DE102004063692B3

DE102004063692B3 - Positioning device for moving objects along a carriage and having deflection elements for deflecting laser beams

Info

Publication number: DE102004063692B3
Application number: DE200410063692
Authority: DE
Inventors: Detlev Schild
Original assignee: Georg August Universitaet Goettingen
Current assignee: Georg August Universitaet Goettingen
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-12-29
Also published as: WO2006069560A1; DE112005003487A5

Abstract

The positioning device (1) has a lower carriage (4) and an upper carriage (6). The lower carriage is arranged on a stationary base (2) and is movable along a first axis (5). The upper carriage is arranged on the lower carriage and is movable along a second axis (7) orthogonal to the first. The lower carriage has a first deflection element (20) which deflects a laser beam, which is directed to the first deflection parallel to the first axis, to be parallel to the second axis. A second deflection element (21) is arranged on the upper carriage. This deflects a laser beam (13) which is parallel to the second axis, to be parallel to the first axis and couples it into a device (10) arranged on the upper carriage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung mit einem unteren Schlitten, der auf einem feststehenden Grundkörper angeordnet und entlang einer ersten Achse verschiebbar gelagert ist und einem oberen Schlitten, der auf dem unteren Schlitten angeordnet und entlang einer zweiten Achse orthogonal zu der ersten Achse verschiebbar gelagert ist.The The invention relates to a positioning device with a lower Sled, which is arranged on a fixed body and along a first axis is slidably mounted and an upper carriage, which is arranged on the lower carriage and along a second Axis is mounted slidably orthogonal to the first axis.

Positioniereinrichtungen der eingangs genannten Art kommen in automatisierten Prozessen, in Meßsystemen, bei Präzisionsanwendungen, und im Zusammenhang mit anderen modernen Technologien zum Einsatz. Außerdem werden derartige Positioniereinrichtungen zur hochpräzisen Positionierung von Mikroskopen eingesetzt. Hierbei wird das gesamte Mikroskop auf der Positioniereinrichtung relativ zu einem zu untersuchenden Präparat bewegt. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein Verschieben des Präparates unter dem Mikroskopobjektiv nicht möglich ist, beispielsweise wenn das Präparat mit Elektroden, die in einem Bezugssystem des Grundkörpers fixiert sind, verbunden ist. Ein Verschieben des Präparates mit dem fahrbaren Mikroskop würde die Elektroden von dem Präparat trennen.positioning of the type mentioned above come in automated processes, in measurement systems, in precision applications, and in connection with other modern technologies. Furthermore Such positioning devices for high-precision positioning of Microscopes used. Here, the entire microscope on the Positioning device moves relative to a specimen to be examined. This is especially necessary when moving the drug under the microscope objective is not possible, for example when the drug with electrodes fixed in a frame of reference of the main body are connected. Moving the preparation with the mobile microscope would the Electrodes from the preparation separate.

Aus der DE 100 40 277 A1 ist bereits eine Positioniereinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Hierin wird eine als Kreuztisch ausgebildete Positioniereinrichtung zur Bereitstellung von Bewegungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem beschrieben. Die Positioniereinrichtung umfasst einen feststehenden Grundkörper, einen unteren Schlitten, der auf dem Grundkörper in einer ersten Richtung (x-Richtung) verschiebbar gelagert ist und einem oberen Schlitten, der auf dem unteren Schlitten in einer zweiten Richtung (y-Richtung) verschiebbar gelagert ist.From the DE 100 40 277 A1 already a positioning of the type mentioned is known. Herein, a positioning device designed as a cross table for providing movements in a two-dimensional coordinate system will be described. The positioning device comprises a stationary base body, a lower slide which is displaceably mounted on the base body in a first direction (x-direction) and an upper slide which is displaceably mounted on the lower slide in a second direction (y-direction).

Weiterhin sind Fluoreszenzmikroskope bekannt, bei welchen ein oder mehrere Objekte, z.B. ein fluoreszierende Stoffe enthaltendes Präparat, mittels einer Lichtquelle zum Fluoreszieren angeregt und betrachtet werden. Die Fluoreszenzmikroskopie ist insbesondere für die medizinische Forschung und Diagnostik, aber auch für die Lebensmittelanalyse von wesentlicher Bedeutung. In der modernen Fluoreszenzmikroskopie werden insbesondere Laserstrahlen zur Fluoreszenzanregung eingesetzt.Farther Fluorescence microscopes are known in which one or more Objects, e.g. a preparation containing fluorescent substances, by means of a Light source for fluorescence excited and considered. The Fluorescence microscopy is especially for medical research and diagnostics, but also for the food analysis is essential. In the modern day Fluorescence microscopy in particular laser beams for fluorescence excitation used.

