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Title:
MICROSCOPE, IN PARTICULAR LIGHT SHEET MICROSCOPE OR CONFOCAL MICROSCOPE, AND RETROFIT KIT FOR A MICROSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024786
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a microscope (1), in particular a light sheet microscope (2) or a confocal microscope (3), and to an optical retrofit kit (150) for a microscope (1), in particular for a light sheet microscope (2) or confocal microscope (3), having illumination optics (5) for transmitting light of at least two wavelengths (27a, 27b) from at least one light source (11), along respective wavelength-dependent beam paths (23a, 23b), from an illumination side (29) of the illumination optics (5) to a specimen side (83) of the illumination optics (5). Prior art microscopes (1) exhibit a longitudinal chromatic aberration (37a) and/or a lateral chromatic aberration (37b) which reduce the imaging quality of the microscope (1). The microscope (1) and the optical retrofit kit (150) according to the invention solve this problem in that the microscope (1) and optical retrofit kit (150) comprise a lateral chromatic correction system (65) with at least one optical lateral chromatic correction element (67), wherein the beam paths (23a, 23b) of the at least two different wavelengths (27a, 27b) have, at the output (84) of the lateral chromatic correction element (65) on the specimen side, a parallel offset (43) relative to each other and/or are inclined relative to each other in relation to the illumination side (29), causing on the specimen side (83) of the illumination optics (5) an offset (43) between the focal points (31a, 31b) of the at least two wavelengths (27a, 27b) transversely to an optical axis (41) of the illumination optics (5).

Inventors:
FAHRBACH, Florian (Cambridgestr. 8, Heidelberg, 69115, DE)
KNEBEL, Werner (Hebelstr. 17/1, Kronau, 76709, DE)
Application Number:
EP2017/069567
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
August 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
LEICA MICROSYSTEMS CMS GMBH (Ernst-Leitz-Str. 17-37, Wetzlar, 35578, DE)
International Classes:
G02B21/00; G02B21/36; G02B27/00; G01N21/64
Attorney, Agent or Firm:
ERK, Patrick (GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB, Leopoldstraße 4, Munich, 80802, DE)
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Claims:
Ansprüche

Mikroskop (1), insbesondere Lichtscheiben- (2) oder Konfokalmikroskop (3), mit einer Beleuchtungsoptik (5) zur Transmission von Licht mindestens zweier Wellenlängen (27a, 27b) von mindestens einer Lichtquelle (11) entlang jeweils eines wellenlängenabhängigen Strahlengangs (23a, 23b) von einer Beleuchtungsseite (29) der Beleuchtungsoptik (5) zu einer Probenseite (83) der Beleuchtungsoptik (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop (1) eine Farb-Querkorrektureinrichtung (65) mit wenigstens einem optischen Farb-Querkorrekturelement (67) aufweist, wobei am probenseitigen Ausgang (84) des Farb-Querkorrekturelements (67) die Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen (27a, 27b) einen Versatz (85) parallel zueinander und/oder eine Verkippung zueinander gegenüber der Beleuchtungsseite (29) aufweisen, der auf der Probenseite (83) der Beleuchtungsoptik (5) in einem Versatz (43) der Foki (31a, 31b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) quer zu einer optischen Achse (41) der Beleuchtungsoptik (5) resultiert.

Mikroskop (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, der auf der Probenseite (83) der Beleuchtungsoptik (5) durch das Farb-Querkorrekturelement (67) hervorgerufene Versatz (43) der Foki (31a, 31b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) quer zur optischen Achse (41) der Beleuchtungsoptik (5) dem im Wesentlichen durch die Beleuchtungsoptik (5) hervorgerufenen Versatz (43) der Foki (31a, 31 b) zueinander quer zur optischen Achse (41) der Beleuchtungsoptik (5) entgegengerichtet ist.

Mikroskop (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei optische Farb-Querkorrekturelemente (67) vorgesehen sind, von denen wenigstens ein optisches Farb-Querkorrekturelement (67) relativ kippbar zum anderen Farb- Querkorrekturelement (67) ausgestaltet ist.

Mikroskop (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente (67) als transmittierende, im Wesentlichen planparallele Platte (68) ausgestaltet ist.

Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente (67) als transmittierende, im Wesentlichen planparallele Platten (68) ausgestaltet sind und dass die wenigstens zwei planparallelen transmittierenden Platten (68) eine unterschiedliche Brechzahl und/oder Dicke (69, 71) aufweisen.

6. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente (67) eine unterschiedliche Materialdispersion (33) aufweisen.

7. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente (67) miteinander bewegungs- übertragend gekoppelt sind.

8. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Farb-Längskorrektureinrichtung (123) vorgesehen ist, wobei die Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen (27a, 27b) beleuchtungsseitig der Farb-Längskorrektureinrichtung (123) eine Divergenz (119) oder Konvergenz (121) zueinander aufweisen, die sich von der Divergenz (119) oder Konvergenz (121) der Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) zueinander auf der Probenseite (83) der Farb-Längskorrektureinrichtung (123) unterscheiden.

9. Mikroskop (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Farb- Längskorrektureinrichtung (123) mindestens ein refraktives (109) und mindestens ein diffraktives optisches Element (95) aufweist.

10. Mikroskop (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine refraktive optische Element (109) und/oder das mindestens eine diffraktive optische Element (95) eine variabel einstellbare Brennweite (103, 105) aufweisen. 11. Mikroskop (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine diffraktive optische Element (95) als räumlicher Lichtmodulator (101) ausgestaltet ist.

12. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) in nicht- paraxialen Randbereichen (8) der Beleuchtungsoptik (5) verlaufen und dass auf der Pro- benseite (83) der Beleuchtungsoptik (5) mindestens ein, die Strahlengänge (23a, 23b) um im Wesentlichen 90° umlenkender Umlenkspiegel (53) vorgesehen ist.

13. Optischer Nachrüstsatz (150) für ein Mikroskop (1), insbesondere für ein Lichtscheiben- (2) oder Konfokalmikroskop (3), das eine Beleuchtungsoptik (5) zur Transmission von Licht mindestens zweier Wellenlängen (27a, 27b) von mindestens einer Lichtquelle (11) entlang jeweils eines wellenlängenabhängigen Strahlengangs (23a, 23b) von einer Beleuchtungsseite (29) der Beleuchtungsoptik (5) zu einer Probenseite (83) der Beleuch- tungsoptik (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachrüstsatz (150) eine Farb-Querkorrektureinrichtung (65) mit wenigstens einem optischen Farb- Querkorrekturelement (67) aufweist, wobei am probenseitigen Ausgang (84) des Farb- Querkorrekturelements (67) die Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei unter- schiedlichen Wellenlängen (27a, 27b) einen Versatz (85) parallel zueinander und/oder eine Verkippung zueinander gegenüber der Beleuchtungsseite (29) aufweisen, der auf der Probenseite (83) der Beleuchtungsoptik (5) in einem Versatz (43) der Foki (31a, 31b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) quer zu einer optischen Achse (41) der Beleuchtungsoptik (5) resultiert. 14. Optischer Nachrüstsatz (150) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass, der auf der Probenseite (83) der Beleuchtungsoptik (5) durch das Farb-Querkorrekturelement (67) hervorgerufene Versatz (43) der Foki (31a, 31b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) quer zur optischen Achse (41) der Beleuchtungsoptik (5) dem im Wesentlichen durch die Beleuchtungsoptik (5) hervorgerufenen Versatz (43) der Foki (31a, 31 b) zuei- nander quer zur optischen Achse (41 ) der Beleuchtungsoptik (5) entgegengerichtet ist.

15. Optischer Nachrüstsatz (150) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Farb-Längskorrektureinrichtung (123) vorgesehen ist, wobei die Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen (27a, 27b) beleuchtungs- seitig der Farb-Längskorrektureinrichtung (123) eine Divergenz (119) oder Konvergenz (121) zueinander aufweisen, die sich von der Divergenz (119) oder Konvergenz (121) der

Strahlengänge (23a, 23b) der mindestens zwei Wellenlängen (27a, 27b) zueinander auf der Probenseite (83) der Farb-Längskorrektureinrichtung (123) unterscheiden.

Description:
Mikroskop, insbesondere Lichtscheiben- oder Konfokalmikroskop

und Nachrustsatz für ein Mikroskop

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop, insbesondere ein Lichtscheiben- oder Konfokalmikroskop, mit einer Beleuchtungsoptik zur Transmission von Licht mindestens zweier Wellenlängen von mindestens einer Lichtquelle entlang jeweils eines wellenlängenabhängigen Strahlengangs von einer Beleuchtungsseite der Beleuchtungsoptik zu einer Probenseite der Beleuchtungsoptik. Die Erfindung betrifft ferner einen optischen Nachrustsatz für ein Mikroskop, insbesondere für ein Lichtscheiben- oder Konfokalmikroskop, das eine Beleuchtungsoptik zur Transmission von Licht mindestens zweier Wellenlängen von mindestens einer Lichtquelle entlang jeweils eines wellenlängenabhängigen Strahlengangs von einer Beleuchtungsseite der Beleuchtungsoptik zu einer Probenseite der Beleuchtungsoptik aufweist.

