Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit zumindest einer ersten und einer zweiten Lichtquelle, wobei der ersten Lichtquelle eine erste Lichtleitfaser und der zweiten Lichtquelle eine zweite Lichtleitfaser zugeordnet ist, und wobei das von der jeweiligen Lichtquelle emittierte Licht in die zugeordnete Lichtleitfaser einkoppelbar ist, und mit einem in einem Beleuchtungsstrahlengang angeordneten Objektiv.

In der Rastermikroskopie (Scanmikroskopie) wird eine Probe mit einem Lichtstrahl abgerastert, um das von der Probe emittierte Reflexions- oder Fluoreszenzlicht zu beobachten. Hierzu werden oft Laser als Lichtquelle eingesetzt. Aus der EP 0 495 930: „Konfokales Mikroskopsystem für Mehrfarbenflu'dreszenz" ist beispielsweise ein Anordnung mit einem einzelnen mehrere Laserlinien emittierenden Laser bekannt. Derzeit werden hierfür meist Mischgaslaser, insbesondere ArKr-Laser, eingesetzt. Der Fokus eines Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Objektebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so dass ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet.

Speziell in der konfokalen Rastermikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.

Ein konfokales Rastermikroskop umfasst im Allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende - die sog. Anregungsblende - fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszeπzlichtes. Das Beleuchtuπgslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so dass man eine Punktinformation erhält, die durch sequentielles Abtasten des Objekts zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt, wobei die Bahn des Abtastlichtstrahles auf bzw. in dem Objekt idealerweise einen Mäander beschreibt. (Abtasten einer Zeile in x-Richtung bei konstanter y-Position, anschließend x-Abtastung anhalten und per y- Verstellung auf die nächste abzutastende Zeile schwenken und dann, bei konstanter y-Position, diese Zeile in negativer x-Richtuπg abtasten u.s.w.). Um eine schichtweise Bilddatennahme zu ermöglichen, wird der Probentisch oder das Objektiv nach dem Abtasten einer Schicht verschoben und so die nächste abzutastende Schicht in die Fokusebene des Objektivs gebracht. Aus DE 196 33 185 ist eine mehrfarbige Punktlichtquelle für ein Laserscanmikroskop bekannt. Die mehrfarbige Punktlichtquelle weist mindestens zwei Laser unterschiedlicher Wellenlänge auf, die einen mehrfarbigen Lichtpunkt auf einer zu untersuchenden Probe erzeugen, der über die Probe hinweggerastert wird, wobei zwischen dem Laserscanmikroskop und den Lasern ein mit den Lasern optisch verbundener Strahlvereiniger vorgesehen ist, der die Laserstrahlen der Laser koaxial zusammenführt. In einer möglichen Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, das ein Laser unmittelbar und weitere Laser über Lichtleitfasern in den Strahlvereiniger einkoppeln. Der Strahlvereiniger ist als monolitische Einheit ausgebildet. Zwischen dem Strahlvereiniger und dem Laserscanmikroskop ist ein Lichtleiter vorgesehen, der die koaxial zusammengeführte Strahlung aller Laser zu dem Laserscanmikroskop überführt, wobei die Laserstrahlen auf diesen Lichtleiter justierbar sind.

Aus DE 102 51 897 A1 ist eine faseroptische Schaltvorrichtung mit beweglicher Lichtleitfaser und ein Herstellungsverfahren bekannt. Die faseroptische Schaltvorrichtung umfasst mindestens eine bewegliche Lichtleitfaser und mindestens eine Steuerelektrode zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes, das die räumliche Lage der beweglichen Lichtleitfaser zur optischen Kopplung mit mindestens einer zweiten Lichtleitfaser steuert. Um eine verbesserte faseroptische Schaltvorrichtung anzugeben, weist die Schaltvorrichtung ein elektrisch isolierendes Gehäuse auf, dessen Innenwandung teilweise von der mindestens einen Steuerelektrode gebildet ist. Üblicherweise wird in der Mikroskopie, wenn in einem Mikroskop mehrere Lichtquellen vorgesehen sind, ein dichroitischer bzw. dichromatischer Strahlteiler zur Vereinigung der Strahlengänge der Lichtquellen verwendet. Zur individuellen Steuerung der Lichtleistung des von den Lichtquellen emittierten Lichtes sind zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise akustooptische Filter (AOTF) nötig, die aufwendig justiert werden müssen. Die Strahlvereinigung mit herkömmlicher Optik ist daher sehr bauraumbeanspruchend und sehr kostenintensiv. Ein weiterer Nachteil ist in dem hohen Justieraufwand und der hohen Störanfälligkeit zu sehen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikroskop anzugeben, dessen Lichtquellen bei einfacher kompakter und zuverlässiger Bauweise optisch an den Beleuchtungsstrahlengang ankoppelbar sind. Diese Aufgabe wird durch ein Mikroskop gelöst das dadurch gekennzeichnet, dass im Beleuchtungsstrahlengang ein Faser-Multiplexer vorgesehen ist, der an die erste und an die zweite Lichtleitfaser gekoppelt ist und das Licht der Lichtquellen empfängt und der wahlweise das Licht der ersten oder das Licht der zweiten Lichtquelle passieren lässt.

