イメージング用屈折率分布型(GRIN)レンズ


  • Gradient-Index Lenses for Widefield, Confocal, or Multiphoton Microscopy
  • Water Coupling on Sample Side and Air Coupling on Objective Side
  • Uncoated or Broadband AR-Coated Versions

GRIN Lens

Microscope Objective

Sample Plane

 

 

Our GRIN lenses can be used as a 1:1 imaging relay between the objective lens and the sample.

Intermediate
Image Plane

G1P10

GRIN Lens, Uncoated

G2P11

GRIN Lens, AR-Coated for
515 - 670 nm and 900 - 1100 nm

Ø1.0 mm

3.758 mm

Ø0.5 mm

1.883 mm

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GRIN Parts
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視野500 µm
GRIN Parts
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視野200 µm 

覚醒マウスの神経細胞の活動。これらのレーザ走査による2枚の多光子画像は、深さ3mmまで埋め込んだGRINレンズ G2P10と 倍率20倍、NA0.5Nikon製対物レンズを使用して取得しています。画像提供: Dr. Mackenzie Mathis, Rowland Institute, Harvard University

特長

  • in vivoイメージングのためのインプラント用レンズとして使用可能
  • ワイドフィールド、共焦点および多光子顕微鏡用に適したレンズ
  • Ø1.0 mmのコーティング無しレンズ
  • Ø0.5 mmまたはØ1.0 mmARコーティング付きレンズ:5001000 nm515670 nm9001100 nm

当社の屈折率分布(GRIN)レンズは、顕微鏡用対物レンズでは関心領域まで近づけない場合に、イメージング用としてご利用いただけます。こちらのGRINレンズは、侵襲性と負荷を最小限に抑えつつ、対象とする試料の奥深くまで埋め込むことができます。Ø1.0 mmのコーティング無しレンズは、ワイドフィールドおよびレーザ走査型の共焦点イメージングに適しています。これらのレンズは幅広い波長域にわたり高い透過率を有します。 Ø0.5 mmまたはØ1.0 mmの広帯域ARコーティング付きレンズは多光子イメージングに適しています。Ø1.0 mmのレンズには5001000 nm用のARコーティング、Ø0.5 mmのレンズには515670 nmおよび9001100 nmARコーティングがそれぞれ施されています。各レンズの詳細については「仕様」タブをご覧ください。

従来のレンズと異なり、GRINレンズではレンズ内の屈折率変化により光路が変化します。GRINレンズは球面レンズや非球面レンズと異なり、半径方向に変化する屈折率のために、GRINレンズ内での光路長(屈折率と距離の積)はすべて同じになります。 屈折率を半径の関数として計算する方法については「仕様」タブをご覧ください。

Item #G1P10G1P11G2P10G2P11
Design Wavelength550 nm
AR Coating Range (Both Ends)
N/A500 - 700 nm,
Ravg < 0.5%
700 - 1000 nm,
Ravg < 1.5%
515 - 670 nm and
900 - 1040 nm,
Ravg < 1%
950 - 1100 nm,
Ravg < 2.5%
Working Distancea0.20 mm on Sample Side (Water Immersion) and on Objective Side (Dry)0.25 mm on Sample Side
(Water Immersion)
0.19 mm on Objective Side (Dry)
0.20 mm on Sample Side
(Water Immersion)
and on Objective Side (Dry)
Viewing Angle (Max)70°50°
Refractive Index (n1) @ 550 nm
1.6661.333
Gradient Constant (√A) @ 550 nm
0.724 mm-10.782 mm-11.291 mm-1
Pitchb (P) 
@ 550 nm
0.4330.9330.423 0.387
Face Angle
Numerical Aperture (NA) in Water0.500.486
Magnificationc-0.92+0.98-1+0.96
Length (Z)3.758 mm ±
0.500 mm
8.091 mm ±
1.100 mm
3.400 mm ± 0.085 mm1.883 mm ± 0.620 mm
Diameter (D)1.0 mm +0/-0.03 mm1.0 mm +0/-0.05 mm0.5 mm +0/-0.03 mm
Field Curvatured100 µm50 µm
Polarization PreservationNot Specified
Protective CoatingSiO2 (Silica)N/A
Operating Temperature
< 350 °C< 200 °C< 350 °C
  • 作動距離は、レンズの端から焦点までの距離です。
  • レンズの「ピッチ」とは、レンズ内における正弦波状の光線軌跡の、正弦波の1周期に対する割合です(例えば、レンズのピッチが0.25である場合、光線軌跡の長さは正弦波の1/4に等しく、そのレンズの表面に置かれた点光源からの光はコリメートされることになります)
  • 正の倍率では正立画像となり、負の倍率では倒立画像となります。
  • 像面湾曲とは、レンズの中心と半径の80%の位置における像の位置のずれです。 詳しくは右上の図をご覧ください。
Microscopy Using a GRIN Lens
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GRINレンズを使用したイメージング用のセットアップ例 光線の軌道はGRINレンズの仕様によって変わります。
GRIN Lens AR Reflectance
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コーティング無しGRINレンズG1P10G1P11の透過率
GRIN Lens AR Reflectance
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生データはこちらからダウンロードいただけます。
レンズG2P10ARコーティングの反射率。青色の網掛け領域は、仕様値の示された最良の性能が得られる波長範囲です。
GRIN Lens AR Reflectance
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生データはこちらからダウンロードいただけます。
レンズG2P11ARコーティングの反射率。 青色の網掛け領域は、仕様値の示された最良の性能が得られる波長範囲です。