Die DE 196 22 359 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher ein gepulster Laserstrahl durch eine Lichtleitfaser in ein Mikroskop einkoppelbar ist. Die durch ein optisches Element zeitlich veränderten Laserpulse werden zunächst mittels eines Einkoppelelementes in die Lichtleitfaser eingekoppelt, durch ein Auskoppelelement wieder aus der Lichtleitfaser ausgekoppelt, um dann durch weitere optische Bauelemente in das Mikroskop eingekoppelt zu werden. Hierbei erweist es sich als nachteilig, dass zur Einkopplung des Laserstrahls in das Mikroskop ein aufwändiger Aufbau mit einer Vielzahl von optischen Bauelementen benötigt wird.The DE 196 22 359 A1 describes a device in which a pulsed laser beam can be coupled through an optical fiber into a microscope. The temporally changed by an optical element laser pulses are first coupled by means of a coupling element in the optical fiber, decoupled by a decoupling again from the optical fiber to be then coupled by other optical components in the microscope. It proves to be disadvantageous that for the coupling of the laser beam in the microscope, a complex construction with a plurality of optical components is needed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die Einkopplung eines Laserstrahls in eine in zwei Dimensionen verfahrbare Positioniereinrichtung bzw. in eine mittels der Positioniereinrichtung verfahrbare Vorrichtung zu vereinfachen.Of the Invention has for its object to provide a way that Coupling of a laser beam in a movable in two dimensions positioning or in a movable by means of the positioning device to simplify.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.These Task is according to the invention with a Device according to the features of claim 1. The dependent claims concern particularly expedient further education the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Positioniereinrichtung vorgesehen, bei welcher der untere Schlitten ein erstes Umlenkelement aufweist, welches einen parallel zu der ersten Achse auf das erste Umlenkelement gerichteten Laserstrahl parallel zu der zweiten Achse umlenkt und auf ein dem oberen Schlitten zugeordnetes zweites Umlenkelement richtet, welches den parallel zur zweiten Achse ausgerichteten Laserstrahl parallel zur ersten Achse umlenkt und in eine auf dem oberen Schlitten angeordnete Vorrichtung einkoppelt. Hierdurch kann auf die aufwändigen optischen Bauelemente, welche bei der Einkopplung mittels einer Lichtleitfaser erforderlich sind, verzichtet werden. Ein auf das erste Umlenkelement gerichteter Laserstrahl wird in jedem Fall, auch wenn der untere Schlitten entlang der ersten Achse verschoben wird, um 90° parallel zur zweiten Achse umgelenkt. Durch die Verschiebung des unteren Schlittens wird lediglich ein parallel zur ersten Achse gerichteter Strahlabschnitt des Laserstrahls verlängert oder verkürzt. Die Richtung dieses Strahlabschnittes wird jedoch nicht verändert. Ein auf das zweite Umlenkelement gerichteter Laserstrahl wird ebenfalls, auch bei einer Verschiebung des oberen Schlittens entlang der zweiten Achse, um 90° umgelenkt, da durch die Verschiebung lediglich der Strahlabschnitt zwischen den beiden Umlenkelementen verkürzt oder verlängert, nicht aber die Richtung des Laserstrahls verändert wird. Durch diese zweifach orthogonale Umlenkung des Laserstrahls ist der Laserstrahl nach den beiden Umlenkungen fest im Bezugsystem der Positioniereinrichtung bzw. der auf der Positioniereinrichtung angeordneten Vorrichtung verankert.According to the invention is thus a positioning provided, wherein the lower carriage a first deflecting element which has a parallel to the first axis directed to the first deflecting laser beam deflected parallel to the second axis and on a the upper slide assigned second deflecting directed, which the parallel to the second axis aligned laser beam parallel to the first Axis deflected and in a arranged on the upper slide device couples. As a result, the complex optical components, which are required in the coupling by means of an optical fiber, be waived. A directed to the first deflecting laser beam In any case, even if the lower slide along the first Axis is shifted, parallel to 90 ° deflected to the second axis. By shifting the lower slide only becomes a beam section directed parallel to the first axis of the laser beam extended or shortened. The direction of this beam section is not changed. One also directed to the second deflecting laser beam is, even with a shift of the upper carriage along the second Axis, deflected by 90 °, because of the shift only the beam section between shortened the two deflecting elements or extended, but not the direction of the laser beam is changed. Through this two-fold orthogonal deflection of the laser beam is the laser beam after the two deflections fixed in the reference system of the positioning or the device arranged on the positioning device anchored.