Mikroskope, wie zum Beispiel ein Lichtscheibenmikroskop oder ein Konfokalmikroskop sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Mikroskope haben gemein, dass eine Beleuchtungsoptik nicht die komplette zu untersuchende Probe beleuchtet, sondern lediglich einen begrenzten Bereich, welcher im Falle eines Lichtscheibenmikroskopes in einer Richtung entlang einer optischen Achse einer Beobachtungsoptik begrenzt ist. Der beleuchtete Bereich einer mittels eines Lichtscheibenmikroskops untersuchten Probe hat somit eine im Wesentlichen zweidimensionale Struktur. Die beleuchteten Bereiche in der Konfokalmikroskopie sind im Wesentlichen null- dimensional und deren Größe liegt in der Größenordnung des beugungsbegrenzten minimalen Fokusdurchmessers der Beleuchtungswellenlänge. Im Modell werden diese als punktförmig angenommen.

Eine zumindest entlang der optischen Achse der Beobachtungsoptik beschränkter beleuchteter Bereich hat den Vorteil, dass sich die über die Beobachtungsoptik zur Verfügung gestellte Bildinformation der Probe im Wesentlichen aus der Bildinformation des beleuchteten, beschränkten Volumenbereiches der Probe zusammensetzt. Mit anderen Worten tragen lediglich jene Bildpunkte bzw. jene Ebene zum Bildaufbau bei, die von der Beleuchtungsoptik beleuchtet werden.

Bei bestimmten Arten von Mikroskopen aus dem Stand der Technik erfolgt die Beleuchtung durch Randbereiche der Beleuchtungsoptik. Dies hat zur Folge, dass die Qualität der Beleuchtung und folglich auch die Qualität der Abbildung der Probe zu wünschen übrig lassen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Mikroskop bzw. einen optischen Nachrüst- satz zu schaffen, welches bzw. welcher eine verbesserte Qualität der Beleuchtung, als auch eine verbesserte Abbildungsqualität aufweist. Die verbesserten Qualitäten sollen insbesondere auch dann erzielt werden, wenn die Beleuchtung durch Randbereiche der Beleuchtungsoptik erfolgt.

Das eingangs erwähnte Mikroskop und der eingangs erwähnte optische Nachrüstsatz lösen diese Aufgabe jeweils dadurch, dass das Mikroskop bzw. der Nachrüstsatz eine Farb- Querkorrektureinrichtung mit wenigstens einem optischen Farb-Querkorrekturelement aufweist, wobei am probenseitigen Ausgang des Farb-Querkorrekturelements die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen einen Versatz parallel zueinander und/oder eine Verkippung zueinander gegenüber der Beleuchtungsseite aufweisen, der auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik in einem Versatz der Foki der mindestens zwei Wellenlängen quer zu einer optischen Achse der Beleuchtungsoptik resultiert.

Ein Versatz kann durch eine Linse in eine Verkippung transformiert werden, ebenso kann eine Verkippung durch eine Linse in einen Versatz transformiert werden.

Das erfindungsgemäße Mikroskop und der erfindungsgemäße optische Nachrüstsatz haben den Vorteil, dass der durch die Farb-Querkorrektureinrichtung erzeugte Versatz der Foki auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik sowohl die Beleuchtungsqualität, als auch die Abbildungsqualität des Mikroskops verbessert. Dieser Vorteil wird auch erzielt, wenn die Beleuchtung durch Randbereiche der Beleuchtungsoptik erfolgt.

Es wurde festgestellt, dass der multispektrale Betrieb eines Mikroskops, d.h. simultan bei mehreren Wellenlängen, bei der Verwendung transmittierender Optiken in der Beleuchtungsoptik zu einem chromatischen Abbildungsfehler (auch: Aberration) führen kann, welcher die Qualität der Abbildung der zu untersuchenden Probe stark reduzieren kann.

Die Dispersion dielektrischer Materialien, d.h. deren wellenlängenabhängige Brechzahl, führt dazu, dass koaxial verlaufende Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge beim Eintritt (und/oder Austritt) und einem von 90 Grad verschiedenen Winkel zur Oberfläche in das dielekt- rische Material unterschiedlich stark gebrochen werden, was bei refraktiven optischen Elementen, wie zum Beispiel Linsen, zu chromatischer Aberration führt.

Eine chromatische Aberration umfasst eine laterale chromatische Aberration, den sogenannten Farbquerfehler, und eine axiale chromatische Aberration, den sogenannten Farblängsfehler. Beide äußern sich insbesondere im Brennpunkt bzw. Fokus der Linse. Die axiale chromatische Aberration bewirkt, dass die Brennpunkte verschiedener Wellenlängen entlang einer parallel zur optischen Achse verlaufenden Richtung gegeneinander versetzt sind. Die laterale chromatische Aberration bewirkt, dass die Brennpunkte verschiedener Wellenlängen in einer senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Richtung gegeneinander versetzt sind. Die Foki unterschiedlicher Wellenlängen befinden sich somit, bei koaxialem Eintritt in die Linse, in einem unterschiedlichen Abstand zur optischen Achse der Linse. Diese Form der chromatischen Aberration tritt insbesondere zutage, wenn ein optisches Element schräg bzw. in seinen Randbereichen von multispektralen Lichtstrahlen durchdrungen wird.

Wird zur Probenbeleuchtung in einem Konfokal- oder Lichtscheibenmikroskop Licht mit mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen genutzt, so führt dies dazu, dass die unterschiedlichen Wellenlängen nicht denselben Bereich in der Probe beleuchten und die Beleuchtungs- und Abbildungsqualität herabsetzen.

Insbesondere der Farbquerfehler kann die Abbildungsqualität in einem Lichtscheibenmikroskop deutlich herabsetzen, da bei Beleuchtung mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen zwei entlang der optischen Achse der Beobachtungsoptik gegeneinander versetzte, scheibenförmige Bereiche beleuchtet werden. Die Beobachtungsoptik ist allerdings nur auf eine einzige Ebene scharf gestellt, so dass die zweite scheibenförmige beleuchtete Ebene unscharf abgebildet wird.

Das erfindungsgemäße Mikroskop bzw. der erfindungsgemäße optische Nachrüstsatz wirken jeweils einer durch chromatische Aberration hervorgerufene Verringerung der Abbildungsqualität entgegen.

Im Folgenden werden weitere jeweils für sich vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Technische Merkmale der Ausgestaltungen können beliebig kombiniert bzw. weggelassen werden, sofern es nicht auf den mit dem weggelassenen technischen Merkmal erzielten technischen Effekt ankommt.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops ist der auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik durch die Farb-Querkorrektureinrichtung hervorgerufene Versatz der Foki der mindestens zwei Wellenlängen quer zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik dem im Wesentlichen durch die Beleuchtungsoptik hervorgerufenen Versatz der Foki zueinander quer zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik entgegengerichtet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Farbquerfehler verringert bzw. gänzlich kompensiert werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Farb-Querkorrektureinrichtung um die optische Achse oder um die Ausbreitungsrichtung rotierbar sein. Somit können Farbquerfehler entlang jeder senkrecht zur optischen Achse stehenden Achse kompensiert werden. Die Beleuchtungsoptik kann mehrere transmittierende optische Elemente und/oder einen Strahlenverlauf umlenkende Elemente umfassen. Die Beleuchtungsseite der Beleuchtungsoptik kann einen optischen Eingang aufweisen, an welchem ein Lichtwellenleiter, über welchen das Licht einer Lichtquelle übertragen wird, angeschlossen werden kann. Ebenso kann an der Beleuch- tungsseite der Beleuchtungsoptik eine Lichtquelle vorgesehen sein.

Als Beleuchtungsseite eines Elementes, einer Optik oder einer Einrichtung ist jene Seite zu verstehen, welche in Richtung der Lichtquelle weist. Entsprechend ist die Probenseite eines Elementes, einer Optik oder einer Einrichtung als jene Seite zu verstehen, welche in Richtung der zu beleuchtenden Probe weist. Bei Betrachtung von Richtungen in einem gefalteten optischen Aufbau ist dieser als entfaltet anzusehen, so dass eine Seite eines Elements stets entweder zur Proben- oder zur Beleuchtungsseite weist.

Die Farb-Querkorrektureinrichtung kann auf der Probenseite bzw. auf der Beleuchtungsseite der Beleuchtungsoptik angeordnet sein, oder aber in der Beleuchtungsoptik, d.h. zum Beispiel zwischen zwei optischen Elementen der Beleuchtungsoptik, positioniert sein. Die Farb-Querkorrektureinrichtung kann als eine separate, als Einheit verbaubare Baugruppe mit einem beleuchtungsseitigen Eingang und einem probenseitigen Ausgang ausgestaltet sein, wobei die Farb-Querkorrektureinrichtung die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen am probenseitigen Ausgang der Farb-Querkorrektureinrichtung gegeneinander versetzt und/oder gegeneinander verkippt. Der Versatz und/oder die Verkippung ist ein relativer Versatz und/oder relative Verkippung der Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen, d.h. am probenseitigen Ausgang wird kein absoluter Versatz und/oder Verkippung zwischen den Strahlengängen der mindestens zwei Wellenlängen generiert. Der relative Versalz und/oder die relative Verkippung kann auf einen unter Umständen bereits vorhandenen Versatz und/oder Verkippung der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen beaufschlagt werden.