屈折率と半径の関係
左下の図のように、屈折率は半径の関数であり、次の式で表されます:
Index as a Function of Radius
ここで、n1は光軸上の屈折率、√Aは勾配係数、rは半径方向の位置(Dを直径として、-D/2+D/2の範囲)です。中心からの半径方向の位置が大きくなると、屈折率は2次関数的に減少します。放物線の形で減少する傾斜の急峻さは、勾配係数に依存します。

ピッチとレンズ長の関係
GRINレンズのピッチと長さの関係は次の式で表わされます。
Relating Pitch and Lenght
wここで、Pはレンズのピッチ、Zはレンズ長、√Aは勾配係数です。 レンズの「ピッチ」とは、レンズ内における正弦波状の光線軌跡の、正弦波の1周期に対する割合です(下中央の図をご覧ください)

GRIN Lens Refractive Index Variation
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GRINレンズの屈折率のプロファイル
GRIN Lens Pitch
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ピッチの異なるGRINレンズ。レンズの長さが長くなると、ピッチも増加します。

取扱い

GRINレンズを取り扱う場合には、当社のピンセットTZ3のように、なるべく先端がテーパ状のステンレス製ピンセットを使用し、フラットな端面ではなく円筒部の側面をしっかり掴んでください。

クリーニング

洗浄が必要な場合には、洗浄溶剤としてメチルアルコールをご使用ください。アセトンもGRINレンズを傷つけずに使用できますが、レンズ表面に残留物が残らないよう純度の高いものをご使用ください。

保管

長期間保管する場合、GRINレンズは「ドライボックス」のような環境下で保管してください。レンズ素材を湿気から守るため、乾燥剤や熱源の使用も必要です。短期間の保管(1か月未満)であれば、レンズ発送時のプラスチック製の箱と発泡体のパッキンが保管に適しています。ただしレンズを作り付けのスロットにしっかり挿入し、ほかのレンズとの接触により欠けたり傷が付いたりしないよう注意が必要です。


Posted Comments:
Jesse Jackson  (posted 2021-01-21 12:18:06.28)
Hi We love these lenses for doing in vivo 2P calcium imaging (on our Bergamo). But it would be great to have a 0.5mm diameter lens, for less invasive brain imaging. Any chance that's in development?
YLohia  (posted 2021-01-26 02:58:10.0)
Hello, thank you for your feedback. Unfortunately, we don't have a 0.5 mm version of the G1P10 at the moment (closest alternative currently is the G2P11). I have posted your request on our internal engineering forum for further consideration as a future product.
tgeorges  (posted 2018-10-11 09:55:44.97)
Would it be possible to have a coating for 450nm wavelength?
YLohia  (posted 2018-10-11 09:39:39.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly to discuss the possibility of offering a custom version of this.
kyrollosyanny  (posted 2018-08-26 22:16:17.03)
This lens will be a lot more useful if it was infinity corrected. Many people in the field of neuroscience use headmonted microscopes (miniscope.org), having a 1.8 or 2mm diameter infinity corrected GRIN is very useful in that regard and it is an area with huge demand
YLohia  (posted 2018-08-28 11:32:23.0)
Hello, thank you for your feedback. I have posted this new product idea on our internal engineering forum for further consideration.
mlippert  (posted 2018-07-14 11:56:13.65)
I can only reinforce dennis' opinion. This is exactly what the field needs! People are looking for lenses to image mouse hippocampus, cortex with attached 1 mm microprisms as well as various deep brain structures (in our case mouse VTA), so various lengths and thicknesses would be ideal (thickness 1mm and 2 mm for short lenses, 0.5 mm and 0.3 mm for long (ca. 5-7mm lenses)), focal distance in tissue desn't need to exceed 150 um. A company with "opix" in its name has cornered everybody not using their system by supposedly blocking the release of the Grintech lenses to non-customers (at least its hard to get them). There is widespread discontent in the community regarding these business practices which many consider unethical. Gofoton is apparently looking at making equivalent lenses, but regardless of manufacturer, it would be amazing to have an independent manufacturer of imaging lenses for the purpose. If you have any candidate lenses, we would always be willing to test them in our lab with one of our systems.
YLohia  (posted 2018-07-19 09:50:21.0)
Hello, thank you for your valuable feedback. I have posted this idea on our internal engineering forum for further consideration.
dennis.kaetzel  (posted 2017-09-17 21:27:24.387)
Dear Thorlabs, it would be fantastic, if you could offer a range of imaging GRIN lenses that are for chronic implantation (uncoated) and permissive to blue exctitation light as required for MOST applications of those lenses for imaging in life rodents (single-photon, implanted miniscopes). There is only one supplier (GRINtech) of GRIN lenses with a 4th order index of refraction profile, i.e. of high quality ... and that supplier does not sell those lenses for imaging application due to a contract with Inscopics. At the same time, the demand for this technology is surging dramatically as dozens, if not hundreds of labs are starting to use the Miniscope Technology. What would be required are lenses with 0.25 pitch (for the cope) and uncoated lenses with 0.4 pitch and 0.5mm Working Distance and a diameter of 1mm and 0.5 or 0.6mm. You can contact me for more info.
tfrisch  (posted 2017-10-05 12:01:31.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. GRIN lenses for single photon and water immersion are a part of an open discussion we have internally. I will reach out to you with more details on what you'd be looking for in the future.

