Strahlteiler. Beispielsweise können in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform mehrere nacheinander gelagerte frequenzselektive Elemente vorgesehen sein, welche jeweils ein jeweiliges Vielfaches der ursprünglich eingestrahlten Frequenz aus dem frequenzvervielfachten Licht auskoppeln und auf eine den frequenzselektiven Elementen zugeordneten Detelctoreinrichtungen lenken. Bevorzugterweise umfasst eine Detektoreinrichtung mindestens einen Quadrantenphotodetektor (QDP).
In einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist eine Positionierungsvorrichtung vorgesehen, welche konfiguriert ist, beim sondenmikroskopischen Untersuchen, die zu untersuchende Probe relativ zu der Partikelsonde zu positionieren. Beispielsweise kann die Positioniervorrichtung konfiguriert sein, mittels mechanischer Wechselwirkung mit der Probe eine Ausrichtung der Probe zu beeinflussen. Insbesondere kann die Positioniervorrichtung aber auch konfiguriert sein, elektrische oder magnetische Felder zu erzeugen, um eine Ausrichtung der Probe zu beeinflussen.
Bei den verschiedenen Ausgestaltungen des Verfahrens zum sondenmikroskopischen Unter- suchen einer Probe können die oben genannten Ausfuhrungsformen der Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie verwendet werden.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. Ia eine Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe, bei welcher das frequenzvervielfachte Licht in Transmissionsrichtung detektiert ist,
Fig. Ib eine Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe, bei welcher das frequenzvervielfachte Licht entgegen der Transmissionsrichtung detek- tiert ist,
Fig. 2 eine optische Falle mit einer darin gefangenen Messsonde, und
Fig. 3 die optische Falle aus Fig. 2 mit einer darin gefangenen asymmetrischen Messsonde.
Fig. Ia und Ib zeigen schematisch je eine Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersu- chen einer Probe (nicht gezeigt) mittels Lichtkraftmikroskopie. Mittels einer Lichtfallenein- richtung 4 wird Licht mittels eines Objektivs 2 in eine Probenkammer 1 fokussiert, in welcher die zu untersuchende Probe angeordnet ist. Bevorzugterweise umfasst die Lichtfalleneinrichtung 4 eine Laserlichtquelle (nicht gezeigt), insbesondere einen Dauerstrichlaser.
Fig. 2 zeigt schematisch eine mittels des fokussierten Lichts in der Probenkammer 1 erzeugte optische Falle 10. Eine Messsonde 11 aus einem optisch frequenzvervielfachenden, bevorzugterweise aus einem optisch frequenzverdoppelnden Material, ist innerhalb der optischen Falle 10 gefangen. Mittels einer Messlichterzeugungseinrichtung (nicht gezeigt) wird Licht in eine Lichteinfallsrichtung 12 in die optische Falle 10 eingestrahlt. Bevorzugterweise umfasst die Messlichterzeugungseinrichtung eine gepulste Lichtquelle, insbesondere eine gepulste Laser- lichtquelle. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Messlichterzeugungseinrichtung und die Lichtfalleneinrichtung 4 eine gemeinsame Lichtquelle, insbesondere eine gepulste Lichtquelle, bevorzugterweise eine gepulste Laserlichtquelle, umfassen. Ein Teil des in der Lichteinfallsrichtung 12 eingestrahlten Lichts wechselwirkt mit der Messsonde 11 und wird in der Frequenz vervielfacht. Die Messsonde 11 ist derart gebildet, dass das frequenzvervielfachte Licht in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung 12 wenigstens teilweise rückwärtsstrahlend (Rückwärtsrichtung 14) und (Vorwärtsrichtung 13) gebildet ist.