Die Farb-Querkorrektureinrichtung kann ferner Linsen umfassen, welche aus einem Versatz zweier Strahlengänge zueinander eine Verkippung machen bzw. aus einer Verkippung zweier Strahlengänge zueinander einen Versatz. Folglich kann der am probenseitigen Ausgang der Farb-Querkorrektureinrichtung resultierende Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen durch eine Verkippung der Strahlengänge zueinander und einer nachfolgenden Linse erzeugt werden. Ein Versatz bzw. eine Verkippung zweier Strahlengänge zueinander ist jeweils als relative Variation der Strahlengänge zueinander zu verstehen. Das Mikroskop kann ferner kippbare Scanelemente aufweisen, insbesondere Scanspiegel, die dazu dienen können, die Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen gemeinsam abzulenken, wobei bei einer solchen Ablenkung der relative Versatz bzw. die relative Verkippung der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen unverändert bleibt.

In einem Lichtscheibenmikroskop kann der Scanspiegel dazu genutzt werden, ein sogenanntes virtuelles Lichtblatt (Virtual lightsheet) zu erzeugen. In der zu betrachtenden Probe ausgebildete eindimensionale Fokusbereiche können durch den Scanspiegel bewegt werden, so dass sich das virtuelle Lichtblatt in einer Ebene senkrecht zur Beobachtungsrichtung der Probe sequenzi- ell aufbaut. Ferner kann ein System aus Scanspiegeln vorgesehen sein, welches es erlaubt, das virtuelle Lichtblatt entlang der Beobachtungsrichtung zu verschieben und somit eine rechnergestützte dreidimensionalen Darstellung der Probe zu generieren.

Die Beleuchtungsoptik kann einen Farbquerfehler aufweisen, so dass auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik die Foki der mindestens zwei Wellenlängen in einem unterschiedlichen Abstand zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik ausgebildet sind. Die Farb- Querkorrektureinrichtung wirkt diesem relativen Versatz der Foki der wenigstens zwei Wellenlängen entgegen. Besonders bevorzugt wirkt die Farb-Querkorrektureinrichtung dem Versatz der Strahlengänge durch die Beleuchtungsoptik derart entgegen, dass besagter Versatz durch die Beleuchtungsoptik kompensiert wird. Unter der Kompensation ist zu verstehen, dass mittels der Farb-Querkorrektureinrichtung die Foki der mindestens zwei Wellenlängen derart gegeneinander versetzt werden, dass diese sich auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik in einer im Wesentlichen gleichen Entfernung zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik befinden. Durch eine Kaskadierung mehrerer Farb-Querkorrektureinrichtungen kann der Farbquerfehler für mehr als zwei Wellenlängen unabhängig voneinander korrigiert werden.

Die Farb-Querkorrektureinrichtung kann insbesondere im Bereich einer aufgeweiteten Strahltaille angeordnet sein, das heißt in einem Abschnitt des Strahlenganges bzw. der Strahlengänge mit geringer Divergenz bzw. Konvergenz.

In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops umfasst die Farb- Querkorrektureinrichtung ein hochdispersives Dünnschichtfilter. Dieses hat den Vorteil, dass es einen platzsparenden Aufbau der Farb-Querkorrektureinrichtung erlaubt. Ein solches Filter kann zum Beispiel eine periodische Struktur dielektrischer Materialien unterschiedlicher Brechzahl umfassen, die zum Beispiel in Form einer sogenannten gechirpten Struktur (vgl. gechirpte Spiegel) oder einer Resonatorstruktur vorliegen kann.

In einer Ausgestaltung des Mikroskops kann die Farb-Querkorrektureinrichtung mindestens ein optisches Element umfassen, an dessen Probenseite die Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen gegenüber der Beleuchtungsseite gegeneinander verkippt sein können.

Derartige optische Elemente sind zum Beispiel Prismen und/oder Gitter, wobei die von diesen optischen Elementen erzeugte Winkeldispersion, d.h. die von der jeweiligen Wellenlänge abhängigen Winkel der mindestens zwei Wellenlängen zueinander, durch eine abbildende Optik mit einer ungeraden Anzahl optischer Elemente in einen Versatz der Strahlengängen der mindestens zwei Wellenlängen transformiert wird.

In dieser Ausgestaltung kann ferner ein Umlenkelement wie zum Beispiel ein Umlenkprisma und/oder ein Umlenkspiegel vorgesehen sein, mittels derer die mit der Winkeldispersion beaufschlagten Wellenlängen im Mittel wieder auf die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung zurückge- lenkt werden können.

Ein derartiger Aufbau einer optischen Umlenkeinrichtung mittels Umlenkspiegel bzw. mittels mindestens eines Umlenkspiegels und eines Umlenkprismas kann auch für die Farb- Querkorrektureinrichtung mit hochdispersivem Dünnschichtfilter verwendet werden. Im Falle des Filters kann somit der Strahlengang beider seitlich zueinander versetzter Wellenlängen im Mittel wieder auf die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung umgelenkt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops sind wenigstens zwei optische Farb-Querkorrekturelemente vorgesehen, von denen wenigstens ein optisches Farb- Querkorrekturelement relativ kippbar zum anderen Farb-Querkorrekturelement ausgestaltet ist. Eine kippbare Anordnung wenigstens eines der optischen Farb-Querkorrekturelemente hat den Vorteil, dass der Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen eingestellt werden kann.

Die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente können bevorzugt in Transmission betrieben werden. Ebenso können zwei hochdispersive Dünnschichtfilter vorgesehen sein.

Die Farb-Querkorrekturelemente sind bevorzugt drehbar um eine Achse gelagert, wobei die Achse bevorzugt parallel zum Lichtblatt orientiert sein kann und/oder senkrecht zu jener Ebene liegen kann, die durch die optische Achse der Beleuchtungsoptik und die Richtung des Farb- querfehlers definiert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops ist wenigstens eines der wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente als transmittierende, im Wesentlichen planparallele Platte ausgestaltet.

Bevorzugt können beide Farb-Querkorrekturelemente als jeweils planparallele transmittierende Platte ausgestaltet sein. Eine im Wesentlichen planparallele Platte hat den Vorteil, dass diese bei nicht senkrechtem Einfall von Licht unterschiedlicher Wellenlängen die unterschiedlichen spektralen Anteile gegeneinander versetzt, wobei alle Wellenlängenanteile einen gemeinsamen Versatz durch die planparallele Platte erfahren. Unter ,im Wesentlichen planparallel' ist zu verstehen, dass die transmittierende Platte einen geringfügigen Keil (sogenannte wedged optical elements) aufweisen kann. Dies hat den Vorteil, dass Fabry Perot Effekte vermieden werden können. Ein optisches Element mit einem geringfügigen Keil ist im Rahmen dieser Beschreibung noch als planparallel anzusehen. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops sind zwei der wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente als transmittierende, im Wesentlichen planparallele Platten ausgestaltet, wobei die wenigstens zwei planparallelen transmittierenden Platten eine unterschiedliche Brechzahl und/oder Dicke aufweisen. Sind die beiden Platten mit unterschiedlicher Brechzahl und/oder Dicke ausgestaltet, so ist es möglich, den gemeinsamen Strahlver- satz der Strahlengängen der mindestens zwei Wellenlängen zu kompensieren, ohne jedoch den relativen Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen ebenso zu kompensieren.

Die zwei planparallelen transmittierenden Platten unterschiedlicher Brechzahl und/oder Dicke können jeweils unter unterschiedlichen Winkeln zu den Strahlengängen orientiert sein, insbe- sondere kann eine Platte im mathematisch positiven Richtungssinn (gegen den Uhrzeigersinn), die andere Platte im mathematisch negativen Richtungssinn (Im Uhrzeigersinn) verkippt sein. Dies erlaubt es, die absolute Verschiebung der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung zu kompensieren.

Die unterschiedlichen Winkel zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung erzeugen eine unter- schiedliche Winkelaufspaltung der mindestens zwei Wellenlängen und ferner einen unterschiedlichen Versatz, der dadurch ausgeglichen wird, dass die planparallele Platte mit der geringeren Winkelaufspaltung und dem geringeren Versatz dicker ausgestaltet ist. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops weisen die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente eine unterschiedliche Materialdispersion auf. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein relativ großer Versatz zweier unterschiedlicher Wellenlängen zueinander gewünscht ist. Die Materialdispersion ist ein Materialparameter, mittels welchem sich die Aufspaltung zweier unterschiedlicher Wellenlängen bzw. der Versalz zweier unterschiedlicher Wellenlängen zueinander einstellen lässt. Hochdispersive Materialien mit niedriger Abbe-Zahl (z. B. Flintglas) können für den relativen Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander verwendet werden, wohingegen niedrigdispersive Materialien mit hoher Abbe-Zahl wie Kronglas dazu verwendet werden können, den gemeinsamen Strahlversatz beider Wellenlängen zu kompensieren, ohne jedoch den relativen Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander komplett zu kompensieren.

Da beispielsweise Krongläser und Flintgläser eine ähnliche Brechzahl aufweisen, werden zwei planparallele Platten aus diesen beiden Materialien einen vergleichbaren absoluten Versatz beider unterschiedlicher Wellenlängen generieren, wohingegen das höherdispersive Flintglas einen größeren relativen Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander generiert.