GRINレンズ、コーティング無し

GRIN Lens AR Reflectance
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コーティング無しGRINレンズG1P10、G1P11の透過率
  • ワイドフィールドおよびレーザ走査型の共焦点イメージングに適したレンズ
  • G1P10:Ø1.0 mm、長さ3.758 mm
  • G1P11:Ø1.0 mm、長さ8.091 mm
  • 作動距離:
    • 試料側に0.20 mm(水浸)
    • 対物レンズ側に0.20 mm(ドライ)
  • 水中でのNA:0.50

こちらのコーティング無しのGRINレンズの作動距離は、試料側および対物レンズ側ともに0.20 mmとなっています。各レンズの直径は1.0 mmで、ワイドフィールドおよびレーザ走査型の共焦点イメージングに適しています。レンズ長は、G1P10は3.758 mm、G1P11は8.091 mmです。水中での開口数は0.5で、広い集光角が確保されます。光学特性についての詳細は「仕様」タブをご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
G1P10 Support Documentation
G1P10Customer Inspired! GRIN Lens for Imaging, Ø1.0 mm, L = 3.758 mm, WD = 0.20 mm (Water and Dry), NA = 0.5, Uncoated
¥16,250
5-8 Days
G1P11 Support Documentation
G1P11Customer Inspired! GRIN Lens for Imaging, Ø1.0 mm, L = 8.091 mm, WD = 0.20 mm (Water and Dry), NA = 0.5, Uncoated
¥29,250
5-8 Days

GRINレンズ、ARコーティング:500~1000 nm

GRIN Lens AR Reflectance
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生データはこちらからダウンロードいただけます。
レンズG2P10のARコーティングの反射率。 青色の網掛け領域は、仕様値の示された最良の性能が得られる波長範囲です。 
  • ワイドフィールド、共焦点および多光子イメージングに適したレンズ
  • Ø1 mm、長さ3.4 mm
  • 作動距離:
    • 試料側に0.25 mm(水浸)
    • 対物レンズ側に0.19 mm(ドライ)
  • 水中でのNA:0.50

こちらのGRINレンズの作動距離は試料側が0.25 mm、対物レンズ側が0.19 mmです。 500~1000 nm用に最適化された広帯域ARコーティングが施されています。このARコーティングは励起波長として800~1000 nmの光を用いるのに適しており、短波長側は500 nmまでの発光波長に対する損失を低減できます。この波長範囲はCa2+ のイメージングに有用です。 また、このレンズをワイドフィールド観察および撮像に使用して関心領域(ROI)を特定したり、共焦点や多光子レーザ走査に使用することもできます。このGRINレンズの直径は1.0 mm、長さは3.4 mmです。水中での開口数は0.5で、広い集光角が確保されます。光学特性についての詳細は「仕様」タブをご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
G2P10 Support Documentation
G2P10Customer Inspired! GRIN Lens for Imaging, Ø1.0 mm, L = 3.400 mm, WD = 0.25 mm (Water), NA = 0.5, AR Coating: 500 - 1000 nm
¥13,239
5-8 Days

GRINレンズ、ARコーティング:515~670 nm、900~1100 nm

GRIN Lens AR Reflectance
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生データはこちらからダウンロードいただけます。
レンズG2P11のARコーティングの反射率。 青色の網掛け領域は、仕様値の示された最良の性能が得られる波長範囲です。
  • 多光子イメージングに適したレンズ
  • Ø0.5 mm、長さ1.833 mm
  • 作動距離:
    • 試料側に0.20 mm(水浸)
    • 対物レンズ側に0.20 mm(ドライ)
  • 水中でのNA:0.486

こちらのGRINレンズの作動距離は、試料側および対物レンズ側ともに0.20 mmとなっています。900~1100 nmの励起波長および515~670 nmの発光波長に対する損失を最小限に抑えており、eGFPやeYFPを用いた観察に有用です。このGRINレンズの直径は0.5 mm、長さは1.883 mmです。水中での開口数は0.486で、広い集光角が確保されます。光学特性についての詳細は「仕様」タブをご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
G2P11 Support Documentation
G2P11Customer Inspired! GRIN Lens for Imaging, Ø0.5 mm, L = 1.883 mm, WD = 0.20 mm (Water and Dry), NA = 0.486, AR Coating: 515 - 670 nm and 900 - 1100 nm
¥14,950
5-8 Days