Eine andere zweckmäßige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass zumindest eines der Umlenkelemente derart ausgebildet ist, dass der Laserstrahl zusätzlich parallel zu einer dritten Achse umlenkbar ist, wobei die dritte Achse senkrecht zu der ersten Achse und zu der zweiten Achse angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung der Umlenkelemente kann der Laserstrahl beispielsweise bevor er um 90° von der ersten Achse (x-Achse) in die zweite Achse (y-Achse) umgelenkt wird, zunächst um 90° in eine dritte Achse (z-Achse) umgelenkt werden. Hierdurch kann beispielsweise der Laserstrahl von einer Ebene, in welcher der untere Schlitten verfahrbar ist, in die Ebene umgelenkt werden, in welcher der obere Schlitten verfahrbar ist, oder aber der Laserstrahl kann von der Ebene, in der der obere Schlitten verfahrbar ist, in die Ebene umgelenkt werden, in welcher der Laserstrahl in die auf dem oberen Schlitten angeordnete Vorrichtung eingekoppelt werden soll.Another expedient embodiment of the present invention is achieved in that at least one of the deflection elements in such a way is formed such that the laser beam is additionally deflected parallel to a third axis, wherein the third axis is arranged perpendicular to the first axis and to the second axis. As a result of this design of the deflection elements, the laser beam can first be deflected by 90 ° into a third axis (z-axis), for example, before it is deflected by 90 ° from the first axis (x-axis) into the second axis (y-axis) , As a result, for example, the laser beam from a plane in which the lower carriage is movable, are deflected in the plane in which the upper carriage is movable, or the laser beam can from the plane in which the upper carriage is movable in the Be deflected level in which the laser beam is to be coupled into the arranged on the upper carriage device.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass die auf dem oberen Schlitten angeordnete Vorrichtung ein Mikroskop ist, wobei mittels des in das Mikroskop einkoppelbaren Laserstrahls ein relativ zu dem Grundkörper unbewegbares Präparat zum Fluoreszieren anregbar ist. Hierdurch wird eine Möglichkeit geschaffen, ein in zwei Achsen verfahrbares Mikroskop zur Verfügung zu stellen, welches relativ zu dem zu betrachtenden Präparat bewegbar ist. Je nach Positionierung der Schlitten können so verschiedene Orte bzw. Bereiche des Präparates zum Fluoreszieren angeregt werden. Dies ist insbesondere bei Anwendungen in der medizinischen Forschung und Diagnostik und der Biomedizin besonders vorteilhaft, wo das Präparat mit zum Grundkörper in fester Beziehung stehenden Elektroden verbunden sein kann, und ein Verschieben des Präparates relativ zum Mikroskopobjektiv ohne verschiebbare Optik nicht möglich ist.A advantageous development of the present invention will also created by that arranged on the upper slide Device is a microscope, by means of the microscope einkoppelbaren laser beam immovable relative to the body preparation is excitable to fluoresce. This will be a possibility created, a movable in two axes microscope available which is movable relative to the preparation to be considered is. Depending on the positioning of the slide so different places or Areas of the drug be excited to fluoresce. This is especially true in applications in medical research and diagnostics and biomedicine especially advantageous where the drug with to the main body may be connected in fixed relation electrodes, and a shift of the drug relative to the microscope objective without sliding optics is not possible.