Das erfindungsgemäße Mikroskop hat den Vorteil, das eine Probe auf einfache Weise mit lichtunterschiedlicher Lichtquellen in Abhängigkeit von den individuellen Anforderungen beleuchtet werden kann. Durch die Verwendung von Lichtleitfasertechnik ist das erfindungsgemäße Mikroskop äußerst unanfällig gegen Störungen, wie Vibrationen oder Verschmutzung von optischen Bauteilen durch Staub.

Vorzugsweise ist der Fasermultiplexer (Faseroptische Schaltvorrichtung) fest in einem Gehäuse integriert und somit robust in der Handhabung. Vorzugsweise wird ein x in 1 Fasermultiplexer (z.B. 2 in 1 , 3 in 1 , 4 in 1 , 5 in 1 ,...) verwendet, wobei es bei den meisten Anwendungen nur eine untergeordnete Rolle spielt, dass während eines Beobachtungsvorganges nur das Licht einer einzigen Lichtquelle zur Probe gelangt.

Bei aufwendigeren Fasermultiplexern kann vorgesehen sein, das Licht mehrerer Lichtquellen passieren zu lassen und vorzugsweise in eine Ausgangsfaser einzukoppeln. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist eine Ausgangsfaser vorgesehen, die an den Fasermultiplexer angekoppelt ist. Der Faserkoppler koppelt das Licht einer oder mehrerer Lichtquellen in diese Ausgangsfaser ein. Am Ende der Ausgangsfaser ist vorzugsweise eine Auskoppeloptik vorgesehen, die das aus der Auskoppelfaser austretende Licht kollimiert. Vorzugsweise umfasst die erste und/oder die zweite Lichtquelle einen Laser. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist dieser Laser als Pigtail-Laser, der direkt an eine Lichtleitfaser angekoppelt ist, ausgestaltet. Zum Einstellen bzw. zur Steuerung der Lichtleistung ist in einer Variante des erfindungsgemäßen Mikroskops in der ersten Lichtleitfaser und/oder in der zweiten Lichtleitfaser ein Faserabschwächer vorgesehen.

In einer anderen Variante ist dem Fasermultiplexer ein Abschwächer, der beispielsweise als Faserabschwächer ausgebildet sein kann, nachgeordnet.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Mikroskop als Rastermikroskop, insbesondere als konfokales Rastermikroskop ausgebildet.

Vorzugsweise ist der Fasermultiplexer synchron zu einem punktweisen Abrastern des Scanleides schaltbar. Hierdurch ist es ermöglicht, benachbarte Rasterpunkte mit lichtunterschiedlicher Wellenlänge und oder Lichtleistung zu beaufschlagen.

In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass der Fasermultiplexer synchron zu einem zeilenweisen Abrastern eines Scanfeldes schaltbar ist. In dieser Variante ist es insbesondere ermöglicht, eine Scanzeile nacheinander mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge und oder Lichtleistung zu beaufschlagen. Es ist auch ermöglicht, benachbarte Scanzeilen mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Wellenlänge und oder Lichtleistung zu beaufschlagen.

In einer anderen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass der Fasermultiplexer synchron zu einem frameweisen Abrastern eines Scanfeldes schaltbar ist. Diese Variante ermöglicht es, sequenziell ein Scanfeld mehrfach abzuscannen bei unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen hinsichtlich Wellenlänge und oder Lichtleistung.

Vorteilhafterweise ersetzt die Fasermultiplexeranordnung des erfindungsgemäßen Mikroskops sowohl eine aufwendige Strahlvereinigung als auch die üblicherweise vorgesehenen Shutter nach jeder Lichtquelle zum Unterbrechen der Beleuchtungslichtstrahlung.

In einer besonderen Variante ist vorgesehen, einen Einkoppelport des Fasermultiplexers ungenutzt zu lassen (also keine Lichtquelle anzukoppeln) und zum vollständigen Unterbrechen der Probenbeleuchtung den Fasermultiplexer auf diesen „Dummy-Port" zu schalten.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt die einzige

Fig. ein erfindungsgemäßes Mikroskop. Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Mikroskop, das als konfokales Rastermikroskop ausgebildet ist. Das Mikroskop weist eine erste Lichtquelle 1 , die als Laserlichtquelle ausgebildet ist und Licht einer Wellenlänge von 488 nm emittiert, auf. Weiterhin weist das Rastermikroskop eine zweite Lichtquelle 3, die ebenfalls als Laser ausgebildet ist und Licht einer Wellenlänge von 532 nm emittiert, auf. Das Rastermikroskop umfasst eine dritte Lichtquelle 5, die als Pigtail-Laser 7 ausgebildet ist und Licht einer Wellenlänge von 635 nm emittiert. Darüber hinaus weist das Rastermikroskop eine vierte Lichtquelle 9 auf, die ebenfalls als Laser ausgebildet ist und Licht einer Wellenlänge von 405 nm emittiert auf.