Der relative Versatz der Strahlengängen der mindestens zwei Wellenlängen zueinander kann ferner vergrößert werden, wenn die planparallele Platte mit geringerer Dispersion unter einem geringeren Winkel zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung im Strahlengang angeordnet ist und eine größere Dicke aufweist als die planparallele Platte mit größerer Materialdispersion.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops sind die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente miteinander bewegungsübertragend gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass der relative Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander variabel einstellbar ist und zeitgleich durch die bewegungsübertragende Kopplung der wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente der geänderten absoluten Versatz der Strahlengänge zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung kompensiert werden kann.

Der relative Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen nach Transmission durch das erste optische Farb-Querkorrekturelement ist abhängig vom Winkel des beleuch- tungsseitigen Farb-Querkorrekturelements zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung des Lichtes. Ein größerer Winkel führt zu einem größeren relativen Versatz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen, allerdings auch zu einem erhöhten absoluten Versatz der Strah- lengänge zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung. Die bewegungsübertragende Kopplung des probenseitigen optischen Farb-Querkorrekturelements kann derart ausgestaltet sein, dass diese den variierten absoluten Versatz der Strahlengänge zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung im Wesentlichen kompensiert. Die wenigstens zwei optischen Farb-Querkorrekturelemente können mechanisch, z. B. durch ein Getriebe, bewegungsubertragend gekoppelt sein. Die bewegungsübertragende Kopplung kann auch elektrisch, z. B. mittels zweier Elektromotoren, insbesondere Schrittmotoren erfolgen.

Eine derartige bewegungsübertragende Kopplung kann ebenso in den zuvor genannten Ausge- staltungen des Mikroskops mit einem hochdispersiven Dünnschichtfilter bzw. einem die Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen gegeneinander verkippenden optischen Element, wie zum Beispiel Prisma oder Gitter, angewandt werden.

Die die mindestens zwei Wellenlängen gegeneinander verkippenden Elemente können einzeln und/oder gegeneinander entlang der Ausbreitungsrichtung verschieblich sein. Prismen können ferner entlang oder entgegen einer Einschubrichtung verschieblich sein, wobei die Einschubrichtung von einer Prismenbasis zu einem Apex weist.

Somit kann die Farb-Querkorrektureinrichtung als Einrichtung ausgestaltet sein, welche in die Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen eingebracht werden kann, wobei am probenseitigen Ausgang der Farb-Querkorrektureinrichtung lediglich ein relativer Versatz der Strahlen- gänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander, jedoch kein absoluter Versatz der Strahlengänge zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung auftritt.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops ist eine Farb- Längskorrektureinrichtung vorgesehen, wobei die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen beleuchtungsseitig der Farb-Längskorrektureinrichtung eine Diver- genz oder Konvergenz zueinander aufweisen, die sich von der Divergenz oder Konvergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander auf der Probenseite der Farb- Längskorrektureinrichtung unterscheiden. Dies hat den Vorteil, dass eine relative Verschiebung der Fokuslagen der mindestens zwei Wellenlängen zueinander entlang der optischen Achse der Beleuchtungsoptik möglich ist. Die Verschiebung der Foki der mindestens zwei Wellenlängen entlang bzw. entgegen der optischen Achse der Beleuchtungsoptik kann zum Beispiel dafür genutzt werden, beide Foki in Überlappung miteinander zu bringen, so dass ein durch die überlappenden Foki definierter Bereich zeitgleich mit beiden Wellenlängen beleuchtet werden kann.

Die Farb-Längskorrektureinrichtung kann insbesondere alleinstehend, das heißt ohne die Farb- Querkorrektureinrichtung in einem Mikroskop vorgesehen sein. Die Beleuchtungsoptik des Mikroskops kann einen Farb-Längsfehler aufweisen, wobei es die Farb-Längskorrektureinrichtung erlaubt, die durch den Farb-Längsfehler auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik auftretenden Verschiebungen der Fokuspunkte unterschiedlicher Wellenlängen relativ zueinander entlang bzw. entgegen der optischen Achse zusätzlich und gezielt zu verschieben und diese z. B. in Überdeckung zu bringen. Ein Farb-Querfehler kann weiterhin auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik auftreten.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Divergenz bzw. Konvergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen durch die Farb-Längskorrektureinrichtung relativ zueinander derart zu verändern, dass diese Änderung auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik zu einer Überdeckung der Fokuspunkte der mindestens zwei Wellenlängen in bzw. entgegen der opti- sehen Achse der Beleuchtungsoptik führt.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops weist die Farb- Längskorrektureinrichtung mindestens ein refraktives und mindestens ein diffraktives optisches Element auf.

Refraktive optische Elemente können zum Beispiel als sphärische Linsen ausgestaltet sein. Diffraktive optische Elemente, auch DOE genannt, können als im Wesentlichen plane optische Elemente ausgestaltet sein, die eine Mikrostruktur aufweisen. Die Mikrostruktur weist in Abhängigkeit von der Position auf dem DOE unterschiedliche optische Weglängen für transmittiertes Licht auf, so dass durch das DOE durchtretende Teilstrahlen phasenmoduliert sind und konstruktive oder destruktive Interferenz des Lichts durch das DOE hervorgerufen wird. Während eine sphärische Linse mit normaler Dispersion für kurzwelliges Licht eine kürzere Brennweite aufweist als für langwelliges Licht, ist die Relation der Brennweiten für eine diffraktiv arbeitende Linse entgegengesetzt.

Um im Stand der Technik zur Korrektur des Farb-Längsfehlers einen gewünschten Unterschied in der Divergenz bzw. Konvergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen mit konventionellen Linsen zu erreichen, muss im Allgemeinen beiden Farben eine stärkere Divergenz bzw. Konvergenz aufgeprägt werden. Mit vorliegender Erfindung kann eine relative Änderung der Konvergenz bzw. Divergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen erreicht werden, ohne dass bei den Strahlengängen eine starke absolute Divergenz bzw. Konvergenz aufgeprägt werden muss.

Insbesondere kann die Farb-Längskorrektureinrichtung auf der Beleuchtungs- und der Proben- seite eine im Wesentlichen identische absolute Konvergenz bzw. Divergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen aufweisen, wohingegen die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen auf der Probenseite der Farb-Längskorrektureinrichtung eine relative Änderung der Divergenz oder Konvergenz zueinander aufweisen können.

In einerweiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops weist das mindestens eine refraktive optische Element und/oder das mindestens eine diffraktive optische Element eine variabel einstellbare Brennweite auf. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die absolute Lage der Foki der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen, als auch die relative Lage der Foki der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander einstellbar ist.

Bevorzugt können dabei sowohl das refraktive optische Element als auch das diffraktive opti- sehe Element variabel einstellbar sein. Somit kann die Korrektur eines Farblängsfehlers für verschiedene Kombinationen aus zwei Wellenlängen möglich sein, ohne dass die effektive Brennweite, d. h. beispielsweise die Lage des Lichtblattes verändert wird.

In jeder Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops können auch mehrere Farb-Längs- korrektureinrichtungen kaskadiert vorgesehen sein, um den Farblängsfehler für mehr als zwei Wellenlängen kompensieren zu können. Die Kaskadierung von Farb-Längskorrektureinrich- tungen kann unabhängig von einer Kaskadierung der Farb-Querkorrektureinrichtungen zusätzlich oder alternativ zu dieser erfolgen.

Das refraktive optische Element kann eine flüssigkeitsgefüllte Linse sein, die über Druck oder ein Piezzoelement in ihrer Brennweite veränderbar ist. Das diffraktive, bevorzugt durchstimmbare, optische Element kann eine diffraktive durchstimmbare Linse, wie z. B. eine diffraktive Moire-Linse, eine diffraktive Flüssigkristall-Linse oder eine Alvarez-Lohmann-Linse sein.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops ist das mindestens eine diffraktive optische Element als räumlicher Lichtmodulator ausgestaltet. Ein räumlicher Licht- modulator, auch SLM (englisch: spatial light modulator) genannt, kann repetitiv, reproduzierbar und mit Schaltzeiten im Bereich weniger Millisekunden bis zu 100 ms unterschiedliche phasenmodulierende Mikrostrukturen generieren.

Der räumliche Lichtmodulator kann transmittiv oder reflektiv ausgestaltet sein. Da ein reflektiver räumlicher Lichtmodulator gefaltete Strahlengänge und einen größeren Abstand zwischen dem Lichtmodulator und der refraktiven Optik benötigt, ist bevorzugt ein transmittiver räumlicher Lichtmodulator vorgesehen.