Dies erweist sich als besonders zweckmäßig, wenn der Laserstrahl ein Ultrakurzpulslaserstrahl, insbesondere ein Femtosekunden-Puls-Laserstrahl, ist. Durch den Ultrakurzpulslaserstrahl, typischerweise ein Titan-Saphir-Laser mit ca. 70 fs Pulslänge und ca. 80 MHZ Repititionsrate, wird ein Laserstrahl zur Verfügung gestellt, welcher aufgrund seiner Pulsspitzenleistung zur Fluoreszenzanregung durch Absorption von jeweils zwei Photonen besonders geeignet ist. Durch die zweifach orthogonale Umlenkung des Kurzpulslaserstrahls mittels der an den Schlitten angeordneten Umlenkelemente, können die Nachteile einer Einkopplung eines Laserstrahls nach dem Stand der Technik mit einem Lichtleiter, nämlich eine unter Umständen erhebliche Pulsverbreiterung und damit geringere Pulsspitzenleistung, vermieden und die zur Fluoreszenzanregung vorteilhafte Pulsspitzenleistung zur Verfügung gestellt werden. Durch die Verschiebung der Umlenkelemente erfährt der Laserstrahl zwar eine Phasenverschiebung, welche auf die Fluoreszenz mikroskopischer Präparate allerdings keine Wirkung hat.This proves to be particularly useful when the laser beam Ultra short pulse laser beam, in particular a femtosecond pulse laser beam, is. By the ultra short pulse laser beam, typically a titanium sapphire laser with about 70 fs pulse length and about 80 MHZ repetition rate, a laser beam is provided, which due to its pulse peak power for fluorescence excitation by Absorption of two photons is particularly suitable. By the doubly orthogonal deflection of the short pulse laser beam by means of the arranged on the carriage deflection, the disadvantages a coupling of a laser beam according to the prior art with a light guide, namely one under certain circumstances considerable pulse broadening and thus lower pulse peak power, avoided and advantageous for fluorescence excitation pulse peak power made available become. By shifting the deflecting learns the Although laser beam has a phase shift, which indicates the fluorescence microscopic preparations but has no effect.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erreicht, dass der Grundkörper, eine das Präparat tragende Aufnahmevorrichtung und eine den Laserstrahl erzeugende Lasereinrichtung auf einem Optiktisch angeordnet sind. Durch die Anordnung auf einem Optiktisch wird ein schwingungsfreies, stabiles Gestell zur Verfügung gestellt, welches sich durch eine hohe Steifigkeit und Dämpfung auszeichnet, was insbesondere bei der hochpräzisen Positionierung von Mikroskopen enorm wichtig ist.A further particularly advantageous embodiment is achieved by that the basic body, one the preparation carrying cradle and a laser beam generating Laser device are arranged on an optical table. By the Arrangement on an optical table becomes a vibration-free, stable Rack available placed, which is characterized by a high stiffness and damping, which in particular with the high-precision Positioning microscopes is enormously important.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Grundkörper Bestandteil des Optiktisches. Hierdurch ist eine separate Fixierung des Grundkörpers auf dem Optiktisch nicht erforderlich. Der Optiktisch und der Grundkörper können als einstückige Einheit ausgeführt sein oder aber der Optiktisch bildet den Grundkörper, wodurch die Schlitten direkt auf den als Grundkörper ausgebildeten Optiktisch angeordnet werden können.In an appropriate training is the main body Part of the optical table. This is a separate fixation of the basic body not required on the table. The optical table and the main body can as one-piece Unit executed be or the optical table forms the body, causing the sled directly onto the body trained optical table can be arranged.

Eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Umlenkelemente mindestens einen Spiegel aufweist. Hierdurch erfolgt eine Umlenkung des Laserstrahls ohne Dispersion, so dass insbesondere bei Ultrakurzpulslasern, die zur Fluoreszenzanregung erforderliche Pulsspitzenleistung zur Verfügung gestellt werden kann. Eine Veränderung der Pulsbreite und damit der Pulsspitzenleistung durch Dispersion kann also durch den Einsatz eines Spiegels ausgeschlossen werden.A again modified embodiment The present invention is characterized in that at least one of the deflecting elements has at least one mirror. hereby there is a deflection of the laser beam without dispersion, so that in particular with ultrashort pulse lasers used for fluorescence excitation required pulse peak power can be provided. A change the pulse width and thus the pulse peak power by dispersion can therefore be excluded by the use of a mirror.

In einer anderen zweckmäßigen Abwandlung weist zumindest eines der Umlenkelemente mindestens ein Prisma auf. Durch die Ausbildung des Umlenkelementes als Umlenk-Prisma wird ein besonders verschleißarmes und alterungsbeständiges Element zur prozesssicheren Umlenkung des Laserstrahls zur Verfügung gestellt.In another appropriate modification At least one of the deflecting elements has at least one prism. Due to the design of the deflection as a deflection prism is a particularly low-wear and age resistant element provided for process-safe deflection of the laser beam.