Fig. 3 zeigt die optische Falle 10 aus Fig. 2 mit einer asymmetrischen Messsonde 20, wobei bei der asymmetrischen Messsonde 20 eine Effizienz für die Frequenzvervielfachung und somit auch die Intensität des frequenzvervielfachten Lichts von einer Ausrichtung der asym- metrischen Messsonde 20 bezüglich der Lichteinfallsrichtung 12 abhängt. Fig. 3 zeigt zwei beispielhafte Ausrichtungen der asymmetrischen Messsonde 20 in der optischen Falle 10. Bei der mittels einer durchgezogenen Linie gezeigten Ausrichtung ist die Effizienz für die Frequenzvervielfachung eine andere als bei der mittels gestrichelter Linien gezeigten Ausrichtung und somit sind die jeweiligen Intensitäten des in die Vorwärtsrichtung 13 und/oder die Rückwärtsrichtung 14 abgestrahlten frequenzvervielfachten Lichts unterschiedlich. Die Ausrichtung der asymmetrischen Messsonde 20 kann beispielsweise mittels von der Probe induzierter elektro-magnetischer Felder beeinflusst werden. Somit sind insbesondere Rückschlüsse auf eine elektro-magnetische Feldverteilung in einem Bereich um die Probe ermöglicht.
In den in Fig. Ia und Ib gezeigten Ausführungsbeispielen wird das mittels der Lichtfallenein- richtung 4 erzeugte Licht über einen ersten dichroitischen Strahlteiler 5 in einen Strahlengang, welcher mittels der optischen Achse des Objektivs 2 definiert ist, eingebracht, wobei das mittels der Lichtfalleneinrichtung 4 erzeugte Licht eine Frequenz v aufweist. Bei dem in Fig. Ia gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist der Probenkammer 1 ein Kondensor 3 nachgelagert. Mittels des Kondensors 3 wird sowohl das Licht mit der Frequenz v als auch das frequenzverdoppelte Licht mit der Frequenz 2v auf einen zweiten dichroitischen Strahlteiler 6 gebündelt. Der zweite dichroitische Strahlteiler 6 koppelt das Licht mit der Frequenz v aus und lenkt es auf einen ersten Detektor 9. Beispielsweise kann der Detektor 9 ein optisches Mikroskop umfassen, womit eine Beobachtung der Probe mittels Durchlichtmikroskopie ermöglicht ist. Dem zweiten dichroitischen Strahlteiler 6 ist ein dritter dichroitischer Strahlteiler 7 nachgelagert, welcher das Licht mit der Frequenz 2v auf eine zweite Detektoreinrichtung 8 lenkt, wobei die zweite Detektoreinrichtung 8 konfiguriert ist, das frequenzverdoppelte Licht zu erfassen.
Bei dem in Fig. Ib gezeigten Ausführungsbeispiel ist der dritte dichroitische Strahlteiler 7 dem ersten dichroitischen Strahlteiler 5 in Bezug auf die Lichteinfallseinrichtung 12 derart vorgelagert, dass das von der Messsonde 11 oder der asymmetrischen Messsonde 20 rückwärtsabgestrahlte Licht mit der Frequenz 2v mittels des Objektivs 2 auf den zweiten dichroiti- sehen Strahlteiler 7 gebündelt wird, welcher dann das Licht mit der Frequenz 2v auf die zweite Detektoreinrichtung 8 lenkt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rastersondenmikroskopischen Untersuchen, mit einer Licht- falleneinrichtung (4), die konfiguriert ist, mittels fokussiertem Licht eine optische Falle
(10) zu erzeugen und eine Messsonde (11; 20) zum sondenmikroskopischen Untersuchen der Probe in einem gefangenen Zustand in der optischen Falle zu halten, wobei die Messsonde (11; 20) wenigstens teilweise aus einem optisch frequenzvervielfachenden Material ist, und einer Detektoreinrichtung (8; 9), die konfiguriert ist, beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material erzeugtes frequenzvervielfachtes Licht zu erfassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das optisch frequenzvervielfachende Material frequenzverdoppelnd ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch frequenzvervielfachende Material wenigstens eine Materialkomponente ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Materialkomponenten enthält: ferroelektrisches Kristallmaterial, elektro-optisches Chromophormaterial und amorphes Material.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem optisch frequenzvervielfachenden Material eine Oberflächenbedeckung auf einem Trägersubstrat gebildet ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch frequenzvervielfachende Material ein anisotropes Material ist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n - zeichnet, dass die Messsonde (11; 20) eine asymmetrische Messsonde (20) ist.