Ein weiterer Vorteil eines räumlichen Lichtmodulators ist, dass dieser im Allgemeinen mit computergenerierten Beugungsmustern beaufschlagt werden kann, welche zum Beispiel rechnergestützt auf einfache Weise einer Optimierung unterworfen werden können, um die gewünschte relative Verschiebung der Foki auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik einzustellen. Die im Vergleich trägere diffraktive Linse kann auf einen festen Wert eingestellt werden, wobei Abweichungen der variablen refraktiven Linse zum gewünschten voreingestellten Wert durch die variable diffraktive Linse, welche durch den räumlichen Lichtmodulator zur Verfügung gestellt wird, ausgeglichen werden können. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops verlaufen die Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen in nicht-paraxialen Randbereichen der Beleuchtungsoptik, wobei auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik mindestens ein, die Strahlengänge um im Wesentlichen 90° umlenkender Umlenkspiegel vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Beleuchtungsoptik mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmodi aufweist. Das Mikroskop kann eine Beobachtungsoptik, zum Beispiel in Form eines Okulars, aufweisen, welches bevorzugt koaxial zur Beleuchtungsoptik angeordnet ist. Die Strahlengänge der Be- leuchtungs- und Beobachtungsoptik können parallel zueinander orientiert sein.

Die Beleuchtungsoptik kann im Wesentlichen kollinear zu einer Detektionsoptik angeordnet sein, so dass die Beleuchtungsoptik auch paraxial oder zur konfokalen Beleuchtung verwendet werden kann. Dieselbe Beleuchtungsoptik kann somit durch Nutzung der nicht-paraxialen Randbereiche der Beleuchtungsoptik und der Umlenkspiegel zur seitlichem Beleuchtung der Probe als auch zur koaxialen Beleuchtung der Probe (Durchlichtmikroskopie/Konfokal- mikroskopie) genutzt werden. Besonders bevorzugt können zwei Umlenkspiegel vorgesehen sein, die diametral gegenüberliegend vom Inspektionsbereich angeordnet sind. Dies kann eine Beleuchtung von mindestens einer der zwei Seiten bzw. eine beidseitige Beleuchtung der Probe ermöglichen. Insbesondere bei nicht-paraxialer Transmission der mindestens zwei Wellenlängen durch die Beleuchtungsoptik kann eine Farb-Querkorrektur durch das optische Farb- Querkorrekturelement erfolgen, wobei optional eine zusätzliche Farb-Längskorrektur durch das optische Farb-Längskorrekturelement möglich ist. Der Farb-Querfehler und der Farblangsfehler sind unabhängig voneinander und überlagern sich linear.

In einer Ausgestaltung des Mikroskops kann sich die Farb-Längskorrektureinrichtung sowohl im Strahlengang der paraxialen als auch im Strahlengang der nicht-paraxialen Bereiche der Beleuchtungsoptik befinden, so dass sowohl bei einer seitlichen Probenbeleuchtung als auch bei einer koaxialen Probenbeleuchtung eine Farb-Längskorrektur stattfinden kann. Die optische Farb-Querkorrektureinrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass sich diese lediglich im Strahlengang der in den nicht-paraxialen Randbereichen der Beleuchtungsoptik verlaufenden mindestens zwei Wellenlängen befindet, so dass lediglich bei seitlicher Probenbeleuchtung eine Farb-Querkorrektur durch die optische Farb-Querkorrektureinrichtung stattfinden kann.

Die zuvor erwähnten Scanspiegel können sowohl die paraxialen Strahlengänge als auch die nicht-paraxial Strahlengänge ablenken.

Der eingangs erwähnte optische Nachrüstsatz für ein Mikroskop kann als eine separate, als Einheit verbaubare Baugruppe ausgestaltet sein, welche in Mikroskopen nachgerüstet werden kann, um bei Beleuchtung einer Probe im Mikroskop mit mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen die Fokuslage der Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellen- längen zueinander quer zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik zu verschieben.

Insbesondere kann der optische Nachrüstsatz in einer weiteren Ausgestaltung desselben derart ausgestaltet sein, dass der auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik durch das Farb- Querkorrekturelement hervorgerufene Versatz der Foki der mindestens zwei Wellenlängen quer zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik den im Wesentlichen durch die Beleuchtungsoptik hervorgerufenen Versatz der Foki zueinander quer zur optischen Achse der Beleuchtungsoptik entgegengerichtet ist. Somit ist es möglich, einen Farb-Querfehler einer Beleuchtungsoptik eines bestehenden Mikroskops zu korrigieren.

Der optische Nachrüstsatz kann ferner derart ausgestaltet sein, dass bei Kombination desselben mit einem bestehenden Mikroskop ein Mikroskop erhalten wird, welches identisch mit einer Ausgestaltung eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Mikroskops ist.

Der optische Nachrüstsatz kann somit ein hochdispersives Dünnschichtfilter umfassen, mindestens ein optisches Element umfassen, an dessen Probenseite die Strahlengänge der mindes- tens zwei Wellenlängen gegenüber der Beleuchtungsseite gegeneinander verkippt sind, wenigstens zwei optische Farb-Querkorrekturelemente vorsehen, von denen wenigstens ein optisches Farb-Querkorrekturelement relativ kippbar zum anderen Farb-Querkorrekturelement ausgestaltet ist und wenigstens eines oder zwei der wenigstens zwei optischen Farb- Querkorrekturelemente als transmittierende, im Wesentlichen planparallele Platte vorsehen, die eine unterschiedliche Dicke oder unterschiedliche Materialdispersion aufweisen können und/oder bewegungsübertragend miteinander gekoppelt sein können.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen Nachrüstsatzes ist eine Farb-Längskorrektureinrichtung vorgesehen, wobei die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen beleuchtungsseitig der Farb-Längskorrektureinrichtung eine Divergenz oder Konvergenz zueinander aufweisen, die sich von der Divergenz oder Konvergenz der Strahlengänge der mindestens zwei Wellenlängen zueinander auf der Probenseite der Farb-Längskorrektureinrichtung unterscheiden. Weist eine Beleuchtungsoptik eines bestehenden Mikroskops einen Farblängsfehler auf, so kann mit dieser Ausgestaltung des optischen Nachrüstsatzes dieser Farblängsfehler kompensiert werden.

Insbesondere kann der optische Nachrüstsatz lediglich eine Farb-Längskorrektureinrichtung umfassen, so dass alleinig ein Farblängsfehler einer bestehenden Beleuchtungsoptik korrigiert werden kann.

Die Farb-Längskorrektureinrichtung des optischen Nachrüstsatzes kann ebenso wie eine zuvor erwähnte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops mindestens ein refraktives und mindestens ein diffraktives optisches Element aufweisen, wobei das mindestens eine refraktive optische Element und/oder das mindestens eine diffraktive optische Element eine variabel einstellbare Brennweite aufweisen können und wobei das mindestens eine diffraktive optische Element als räumlicher Lichtmodulator ausgestaltet sein kann. Mit anderen Worten kann durch das Nachrüsten eines bestehenden Mikroskops mit einer Ausgestaltung des optischen Nachrüstsatzes eine zuvor beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops erhalten werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt, deren technische Merkmale beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden, sofern es nicht auf den mit dem weggelassenen technischen Merkmal erzielten technischen Effekt ankommt. Glei- che technische Merkmale und technische Merkmale mit gleicher Funktion sind der Übersichtlichkeit halber mit demselben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Farb-Längsfehlers und Farb-Querfehlers in einem Konfokalmikroskop;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Farb-Längsfehlers und des Farb-Querfehlers in einem Lichtscheibenmikroskop;

Fig. 3A eine erste Ausgestaltung des Farb-Querkorrekturelements;

Fig. 3B eine zweite Ausgestaltung des Farb-Querkorrekturelements;

Fig. 3C eine dritte Ausgestaltung des Farb-Querkorrekturelements;

Fig. 4 eine Beleuchtungsoptik mit in die Strahlengänge eingebrachtem Farb- Querkorrekturelement;

Fig. 5A eine schematische Darstellung des Farb-Längsfehlers bei einem diffraktiven optischen Element;

Fig. 5B eine schematische Darstellung des Farb-Längsfehlers bei einem refraktiven optischen Element umfassend eine durchstimmbare konvexe Linse;

Fig. 5C eine Farb-Längskorrektureinrichtung in einem ersten Korrekturzustand;

Fig. 5D die Farb-Längskorrektureinrichtung der Fig. 5C in einem zweiten Korrekturzustand;

Fig. 6A ein Teil der Farb-Querkorrektureinrichtung einer dritten Ausgestaltung; und

Fig. 6B ein Teil der Farb-Querkorrektureinrichtung der dritten Ausgestaltung der Fig. 6A mit geringerer Winkeldispersion.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Mikroskops 1, insbesondere eines Konfokalmikroskops 3, welches eine Beleuchtungsoptik 5, Linsen 7 und weitere optischen Elemente 9 aufweist. Die weiteren optischen Elemente 9 sind durch ein Rechteck symbolisiert. Das Mikroskop 1 umfasst ferner eine Lichtquelle 11 , die in anderen Ausgestaltungen des Mikroskops 1 auch Teil der Beleuchtungsoptik 5 sein können, eine Probenhalterung 15, auf welcher eine Probe 15a angeordnet sein kann, und eine Beobachtungsoptik 17, über welche die durch die Beleuchtungsoptik 5 beleuchtete Probe 15a beobachtet werden kann. Das in Fig. 1 dargestellte Konfokalmikroskop 3 weist ein Okular 19 zur Beobachtung auf, wobei in anderen Ausgestaltungen des Konfokalmikroskops 3 bevorzugt eine Aufnahme, Verarbeitung und Anzeige der Probe 15a über digitale Bildsensoren und Monitore erfolgen kann.