Eine andere besonders zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Positioniereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass den Schlitten jeweils eine Antriebseinheit zugeordnet ist. Hierdurch kann eine hochpräzise Positionierung der Schlitten unabhängig voneinander realisiert werden. Dabei ist eine manuelle aber auch eine automatisierte Ansteuerung der Antriebseinheiten denkbar.A other particularly useful training the present positioning device is characterized by that the carriage is assigned a drive unit in each case. This can be a high-precision Positioning of the slides independently realized become. Here is a manual but also an automated control of Drive units conceivable.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, dass zumindest eine der Antriebseinheiten ein Digitalmikrometer aufweist. Das Digitalmikrometer weist vorzugsweise eine 5-stellige LCD-Anzeige mit einer einfachen und fehlerfreien Ablesemöglichkeit auf, wodurch eine präzise Positionierung des jeweiligen Schlittens ermöglicht wird.One further feature according to the invention in that at least one of the drive units is a digital micrometer having. The digital micrometer preferably has a 5-digit LCD display with a simple and error-free reading option on, making a precise Positioning of the respective carriage is made possible.

Eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine der Antriebeinheiten ein Piezo-Element aufweist. Dabei erfolgt eine Grobeinstellung mittels einer Messschraube und eine Feineinstellung per Piezo-Feinverstellung. Hierdurch kann eine noch präzisere Positionierung der einzelnen Schlitten gewährleistet werden.A again modified embodiment The invention is characterized in that at least one of Drive units having a piezoelectric element. There is a Coarse adjustment by means of a micrometer and a fine adjustment per Piezo-fine adjustment. This allows an even more precise Positioning of the individual slides are guaranteed.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in der einzigen Figur eine Draufsicht einer ertindungsgemäßen Positioniereinrichtung 1 in einer Prinzipdarstellung. Die Positioniereinrichtung 1 weist einen Grundkörper 2 auf, welcher fest auf einem Optiktisch 3 fixiert ist. Ein unterer Schlitten 4 ist auf dem feststehenden Grundkörper 2 entlang einer ersten Achse 5, parallel zur x-Achse, verschiebbar gelagert. Ein oberer Schlitten 6 ist auf dem unteren Schlitten 4 angeordnet und entlang einer zweiten Achse 7, parallel zur y-Achse, verschiebbar gelagert. Die Verschiebbarkeit der beiden Schlitten 4, 6 ist durch die beiden Richtungspfeile 8, 9 angedeutet. Hierdurch kann der obere Schlitten 6 bzw. eine auf dem oberen Schlitten 6 angeordnete Vorrichtung 10, beispielsweise ein Mikroskop, in einem zweidimensionalen Koordinatensystem (x-y) bewegt werden. Für eine hochpräzise Positionierung ist den Schlitten 4, 6 jeweils eine Antriebseinheit 11, 12 zugeordnet.The invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in the single figure a plan view of an inventive positioning 1 in a schematic diagram. The positioning device 1 has a basic body 2 which is fixed on an optical table 3 is fixed. A lower sled 4 is on the stationary base 2 along a first axis 5 , slidably mounted parallel to the x-axis. A top sled 6 is on the bottom sled 4 arranged and along a second axis 7 , slidably mounted parallel to the y-axis. The displaceability of the two carriages 4 . 6 is through the two directional arrows 8th . 9 indicated. This allows the upper slide 6 or one on the upper slide 6 arranged device 10 For example, a microscope, in a two-dimensional coordinate system (xy) to be moved. For a high-precision positioning is the carriage 4 . 6 one drive unit each 11 . 12 assigned.

