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非線形光学顕微鏡および非線形光学顕微鏡法 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P120006446
整理番号 07895
掲載日 2012年1月10日
出願番号 特願2013-505837
登録番号 特許第5930220号
出願日 平成24年2月2日(2012.2.2)
登録日 平成28年5月13日(2016.5.13)
国際出願番号 JP2012052377
国際公開番号 WO2012127907
国際出願日 平成24年2月2日(2012.2.2)
国際公開日 平成24年9月27日(2012.9.27)
優先権データ
  • 特願2011-061333 (2011.3.18) JP
発明者
  • 磯部 圭佑
  • 緑川 克美
出願人
  • 国立研究開発法人理化学研究所
発明の名称 非線形光学顕微鏡および非線形光学顕微鏡法 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要 複数の励起光による非線形光学過程から生じる信号光を測定する非線形光学顕微鏡において、複数の励起光の集光点の重心を所定の周波数で位置変調し、信号光から変調周波数に応じた周波数成分を抽出する。抽出する周波数成分は、変調周波数の偶数倍とすることが好ましい。また、位置変調方法としては、集光点重心を、光軸に垂直な面内で直線状または螺旋状に移動させたり、光軸方向に直線状に移動させたりする方法が好ましい。
従来技術、競合技術の概要

n光子励起蛍光顕微鏡は、1光子励起蛍光顕微鏡の励起波長λexの約n倍長い励起波長λn≒ n・λexを用いることにより、蛍光分子を励起する。n光子励起による信号光強度は励起光強度のn乗に比例する。そのため、励起光を対物レンズ(開口数:NA)により集光した場合、励起光強度の高い集光点近傍のみで信号が発生する。その結果、同じ波長で1光子励起を行った場合の空間分解能0.61λn/NAに比べて、空間分解能がn1/2倍[(0.61・λn)/(n1/2・NA)]に向上する。

また、2波長以上の波長成分によって誘起される非線形光学過程(非縮退2光子励起蛍光、和周波発生過程、4光波混合過程、非縮退2光子吸収、誘導ラマン散乱など)により発生する信号光を検出する非線形光学顕微鏡法も利用されている。これらの手法でも、励起光強度の高い集光点近傍のみで非線形光学過程による信号が発生するため、空間分解能を向上させることができる。

産業上の利用分野

本発明は、非線形光学顕微鏡の空間分解能を向上させる手法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1の励起光を試料上に集光する第1の光学系と、
第2の励起光を試料上に集光する第2の光学系と、
前記第1の励起光と前記第2の励起光の試料上での集光位置を、所定の変調周波数で相対的に位置変調させる集光位置変調手段と、
試料から生じる信号光から、前記変調周波数に応じた周波数成分を抽出する信号抽出手段と、
を備える非線形光学顕微鏡。

【請求項2】
前記信号抽出手段は、前記信号光から前記変調周波数の偶数倍の周波数成分を抽出する、
請求項1に記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項3】
前記集光位置変調手段は、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸に垂直な面内で螺旋状に移動させる、
請求項1または2に記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項4】
前記集光位置変調手段は、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸に垂直な面内で直線状に移動させる、
請求項1または2に記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項5】
前記集光位置変調手段は、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸方向に直線状に移動させる、
請求項1~4のいずれかに記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項6】
前記集光位置変調手段は、第1の励起光または第2の励起光の集光位置を光軸に垂直な面内で移動させるポインティング変調ユニットを含む、
請求項3または4に記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項7】
前記集光位置変調手段は、第1の励起光または第2の励起光の集光位置を光軸方向に移動させる波面変調ユニットを含む、
請求項5記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項8】
第1の励起光および第2の励起光はパルスレーザ光であり、
第1の励起光と第2の励起光の集光位置を時間的に重ねるための時間遅延光学系を更に備える、
請求項1~7のいずれかに記載の非線形光学顕微鏡。

【請求項9】
所定の変調周波数で第1の励起光と第2の励起光の集光位置を相対的に位置変調させつつ、試料上に第1の励起光と第2の励起光を集光する集光工程と、
試料から生じる信号光から、前記変調周波数に応じた周波数成分を抽出する抽出工程と、
を含む、非線形光学顕微鏡法。

【請求項10】
前記抽出工程では、前記信号光から前記変調周波数の偶数倍の周波数成分を抽出する、
請求項9に記載の非線形光学顕微法。

【請求項11】
前記集光工程では、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸に垂直な面内で螺旋状に移動させる、
請求項9または10に記載の非線形光学顕微法。

【請求項12】
前記集光工程では、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸に垂直な面内で直線状に移動させる、
請求項9または10に記載の非線形光学顕微法。

【請求項13】
前記集光工程では、第1の励起光の集光位置と第2の励起光の集光位置との重心を、光軸方向に直線状に移動させる、
請求項9~12のいずれかに記載の非線形光学顕微法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013505837thum.jpg
出願権利状態 登録
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