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonde (11; 20) eine Partikelmesssonde aus ein oder mehreren Partikeln ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonde (11; 20) das frequenzvervielfachte Licht in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung (12) wenigstens teilweise rückwärtsstrahlend gebildet ist.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Messsonde (11; 20) das frequenzvervielfachte Licht in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung (12) wenigstens teilweise vorwärtsstrahlend gebildet ist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fallenlichterzeugungseinrichtung, welche konfiguriert ist, das für die op- tische Falle (10) fokussierte Licht zu erzeugen, und eine Messlichterzeugungseinrichtung, welche konfiguriert ist, von dem fokussierten Licht verschiedenes und auf das optisch frequenzvervielfachende Material der Messsonde (11 ; 20) einzustrahlendes Messlicht zu erzeugen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messlichterzeugungseinrichtung eine gepulste Lichtquelle aufweist, die konfiguriert ist, gepulstes Messlicht zu erzeugen.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeich- net durch ein optisch frequenzselektives Element (5; 6; 7), das konfiguriert ist, das frequenzvervielfachte Licht herauszufiltern.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positionierungseinrichtung, die konfiguriert ist, beim sondenmikroskopi- sehen Untersuchen die zu untersuchende Probe relativ zu der Partikelsonde zu positionieren.
14. Verfahren zum sondenmikroskopischen Untersuchen einer Probe mittels Lichtkraftmikroskopie, insbesondere zum rastersondenmikroskopischen Untersuchen, bei dem mittels einer Lichtfalleneinrichtung (4) mit fokussiertem Licht eine optische Falle (10) erzeugt und eine zu analysierende Probe mit Hilfe einer Messsonde (11; 20), die wenigstens teil- weise aus einem optisch frequenzvervielfachenden Material ist und die in einem gefangenen Zustand in der optischen Falle gehalten wird, sondenmikroskopisch untersucht wird, indem mit einer Detektoreinrichtung (8; 9) beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material erzeugtes frequenzvervielfachtes Licht erfasst wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchgang durch das optisch frequenzvervielfachende Material frequenzverdoppeltes Licht erzeugt und mit der Detektoreinrichtung (8; 9) erfasst wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass frequenzver- vielfachtes Licht beim Durchgang durch eine Oberflächenbedeckung auf einem Trägersubstrat erzeugt wird.
17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das frequenzvervielfachte Licht beim Durchgang durch ein anisotropes Materi- al erzeugt wird.
18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Messsonde (11; 20) eine Partikelmesssonde aus ein oder mehreren Partikeln verwendet wird.
19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das frequenzvervielfachte Licht von der Messsonde (11; 20) in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung (12) wenigstens teilweise rückwärts gestrahlt wird.
20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das frequenzvervielfachte Licht von der Messsonde (11; 20) in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung (12) wenigstens teilweise vorwärts gestrahlt wird.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Fallenlichterzeugungseinrichtung das für die optische Falle (10) fo- kussierte Licht und mit einer Messlichterzeugungseinrichtung von dem fokussierten Licht verschiedenes und auf das optisch frequenzvervielfachende Material der Messsonde (11; 20) einzustrahlendes Messlicht erzeugt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messlicht mittels einer gepulsten Lichtquelle als gepulstes Messlicht erzeugt wird.
23. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass frequenzvervielfachtes Licht mittels eines optisch frequenzselektiven Elementes (5; 6; 7) herausgefiltert wird.
24. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeich- n e t, dass beim sondenmikroskopischen Untersuchen die zu untersuchende Probe mittels einer Positionierungseinrichtung relativ zu der Partikelsonde positioniert wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104216103A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 华中科技大学 一种微管和光镊测控系统

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020259A1 (de) 2008-05-14 2009-11-19 Lpi Light Power Instruments Gmbh Vorrichtung für ein Lichtmikroskop
DE102010027720A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Verfahren und Vorrichtungen zur Positions- und Kraftdetektion
DE102010027721A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Verfahren und Vorrichtungen zur Positions- und Kraftdetektion
US10126546B2 (en) * 2013-01-29 2018-11-13 The Regents Of The University Of California Drift-corrected, high-resolution optical trap and high-sensitivity angular interferometer
CN105144346B (zh) 2013-02-21 2017-12-15 恩耐公司 多层结构的激光刻图
EP3957983B1 (de) 2013-06-03 2023-12-13 LUMICKS DSM Holding B.V. Verfahren und system zur abbildung eines molekularstrangs
US10069271B2 (en) 2014-06-02 2018-09-04 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
US10618131B2 (en) 2014-06-05 2020-04-14 Nlight, Inc. Laser patterning skew correction
US9837783B2 (en) 2015-01-26 2017-12-05 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
US10050404B2 (en) 2015-03-26 2018-08-14 Nlight, Inc. Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss
WO2017008022A1 (en) 2015-07-08 2017-01-12 Nlight, Inc. Fiber with depressed central index for increased beam parameter product
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
CN108367389B (zh) 2015-11-23 2020-07-28 恩耐公司 激光加工方法和装置
EP3389915B1 (de) 2016-01-19 2021-05-05 NLIGHT, Inc. Verfahren zur verarbeitung von kalibrierungsdaten in 3d-laserabtastsystemen
US10673198B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-coupled laser with time varying beam characteristics
US10656427B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-19 Nlight, Inc. Multicore fiber-coupled optical probing techniques
US10730785B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Optical fiber bending mechanisms
JP7186695B2 (ja) 2016-09-29 2022-12-09 エヌライト，インコーポレーテッド 調節可能なビーム特性
US10690928B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-23 Nlight, Inc. Methods of and systems for heat deposition in additive manufacturing
US10673197B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based optical modulator
US10673199B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based saturable absorber
KR102611837B1 (ko) 2017-04-04 2023-12-07 엔라이트 인크. 검류계 스캐너 보정을 위한 광학 기준 생성
CN113436777B (zh) * 2021-08-27 2022-01-14 之江实验室 基于探针的双向电泳力光阱起支方法及装置与应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5445011A (en) * 1993-09-21 1995-08-29 Ghislain; Lucien P. Scanning force microscope using an optical trap
DE19939574B4 (de) 1999-08-20 2010-08-05 Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) Verfahren zur dreidimensionalen Objektabtastung
US6833923B2 (en) 2000-11-17 2004-12-21 Europaisches Laboratorium Fur Molekularbiologie (Embl) Method for 3D object-scanning
WO2003009305A2 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 The Regents Of The University Of California Measurement head for atomic force microscopy and other applications
GB0416498D0 (en) * 2004-07-23 2004-08-25 Council Cent Lab Res Councils Optically controllable device

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H.M. HERTZ ET AL.: "Optically trapped non-linear particles as probes for scanning near-field optical microscopy", ULTRAMICROSCPY, vol. 57, 1995, pages 309 - 312, XP002497365 *
KRESS HOLGER ET AL: "Tilt angle dependent three-dimensional-position detection of a trapped cylindrical particle in a focused laser beam", APPLIED PHYSICS LETTERS, AIP, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS, MELVILLE, NY, vol. 84, no. 21, 24 May 2004 (2004-05-24), pages 4271 - 4273, XP012061579, ISSN: 0003-6951 *
L. MALMQVIST AND H.M. HERTZ: "Second-harmonic generation in optically trapped nonlinear particles with pulsed lasers", APPLIED OPTICS, vol. 34, no. 18, 20 June 1995 (1995-06-20), pages 3392 - 3397, XP002497364 *
MARCUS REICHERTER ET AL: "Fast digital hologram generation and adaptive force measurement in liquid-crystal-display-based holographic tweezers", APPLIED OPTICS,, vol. 45, no. 5, 10 February 2006 (2006-02-10), pages 888 - 896, XP002496875 *
PETR JÁKL ET AL: "Measurement of surface details with nanometer resolution using several optically held probes", PROC OF SPIE,, vol. 6180, 1 January 2006 (2006-01-01), pages 61802A - 1, XP002496874 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104216103A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 华中科技大学 一种微管和光镊测控系统

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Publication number Publication date
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WO2008145108A1 (de) 2008-12-04
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US8415613B2 (en) 2013-04-09

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