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電動ピンホールホイール![]()
MPH16 Motorized Pinhole Wheel, Dovetail Adapter Included MPH16 Motorized Pinhole Wheel in Confocal Imaging Setup (See the Applications Tab) Front View Back View Application Idea Related Items ![]() Please Wait ![]() Click to Enlarge 図2:ピンホールホイールの内部(詳細は「仕様」参照) ![]() Click to Enlarge 図1:電動ピンホールホイールの断面図
特長
当社の電動ピンホールホイールは、再現性の高いピンホールの位置決めを自動的に行うことができ、共焦点レーザ走査顕微鏡やレーザ走査検眼鏡などにご利用いただけます。コーティング無しの電動ピンホールホイール、および350~700 nmのARコーティング付き電動ピンホールホイールをご用意しています。ピンホールホイールは標準的なフォトリソグラフィ技術を用いて製造されたクロムメッキのガラスディスクで、Ø25 µm~Ø2 mmの16個のピンホールがエッチングされています。(「仕様」タブをご覧ください)。ARコーティング付き電動ピンホールホイール内のガラスディスクは、仕様の波長範囲におけるホイールの透過率を向上させるために、両面にコーティングが施されています。 光学式エンコーダ付きモータにより、再アライメントをしなくても、10 µmの分解能でピンホールの移動を再現できます。電動ピンホールホイールは、USBポートでPCに接続して、付属のGUIソフトウェアまたはDLLで制御可能です(「ソフトウェアw」タブからダウンロードできます)。図1でご覧いただけるように、電動ピンホールホイールに入射した光はアクロマティック複レンズで集光され、ピンホールホイールを通過します。ピンホールの半径方向の位置は予めアライメントされていますが、GUIからも微調整が可能です。集光レンズの位置(図1のY軸上)は付属の1.5 mm六角レンチで調整できます。ピンホールホイールから出力される光は、SMAコネクタ付きマルチモードファイバに結合することも、自由空間光としてお使いいただくこともできます。ディテクタに接続する場合は、コア径Ø400~Ø1000 µmのSMAコネクタ付きマルチモードファイバーパッチケーブルをご使用ください。これよりも小さい径のファイバを使用すると正確なアライメントができません これらの電動ピンホールホイールは、当社の共焦点顕微鏡システムに組み込むことも、カスタム仕様の実験セットアップ内でご使用になることもできます(「用途」タブをご覧ください)。また、ディテクタに焦点を結ぶ光量を調整し、同時に焦点面以外からの信号を減少させることが可能です。厚い試料の場合、ピンホールのサイズは対物レンズのNAに基づいて選びます。厚い試料では焦点面以外からも大きな信号が発生しますが、小さなピンホールを使用することでより高いオプティカルセクショニング効果が得られ、生成される画像の信号対雑音比を向上させることができます。反対に薄い試料の場合は、焦点面以外での光の発生は少ないため、大きなピンホール径を使用することで、ディテクタに到達する光量を増加させることができます。 ![]() Click to Enlarge 図5: 16 mmケージシステムが接続された出力部 ![]() Click to Enlarge 図4: 自由空間に出力するためにSMAファイバーコネクタを取り外した出力部 ![]() Click to Enlarge 図3: 30 mmケージシステムが接続された入力部 取付け部の特徴 出射開口部は、SMAファイバーコネクタが効率良く集光できる状態で予め取り付けられています。ファイバーコネクタを使用した時は、ファイバ端面はピンホールホイールの裏面から1 mmの位置にきます。 SMAファイバーアダプタはスパナレンチSPW801 を使用して取り外せますが(図3参照)、それによって露出したSM05内ネジには当社のØ12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)レンズチューブを取り付けることができます。また出射開口部の周りには4つの#4-40タップ穴があり、図4のように当社の16 mmケージシステムの取り付けが可能です。 ほかのファイバーコネクターアダプタもご要望に応じて提供可能です。詳細は当社までご連絡ください。