Insbesondere zeigt Fig. 1 nicht den sequenziellen Bildaufbau der Konfokalmikroskopie oder eine entsprechend notwendige Raster- und Abtastvorrichtung.

Eine Vergrößerung 13 zeigt ein refraktives optisches Element 21 der Beleuchtungsoptik 5, welches als Linse 7 ausgestaltet ist.

Durch die Linse 7 verlaufen zwei Strahlengänge 23, wobei die unterschiedlichen Strahlengänge 23 einen kurzwelligen Strahlengang 23a und einen langweiligen Strahlengang 23b darstellen. Die Strahlengänge 23 werden schematisch anhand von Randstrahlen von Strahlenbündeln 25 dargestellt und der kurzwellige Strahlengang 23a, welcher mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, entspricht dem Strahlengang 23 von kurzwelliger Strahlung einer ersten Wellenlänge 27a, welche kürzer ist als eine Wellenlänge 27 von langwelliger Strahlung einer zweiten Wellenlänge 27b. Hierbei ist die absolute Wellenlängendifferenz beider Wellenlängen 27a, 27b we- niger relevant für die folgende Beschreibung, lediglich die Relation beider Wellenlängen 27a, 27b ist für die folgenden Betrachtungen notwendig.

Im Folgenden werden die Bezeichnungen kurzwelliges und langwelliges Licht sowie blaues und rotes Licht synonym für die erste Wellenlänge 27a und die zweite Wellenlänge 27b verwendet.

Zu erkennen ist in Fig. 1, dass auf einer Beleuchtungsseite 29 der Linse 7 das blaue 27a und das rote Licht 27b im Wesentlichen einen identischen Strahlengang 23 aufweisen. Die Linse 7 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung des Mikroskops 1 als Bikonvexlinse 7a ausgestaltet und fokussiert das auf die Linse 7 einfallende Licht in einem Fokusbereich 31 , welcher lediglich im Näherungsfall der geometrischen Optik von Strahlenbündeln 25 ein Fokuspunkt ist.

Aufgrund der Materialdispersion 33, welche einen Materialparameter des Linsenmaterials 35 darstellt, wird das blaue Licht 27a in einem ersten Fokusbereich 31a und das rote Licht 27b in einem zweiten Fokusbereich 31b fokussiert.

Im Folgenden werden die Bezeichnungen blauer und roter Fokusbereich synonym zum ersten 31a und zweiten Fokusbereich 31b verwendet.

Die Linse 7, welche Teil der Beleuchtungsoptik 5 ist, weist zwei voneinander unabhängige, sich linear überlagernde Farbfehler 37 auf. Ein Längsfarbfehler 37a, auch laterale chromatische Aberration genannt, äußert sich in einem lateralen Versatz 39 zwischen dem blauen Fokusbereich 31a und dem roten Fokusbereich 31b entlang einer optischen Achse 41 bzw. entlang einer Richtung parallel zur optischen Achse 41.

Ein Querfarbfehler 37b, auch transversale chromatische Aberration genannt, äußert sich in ei- nem transversalen Versatz 43 des blauen Fokusbereiches 31a und des roten Fokusbereiches 31 b zueinander in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse 41.

Entlang der in Fig. 1 gezeigten optischen Achse 41 verläuft in der gezeigten Ausführungsform ebenso eine optische Achse der Beobachtungsoptik 41a. Die Beobachtungsoptik 17 ist auf eine Beobachtungsebene 47 eingestellt, so dass lediglich Objekte, die sich in der Beobachtungs- ebene 47 befinden, von der Beobachtungsoptik 17 scharf abgebildet werden.

Allerdings werden vom blauen Licht 27a und vom roten Licht 27b unterschiedliche Bereiche 31a, 31b beleuchtet, so dass in der eingezeichneten Beobachtungsebene 47 zwar der blaue Fokusbereich 31a punktuell beleuchtet wird, das rote Licht 27b allerdings einen größeren Lichtfleck 49 beleuchtet als das blaue Licht 27a. Die Fig. 2 zeigt ebenso ein Mikroskop 1 , wobei das gezeigte Mikroskop 1 ein Lichtscheibenmikroskop 2 ist.

Auch das Lichtscheibenmikroskop 2 umfasst eine Beleuchtungsoptik 5 und eine Beobachtungsoptik 17. Die prinzipiellen Unterschiede der Beleuchtung im Vergleich zum in Fig. 1 gezeigten Konfokalmikroskop 3 sind in der Vergrößerung 13 dargestellt. Die Vergrößerung 13 zeigt eine Linse 7 und ein Umlenkelement 51 in Form eines Umlenkspiegels 53, die Teil der Beleuchtungsoptik 5 sind. Auch die Beleuchtungsoptik 5 des Lichtblattmikroskops 2 umfasst mehrere Linsen 7, weitere optische Elemente 9 und eine Lichtquelle 11.

Des Weiteren umfasst das Lichtblattmikroskop 2 eine Schale 55, die mit Immersionsflüssigkeit 57 gefüllt ist, so dass eine Beobachtungsoptik 17, insbesondere ein Mikroskopobjektiv 17a mit einer hohen numerischen Apertur verwendet werden kann.

Auch das in Fig. 2 gezeigte Lichtblattmikroskop 2, insbesondere dessen Beleuchtungsoptik 5, weist sowohl einen Längsfarbfehler 37a als auch einen Querfarbfehler 37b auf.

Im gezeigten Lichtblattmikroskop 2 wird die Probe 15a in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse 41 beleuchtet. Die optische Achse 41 ist zugleich die optische Achse der Beo- bachtungsoptik 41 a. In Fig. 2 ist eine Beobachtungslinse 7b gezeigt, welche sich in der Immersionsflüssigkeit 57 befindet. Die Beobachtungslinse 7b bildet eine Beobachtungsebene 47 ab, wobei in der in Fig. 2 gezeigten Darstellung die Beobachtungsebene 47 lediglich vom roten Licht 27b korrekt beleuchtet wird, während sich die vom blauen Licht 27a beleuchtete weitere Ebene 47a in Beo- bachtungsrichtung 59 hinter der Beobachtungsebene 47 liegt und somit durch die Beobachtungslinse 7b nicht mehr scharf abgebildet werden kann.

Der Längsfarbfehler 37a führt im Lichtblattmikroskop 2 zu einer Verteilung der Intensität der Wellenlängen 27, welche entlang einer Beleuchtungsrichtung 61 variiert.

In der Fig. 2 ist lediglich die stationäre Beleuchtung in einem Lichtblattmikroskop 2 gezeigt. Der Aufbau des Lichtblattes, d.h. des zweidimensionalen beleuchteten Bereiches erfolgt durch eine Verkippung der Strahlengängen 23 um eine Scanachse 63 mittels eines in Fig. 2 nicht gezeigten Umlenkelementes (siehe Fig. 4).

Die Fig. 3A zeigt eine erste Ausgestaltung einer Farb-Querkorrektureinrichtung 65, welche zwei optische Farb-Querkorrekturelemente 67 in Form transmittierender, im Wesentlichen planparal- leler Platten 68 umfasst.

Für die Beschreibung wird angenommen, dass die Beleuchtungsrichtung 61 wie in Fig. 3A angegeben verläuft. Da optische Wege umkehrbar sind, wird allerdings exakt derselbe technische Effekt mit der gezeigten Farb-Querkorrektureinrichtung 65 erzeugt, wenn diese entgegen der eingezeichneten Beleuchtungsrichtung 61 beleuchtet wird. Ein erstes Farb-Querkorrekturelement 67a weist eine Dicke 69 auf, welche größer als eine Dicke 71 eines zweiten Farb-Querkorrekturelements 67b ist.

Ferner ist das erste Farb-Querkorrekturelement 67a im Uhrzeigersinn 73 gegen eine ursprüngliche Ausbreitungsrichtung 75 in einem ersten Verkippungswinkel 77a verkippt.

Das zweite Farb-Querkorrekturelement 67b ist im Drehsinn gegen den Uhrzeigersinn 79 gegen die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung 75 in einem zweiten Verkippungswinkel 77b verkippt.

In der in Fig. 3A gezeigten Ausgestaltung der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 ist ferner gezeigt, dass die Strahlengänge 23 des blauen 27a und des roten Lichtes 27b auf der Beleuchtungsseite 29 der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 identisch sind und die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung 75 festlegen. Das erste Farb-Querkorrekturelement 67a erzeugt aufgrund seiner Materialdispersion 33a eine Winkeldispersion 81, die auf einer Probenseite 81 des ersten Farb-Querkorrekturelements 67a einen relativen Versatz 85 zwischen dem blauen 27a und dem roten Licht 27b erzeugt.

Ebenso tritt ein absoluter Versatz 85a beider Wellenlängen 27a, 27b gegenüber der ursprüngli- chen Ausbreitungsrichtung 75 auf. Ein Referenzpunkt zur Ermittlung des absoluten Versatzes 85a ist in Fig. 3A zentral zwischen dem blauen 27a und dem roten Licht 27b definiert. In Fig. 3A ist der relative Versatz 85 größer und nicht maßstabsgetreu in Bezug zum absoluten Versatz 85a eingezeichnet. Der absolute Versatz 85a ist größer als der relative Versatz 85.