Das Licht der ersten Lichtquelle 1 wird mit einer ersten Koppeloptik 11 in eine erste Lichtleitfaser 13, die an einen Fasermultiplexer 15 gekoppelt ist, eingekoppelt. Das Licht der zweiten Lichtquelle 3 wird mit einer zweiten Koppeloptik 17 in eine zweite Lichtleitfaser 19, die ebenfalls mit dem Fasermultiplexer 15 verkoppelt ist, eingekoppelt. Analog wird das Licht der vierten Lichtquelle 9 mit Hilfe einer dritten Eijjikoppeloptik 21 in eine vierte Lichtleitfaser 23 eingekoppelt. Die vierte Lichtleitfaser 23 ist ebenfalls optisch an den Fasermultiplexer 15 angeschlossen. Der Pigtail-Laser 7 ist an eine dritte Lichtleitfaser 25 angekoppelt, die das Licht des Pigtail-Lasers 7 zu dem Fasermultiplexer transportiert. Der Fasermultiplexer 15 wird über eine Ansteuereinheit 27 gemäß den Vorgaben des Benutzers bzw. gemäß den individuellen Experimentanforderungen gesteuert. Der Fasermultiplexer 15 lässt je nach Ansteuerung das Licht der ersten Lichtquelle 1 oder das Licht der zweiten Lichtquelle 3 oder das Licht der dritten Lichtquelle 5 oder das Licht der vierten Lichtquelle 9 passieren und koppelt dieses in eine Ausgangsfaser 29 ein. Im weiteren wird das Licht, das die Ausgangsfaser 29 durchläuft als Beleuchtungslichtstrahl 31 bezeichnet. Der Beleuchtungslichtstrahl 31 wird mit der Auskoppeloptik 33 ausgekoppelt und gelangt anschließend zu der Detektionslochblende 35, passiert diese und wird von dem nachfolgenden Hauptstrahlteiler 37 zur Strahlablenkeinrichtung 39, die einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 41 beinhaltet, gelenkt. Die Strahlablenkeinrichtung 39 führt den Beleuchtungslichtstrahl 31 durch die Scanoptik 43, die Tubusoptik 45 und durch das Mikroskopobjektiv 47 hindurch über bzw. durch die Probe 49. Das von der Probe ausgehende Detektionslicht 51 gelangt auf demselben Lichtweg, nämlich durch das Mikroskopobjektiv 47, die Tubusoptik 45 und die Scanoptik 43 sowie über die Strahlablenkeinrichtung 39 zurück zum Hauptstrahlteiler 37, passiert diesen und die nachfolgende Detektionslochblende 53 und gelangt schließlich zu dem Detektor 55, der als Photomultiplier 57 ausgestaltet ist. Der Detektor 55 erzeugt elektrische zur Lichtleistung des Detektionslichts 51 proportionale Signale, die an eine Verarbeitungseinheit 59 weitergegeben werden. In der Verarbeitungseinheit 59 werden die elektrischen Signale den jeweiligen Positionssignalen der Strahlablenkeinrichtung 39 zugeordnet und Bilddaten erzeugt, die an einen PC 61 weitergegeben werden, auf dessen Monitor 63 ein Abbild der Probe dargestellt wird. Die Verarbeitungseinheit 59 steuert gemäß den Anforderungen des Experiments bzw. gemäß den Benutzervorgaben das Ansteuermodul 27 des Fasermultiplexers 15. Der Fasermultiplexer 15 verfügt über einen fünften Eingangsport, der jedoch nicht an einen Laser gekoppelt ist. Zum vollständigen Abschalten der Probenbeleuchtung wird der Fasermultiplexer 15 diesen Dummy-Port 65 geschaltet.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Bezugszeichen I iste :

1 erste Lichtquelle 3 zweite Lichtquelle 5 dritte Lichtquelle 7 Pigtail-Laser 9 vierte Lichtquelle 1 1 erste Koppeloptik 13 erste Lichtleitfaser 15 Fasermultiplexer 17 zweite Koppeloptik 19 zweite Lichtleitfaser 21 dritte Einkoppeloptik 23 vierte Lichtleitfaser 25 dritte Lichtleitfaser 27 Ansteuereinheit 29 Ausgangsfaser 31 Beleuchtungslichtstrahl 33 Auskoppeloptik 35 Detektionslochblende 37 Hauptstrahlteiler 39 Strahlablenkeiπrichtung. 41 Scanspiegel 43 Scanoptik 45 Tubusoptik 47 Mikroskopobjektiv 49 Probe 51 Detektionslicht 53 Detektionslochblende 55 Detektor 57 Photomultiplier 59 Verarbeitungseinheit 61 PC 63 Monitor 10 65 Dummy-Port