![]() Click to Enlarge ピンホールホイールのピンホールサイズは16種類あります。左の表をご覧ください。ピンホールホイールMPH16-UCはARコーティング無し、MPH16は350~700 nmのARコーティング付きです。 ![]() Click to Enlarge 生データはこちらからダウンロードいただけます。 ピンホールホイールMPH16のARコーティングの反射率曲線(入射角8°で測定)。青色の網掛け部分はARコーティングの仕様波長範囲を示しています。
![]() Click to Enlarge 生データはこちらからダウンロードいただけます。 MPH16内のアクロマティック複レンズ(製品型番AC127-075-A)に施されたARコーティングの反射率曲線。青色の網掛け部分はARコーティングの仕様波長範囲を示しています。 ![]() Click to Enlarge 生データはこちらからダウンロードいただけます。 MPH16-UC内のアクロマティック複レンズ(製品型番AC127-075-A)の透過率曲線。青色の網掛け部分はARコーティングの仕様波長範囲を示しています。 空間フィルタの原理入射ガウシアンビームには、空間的に変動する強度「ノイズ」があります。ビームをレンズで集光した時、入射ビームは(光軸上の)中心のガウシアンスポットと、不要な「ノイズ」(図1参照)である周囲のフリンジに変換されます。フリンジの径方向の位置は「ノイズ」の空間周波数に比例します。
ガウシアンスポットの中心にピンホールを配置することによって、ビームのクリーンな部分が透過し、「ノイズ」である周囲のフリンジは遮断されます(下図2参照)。
回折限界スポットサイズをビームパワーの99%が透過する等高線で表した時、その径は次の式で与えられます。 ここで、λは波長、fは焦点距離、Dは直径、およびrは1/e2における入射ビームの半径です。
空間フィルターシステムのための正しい光学素子とピンホールの選択正しい光学素子とピンホールは、入射波長、光源のビーム径、およびご希望の出射ビーム径に基づいて選択します。 例として、入射ビーム径(1/e2)が2.3 mmで、波長が632 nmの半導体レーザ光源と電動ピンホールホイールを使用するとします。 ビームパワーの99%が透過する等高線で表された回折限界スポットサイズは上記のとおりです。この例では、λ = (632 nm)、f = 75 mm(MPH16で使用されているアクロマティック複レンズ)、r = 2.3 mmとなります。これらを上式に代入すると以下のようになります。
ピンホールとしてはDよりもおよそ30%大きいものを選択します。ピンホールが小さすぎるとビームクリッピングが生じ、大きすぎるとTEM00以外のモードがピンホールを通過してしまいます。そのため、この例では25 μmのピンホールが適しています。その他の波長で推奨されるビーム径については右の表をご参照ください。 共焦点顕微鏡システムの概略図共焦点顕微鏡内の電動ピンホールホイール電動ピンホールホイールMPH16は、右の図のような共焦点顕微鏡への組み込み用として設計されています。ピンホールホイールはイメージング路の光電子増倍管(PMT)のすぐ手前に配置されています。試料から放出された光は選択されたピンホール上に結像した後、大きなコア径のマルチモードファイバで集光してPMTディテクタに送られます。 ピンホールホイールを用いると複数のピンホールから選択可能なので、用途に適したピンホールサイズを選ぶことができます。 リソグラフィーエッチングで作成されたホイール上のピンホールにより、顕微鏡の焦点面以外からの不要な信号はディテクタに到達できません。測定しようとする焦点面からの光のみがディテクタに到達するため、共焦点顕微鏡は厚みのある試料から高分解能光学切片画像を取得することができます。また、薄層培養試料のバックグラウンド蛍光ノイズを大幅に減少させることもできます。 電動ピンホールホイールMPH16は当社の共焦点顕微鏡用に設計されていますが、16 mmならびに30 mmケージシステムにも取り付けが可能です。下の写真は共焦点顕微鏡システムの一部で、ビーム路を変更するのに直角ミラーマウントKCB1C(/M)とミラーBB1-E02を使用しています。フィルターブロックの代わりに蛍光フィルターキューブDFM(/M)が取り付けられていますが、これによりダイクロイックフィルターセットが簡単に交換可能になります。ピンホールを通った光は、PMTディテクタの代わりに増幅フォトディテクタPDA10A2を用いて検出しています。 ![]() Click to Enlarge 共焦点イメージングシステムセットアップ内の電動ピンホールホイールMPH16 ![]() MPH16 Software GUI 電動ピンホールホイールMPH16用ソフトウェア電動ピンホールホイールMPH16用の最新ソフトウェアへのリンクです。
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