Da das zweite Farb-Querkorrekturelement 67b entgegen dem Uhrzeigersinn 79 gegen die ur- sprüngliche Ausbreitungsrichtung 75 verkippt ist, bewirkt dieses, dass aufgrund der Materialdispersion 33b (diese kann sich von der Materialdispersion 33a unterscheiden) der absolute Versatz 85a verringert bzw. komplett kompensiert wird. Auf der Beleuchtungsseite 29 des zweiten Farb-Querkorrekturelements 67b, d.h. an einem probenseitigen Ausgang 84 des zweiten Farb- Querkorrekturelements 67b zur Probenseite 83 des zweiten Farb-Querkorrekturelements 67b tritt lediglich ein relativer Versatz 85b auf.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das zweite Farb-Querkorrekturelement 67b den absoluten Versatz 85a des ersten Farb-Querkorrekturelements 67a vollständig kompensiert.

Auf der Probenseite 83 des zweiten Farb-Querkorrekturelementes 67b besteht zwischen dem blauen 27a und dem roten Licht 27b der relative Versatz 85b und ein absoluter Versatz 85a, der ungefähr Null beträgt.

Die beiden Farb-Querkorrekturelemente 67 weisen jeweils ein Bewegungsübertragungselement 133 auf, welches mit einer Synchronisationseinheit 135 verbunden ist. Die Synchronisationseinheit 135 steuert eine variable Rotation des ersten Farb-Querkorrekturelements 67a und synchronisiert eine entgegengerichtete Rotation des zweiten Farb-Querkorrekturelements 67b. Die Bewegungsübertragungselemente 133 sind als Schrittmotoren 133a ausgestaltet.

In einer anderen Ausgestaltung der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 kann die Synchronisation zum Beispiel mittels eines Getriebes erfolgen.

Die Fig. 3B zeigt eine zweite Ausgestaltung der Farb-Querkorrektureinrichtung 65. Diese um- fasst ein als ein Umlenkprisma 87 ausgestaltetes Umlenkelement 51, ein hochdispersives Dünnschichtfilter 89 und ein als Umlenkspiegel 53 ausgestaltetes Umlenkelement 51. Auf der Beleuchtungsseite 29 der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 weisen das blaue 27a und das rote Licht 27b einen identischen Strahlengang 23 auf. Die Strahlengänge 23 des blauen 27a und roten Lichtes 27b sind lediglich schematisch gegeneinander versetzt.

Das Umlenkprisma 87 lenkt die koaxial verlaufenden Strahlengänge 23 auf das hochdispersive Dünnschichtfilter 89, welches eine Winkeldispersion 81 generiert, die beim Verlassen des hochdispersiven Dünnschichtfilters 89 in einem relativen Versatz 85 zwischen dem blauen 27a und dem roten Licht 27b resultiert.

Da das hochdispersive Dünnschichtfilter 89 eine dispersive Struktur 91 (z. B. eine periodische Struktur, gechirpte Struktur oder Resonatorstruktur) aufweist, wird das blaue Licht 27a im hochdispersiven Dünnschichtfilter 89 weniger stark abgelenkt als das rote Licht 27b.

Durch den Umlenkspiegel 53 werden die Strahlengänge 23a und 23b in Richtung des Umlenkprisma 87 umgelenkt, welches die beiden Strahlengänge 23a, 23b im Wesentlichen zentriert zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 75 auf der Probenseite 83 der Farb- Querkorrektureinrichtung 65 ausgibt. Auf der Probenseite 83 der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 beträgt der absolute Versatz 85a somit ca. Null und die beiden Strahlengänge 23a und 23b weisen lediglich den relativen Versatz 85b zueinander auf.

In Fig. 3C ist eine dritte Ausgestaltung der Farb-Querkorrektureinrichtung 65 gezeigt.

In dieser Ausgestaltung sind die zwei Farb-Querkorrekturelemente 67 als Prismen 131 ausge- staltet.

Beide Prismen 131 sind um eine jeweilige Drehachse 151a, 151b drehbar und/oder entlang bzw. entgegen einer Einschubrichtung 157 verschiebbar. Die Einschubrichtung 157 erstreckt sich von einer Prismenbasis 159 zu einem Apex 161 , unabhängig von der Rotation des Prismas 131. Beide Prismen 131 können unterschiedliche Einschubrichtungen 157 aufweisen. Das erste 67a und zweite Farb-Querkorrekturelement 67b weisen dabei eine voneinander verschiedene Materialdispersion 33a, 33b auf. Bevorzugt ist die Materialdispersion 33a größer als die Materialdispersion 33b. Das Prisma 131 mit hoher Materialdispersion 33a lenkt die erste 27a und zweite Wellenlänge 27b um einen ersten mittleren Ablenkwinkel 153a ab. Zwischen der ersten 27a und zweiten Wellenlänge 27b bildet sich eine relative Aufspaltung 155 aufgrund der ersten Materialdispersion 33a heraus. Das Prisma 131 geringerer Materialdispersion 33b lenkt sowohl die erste 27a als auch die zweite Wellenlänge 27b um einen zweiten mittleren Ablenkwinkel 153b ab, wobei diese Ablenkung bevorzugt die Ablenkung um den ersten mittleren Ablenkwinkel 153a kompensiert, sodass eine sich ergebende zweite Ausbreitungsrichtung 75b lediglich seitlich parallel zu einer ersten Aus- breitungsrichtung 75a verschoben, aber im Wesentlichen parallel zu dieser orientiert ist. Optische Achsen 41b, 41c sind ebenso parallel versetzt.

Nach Transmission der ersten 27a und zweiten Wellenlänge 27b durch die Prismen 131 weisen diese den relativen Versatz 85 zueinander und beide gemeinsam den absoluten Versatz 85a zur ersten Ausbreitungsrichtung 75a auf. Die Fig. 4 zeigt eine Beleuchtungsoptik 5 mit installierter Farb-Querkorrektureinrichtung 65.

Auf der Beleuchtungsseite 29 der Beleuchtungsoptik 5 verlaufen die beiden Strahlengänge 23a, 23b kollinear und zentriert zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 75 und werden durch ein fokussierendes Element 7e (hier in Form einer Linse 7d gezeigt) fokussiert. Die Farb- Querkorrektureinrichtung 65 ist dabei zwischen dem fokussierenden Element 7e und auftreten- den Zwischenfokusbereichen 31c angeordnet. Die Farb-Querkorrektureinrichtung 65 führt, wie oben beschrieben, einen relativen Versatz 85 des blauen 27a zum roten Licht 27b ein.

Ein absoluter Versatz 85a wird durch die beiden gegensätzlich verkippten Farb-Querkorrektur- elemente 67 im Wesentlichen kompensiert. Nach den Farb-Querkorrekturelementen 67 verlaufen die beiden Strahlengänge 23a, 23b durch eine Linse 7d, die zu einer leichten Verkippung der Strahlengänge zueinander führt.

Die Fig. 4 zeigt ferner einen als Scanspiegel 93 ausgestalteten Umlenkspiegel 53, der um eine aus der Zeichenebene heraustretende Scanachse 63 und um eine im Scanspiegel 93 liegende Scanachse 63a verkippbar ist. Mit dem Scanspiegel 93 und dessen Verkippung ist es möglich, die Lage der Fokusbereiche 31 entlang einer aus der Zeichenebene heraustretenden Richtung bzw. in der Zeichenebene liegenden und zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 75 senkrecht verlaufenden Richtung zu variieren.

In Beleuchtungsrichtung 61, welche durch den Scanspiegel 93 und die nachfolgenden Linsen 7 umgelenkt wird, werden die Strahlengänge 23a, 23b durch besagte Linsen 7 transmittiert und in einem wellenlängenabhängigen Fokusbereich 31 fokussiert. Da die Beleuchtungsoptik 5 lediglich eine Farb-Querkorrektureinrichtung 65 aufweist, wird das blaue Licht 27a in der gleichen Entfernung zur optischen Achse 41 fokussiert wie das rote Licht 27b. Ein vorhandener Längsfarbfehler 37a ist unabhängig von der Korrektur des Querfarbfehlers (nicht gezeigt) und tritt aus diesem Grund weiterhin auf.

Ferner zeigt die Fig. 4, dass die Linsen 7 der Beleuchtungsoptik 5 die Strahlengänge 23a, 23b in nicht-paraxialen Randbereichen 8 durch die entsprechenden Linsen 7 transmittiert. Die Fig. 5A zeigt ein diffraktives optisches Element 95, welches als diffraktive optische Linse 97, insbesondere als durchstimmbare diffraktive Linse 99 ausgestaltet, die zum Beispiel mittels eines räumlichen Lichtmodulators 101 generiert werden kann.

Treffen die beiden Strahlengänge 23a, 23b, die koaxial zueinander verlaufen, auf die durchstimmbare diffraktive Linse 99, so werden die Strahlengänge 23a, 23b entsprechend der Einstellung der durchstimmbaren diffraktiven Linse 99 fokussiert.

Da das diffraktive optische Element 95 auf Beugungseffekten basiert, ist eine Brennweite 103 des blauen Lichts 27a kleiner als eine Brennweite 105 des roten Lichtes 27b. Die Brennweiten 103, 105 werden von einer Hauptebene 107 des diffraktiven optischen Elements 95 bis zu den entsprechenden Fokusbereichen 31a, 31b gemessen. Die Fig. 5B zeigt ein refraktives optisches Element 109, welches als durchstimmbares Linsensystem 111 ausgestaltet ist. Das durchstimmbare Linsensystem 111 umfasst eine Konkavlinse 7c und eine durchstimmbare Konvexlinse 113.

Das durchstimmbare Linsensystem 111 weist in der in Fig. 5B gezeigten Einstellung die Wirkung einer Konkavlinse 7c auf, d.h. die koaxial verlaufenden Strahlengänge 23a und 23b wer- den nicht fokussiert, so dass sich ein blauer virtueller Fokusbereich 115 (der virtuelle Brennpunkt des blauen Lichtes 27a) und ein roter virtueller Fokusbereich 117 (der virtuelle Brennpunkt des roten Lichtes 27b) ergibt.

Das blaue Licht 27a weist die negative Brennweite 105, das rote Licht 27b die negative Brennweite 103 auf, wobei im gezeigten refraktiven optischen Element 109 der Betrag der Brennweite des blauen Lichtes 105 kleiner ist als der Betrag der Brennweite des roten Lichtes 103.

Sowohl das diffraktive optische Element 95 der Fig. 5A als auch das refraktive optische Element 109 der Fig. 5B ändern eine Konvergenz 119 (Fig. 5A) bzw. eine Divergenz 121 (Fig. 5B) der beteiligten Strahlengänge 23a, 23b für beide Strahlengänge 23a, 23b gemeinsam als auch wellenlängenabhängig relativ zueinander. Die Fig. 5C zeigt eine Farb-Längskorrektureinrichtung 123, die die durchstimmbare diffraktive Linse 99 der Fig. 5A und das durchstimmbare Linsensystem 111 der Fig. 5B umfasst.

Die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 ist in einer ersten Einstellung 125 gezeigt. In dieser ersten Einstellung 125 wird die Divergenz 121 , welche durch das durchstimmbare Linsensys- tem 111 generiert wird, durch die Konvergenz, welche die durchstimmbare diffraktive Linse 99 generiert, im Wesentlichen kompensiert. Folglich weist die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 eine sehr lange Brennweite (diese kann sich im Bereich von mehreren Metern bewegen) auf. Mit anderen Worten behält die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 im Wesentlichen die Kolli- mation der transmittierten Strahlengänge 23a, 23b bei. Die Paarung einer positiven Brennweite der durchstimmbare diffraktiven Linse 99 und einer vom Betrag her gleichen, jedoch negativen Brennweite des durchstimmbaren Linsensystems 111 verändert somit nicht die absolute Konvergenz 119 bzw. die absolute Divergenz 121 der Strahlengänge 23a, 23b.

Durch unterschiedliche Paarungen der sich aufhebenden Brennweiten (+50 mm/-50 mm; +100 mm/-100 mm; etc.) kann jedoch ein relativer Konvergenz- bzw. Divergenzunterschied 127 zwischen dem blauen 23a und dem roten Strahlengang 23b eingestellt werden.

In der Fig. 5D ist die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 in einer zweiten Einstellung 129 gezeigt. Auch in der zweiten Einstellung 129 wird die absolute Konvergenz 119 bzw. die absolute Divergenz 121 der in die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 eintretenden Strahlengänge 23a, 23b nicht verändert und bleibt im Wesentlichen Null.

Allerdings weist die Farb-Längskorrektureinrichtung 123 einen relativen Konvergenz- bzw. Divergenzunterschied 127 auf, der sich vom relativen Konvergenz- bzw. Divergenzunterschied 127 der ersten Einstellung der Fig. 5C unterscheidet.

In der ersten Einstellung (Fig. 5C) verläuft das blaue Licht 27a im Wesentlichen kollimiert, wäh- rend das rote Licht 27b eine Konvergenz 121 aufweist.

In der zweiten Einstellung 129 verläuft das rote Licht 27b im Wesentlichen kollimiert, während das blaue Licht 27a eine Konvergenz 121 aufweist.

Die Fig. 6A und 6B zeigen eine zweite und dritte Ausgestaltung der Farb- Querkorrektureinrichtung 65, wobei in beiden Ausgestaltungen ein Prisma 131 zur Erzeugung der Winkeldispersion 81 verwendet wird. Die Winkeldispersion 81 wird, wie zuvor am Beispiel der planparallelen Platte beschrieben, aufgrund der Materialdispersion 33 des Prismas 131 erzeugt.

Je nach Orientierung des Prismas 131 in Bezug zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 75 kann eine unterschiedlich große Winkeldispersion 81 erzeugt werden. Analog der in Fig. 3B gezeigten Umlenkung der Strahlengängen 23a, 23b zurück auf die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung 75 mit Hilfe von Umlenkspiegeln 53 können die in den Fig. 6A und 6B mit Winkeldispersion 81 beaufschlagten Strahlengänge 23a und 23b wieder zurück auf die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung umgelenkt werden. Dies ist nicht gezeigt, kann aber unter Zuhilfenahme der Fig. 3B nachvollzogen werden. Dabei werden die Strahlengängen 23a, 23b derart umgelenkt, dass beide Strahlengänge 23a, 23b im Wesentlichen keine Verkippung zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 75 mehr aufweisen, jedoch weiterhin eine relative Verkippung des blauen Strahlenganges 23a zum roten Strahlengang 23b vorhanden ist.

Ein optischer Nachrüstsatz 150 kann eine der in den Fig. 3A, 3B, 6A und 6B gezeigte Farb- Querkorrektureinrichtung 65 umfassen.

Ebenso kann die in den Fig. 5C und 5D gezeigte Farb-Längskorrektureinrichtung 123 Teil des optischen Nachrüstsatzes 150 sein.

Bezugszeichenliste

1 Mikroskop 47a weitere Ebene

2 Lichtscheibenmikroskop 49 Lichtfleck

5 3 Konfokalmikroskop 51 Umlenkelement

5 Beleuchtungsoptik 53 Umlenkspiegel

7 Linse 50 55 Schale

7a Bikonvexlinse 57 Immersionsflüssigkeit

7b Beobachtungslinse 59 Beobachtungsrichtung

10 7c Konkavlinse 61 Beleuchtungsrichtung

7d Linse 63, 63a Scanachse

8 nicht-paraxialer Randbereich 55 65 Farb-Querkorrektureinrichtung

9 weitere optische Elemente 67 Farb-Querkorrekturelement

11 Lichtquelle 67a erstes Färb- Querkorrekturele¬

15 13 Vergrößerung ment

15 Probenhalterung 67b zweites Färb- Querkorrekturele¬

15a Probe 60 ment

17 Beobachtungsoptik 68 planparallele Platte

17a Mikroskopobjektiv 69 Dicke

20 19 Okular 71 Dicke

21 refraktives optisches Element 73 Uhrzeigersinn

23 Strahlengang 65 75 ursprüngliche Ausbreitungsrich¬

23a kurzwelliger Strahlengang tung

23b langwelliger Strahlengang

75a erste Ausbreitungsrichtung

25 25 Strahlenbündel 75b Zweite Ausbreitungsrichtung

27 Wellenlänge 77a erster Verkippungswinkel

27a erste Wellenlänge 70 77b zweiter Verkippungswinkel

27b zweite Wellenlänge

79 Drehsinn gegen den Uhrzeiger¬

29 Beleuchtungsseite

sinn

30 31 Fokusbereich

81 Winkeldispersion

31a erster Fokusbereich

83 Probenseite

31b zweiter Fokusbereich

75 84 probenseitiger Ausgang

31c Zwischenfokusbereich

85, 85b relativer Versatz

33, 33a, 33b Materialdispersion

85a absoluter Versatz

35 35 Linsenmaterial 87 Umlenkprisma

37 Farbfehler 89 hochdispersives Dünnschichtfilter

37a Längsfarbfehler 80 91 dispersive Struktur

37b Querfarbfehler 93 Scanspiegel

39 lateraler Versatz 95 diffraktives optisches Element

40 41 optische Achse 97 diffraktive optische Linse

41a optische Achse der Beobach99 durchstimmbare diffraktive Linse tungsoptik 85 101 räumlicher Lichtmodulator

43 transversaler Versatz 103 Brennweite blaues Licht

45 Mittenachse 105 Brennweite rotes Licht

45 47 Beobachtungsebene 107 Hauptebene

109 refraktives optisches Element

111 durchstimmbares Linsensystem

113 durchstimmbare Konvexlinse

5 115 blauer virtueller Fokusbereich

117 roter virtueller Fokusbereich

119 Divergenz

121 Konvergenz

123 Farb-Längskorrektureinrichtung

10 125 erste Einstellung

127 relativer Konvergenz- bzw. Divergenzunterschied

129 zweite Einstellung

131 Prisma

15 133 Bewegungsübertragungselement

133a Schrittmotor

135 Synchronisationseinheit

150 optischer Nachrüstsatz

151 Drehwinkel

20 153a erster mittlerer Ablenkwinkel

153b zweiter mittlerer Ablenkwinkel

155 relative Aufspaltung

157 Einschubrichtung

159 Prismenbasis

25 161 Apex