Eine einen Laserstrahl 13 erzeugende Lasereinrichtung 14, welche aus einer geeigneten Pumpeinrichtung 15 und einem Laser 16 besteht, ist wie der Grundkörper 2 der Positioniereinrichtung 1 fest auf dem Optiktisch 3 fixiert. Durch zwei Umlenkspiegel 17, 18 wird der Laserstrahl zweimal um 90° umgelenkt, so dass ein Strahlabschnitt 19 parallel zur ersten Achse 5 (x-Achse) ausgerichtet wird. Der derart gerichtete Laserstrahl 13 trifft dann auf ein fest mit dem unteren Schlitten 4 verbundenes erstes Umlenkelement 20, welches den Laserstrahl 13 um 90° parallel zur zweiten Achse 7 (y-Achse) umlenkt. Eine Bewegung des unteren Schlittens 4 bzw. der als Mikroskop ausgebildeten Vorrichtung 10 in Richtung der ersten Achse 5 (x-Achse) verkürzt oder verlängert den zwischen dem ersten Umlenkelement 20 und dem Umlenkspiegel 18 angeordneten Strahlabschnitt 19. Die Richtung des Strahlabschnitts 19 wird durch diese Verschiebung des unteren Schlittens 4 bzw. der Vorrichtung 10 nicht verändert. Nach der 90° Umlenkung durch das erste Umlenkelement 20 trifft der parallel zur zweiten Achse 7 (y-Achse) ausgerichtete Laserstrahl 13 auf ein zweites Umlenkelement 21, welches fest an dem oberen Schlitten 6 oder fest an der auf dem oberen Schlitten 6 angeordneten Vorrichtung 10 fixiert ist. Durch dieses zweite Umlenkelement 21 wird der Laserstrahl 13 ein weiteres Mal um 90° umgelenkt und parallel zur ersten Achse 5 (x-Achse) ausgerichtet. Eine Bewegung des oberen Schlittens 6 bzw. der auf dem oberen Schlitten 6 angeordneten Vorrichtung 10 in Richtung der zweiten Achse 7 (y-Achse) verändert die Länge des zwischen dem ersten Umlenkelement 20 und dem zweiten Umlenkelement 21 angeordneten Strahlabschnittes 22, nicht aber die Richtung dieses Strahlabschnitts 22. Nach der 90°-Umlenkung am zweiten Umlenkelement 21 ist der Laserstrahl 13 fest im Bezugssystem des oberen Schlittens 6 bzw. der Vorrichtung 10 verankert und kann durch einen weiteren Umlenkspiegel 23 in die Vorrichtung 10 eingekoppelt werden.A laser beam 13 generating laser device 14 , which from a suitable pumping device 15 and a laser 16 exists is like the main body 2 the positioning device 1 firmly on the optic table 3 fixed. By two deflecting mirrors 17 . 18 the laser beam is deflected twice by 90 °, so that a beam section 19 parallel to the first axis 5 (x-axis) is aligned. The thus directed laser beam 13 then hits a firm with the lower slide 4 connected first deflecting element 20 which the laser beam 13 90 ° parallel to the second axis 7 (y-axis) deflects. A movement of the lower slide 4 or the device designed as a microscope 10 in the direction of the first axis 5 (x-axis) shortens or lengthens the between the first deflecting element 20 and the deflecting mirror 18 arranged beam section 19 , The direction of the beam section 19 is due to this displacement of the lower slide 4 or the device 10 not changed. After the 90 ° deflection by the first deflecting element 20 it hits parallel to the second axis 7 (y-axis) aligned laser beam 13 on a second deflecting element 21 firmly attached to the upper slide 6 or stuck to the on the upper slide 6 arranged device 10 is fixed. By this second deflecting element 21 becomes the laser beam 13 once again deflected by 90 ° and parallel to the first axis 5 (x-axis) aligned. A movement of the upper carriage 6 or on the upper slide 6 arranged device 10 in the direction of the second axis 7 (y-axis) changes the length of the between the first deflecting element 20 and the second deflecting element 21 arranged beam section 22 but not the direction of this beam section 22 , After the 90 ° deflection on the second deflection element 21 is the laser beam 13 firmly in the reference frame of the upper slide 6 or the device 10 anchored and can by another deflecting mirror 23 into the device 10 be coupled.

Durch die feste Verbindung des ersten Umlenkelementes 20 mit dem unteren Schlitten 4 und die ebenfalls feste Verbindung des zweiten Umlenkelementes 21 mit dem oberen Schlitten 6 bzw. der Vorrichtung 10 wird der Laserstrahl 13 zweifach orthogonal umgelenkt und hierdurch fest im Bezugssystem einer in zwei Dimensionen verfahrbaren Vorrichtung 10 verankert.Due to the fixed connection of the first deflecting element 20 with the lower slide 4 and the likewise fixed connection of the second deflection element 21 with the upper slide 6 or the device 10 becomes the laser beam 13 Doubly orthogonal deflected and thereby fixed in the reference frame of a device movable in two dimensions 10 anchored.

Die an den Schlitten 4, 6 fixierten Umlenkelemente 20, 21 sind justierbar ausgebildet. Hilfreich sind hierbei auch als Irisblenden ausgebildete Lochblenden, welche fest an den jeweiligen Umlenkelementen 20, 21 fixiert sind. Die Lochblenden sind zentrisch zu einer optischen Achse des jeweiligen Umlenkelementes 20, 21 angeordnet.The on the sled 4 . 6 fixed deflecting elements 20 . 21 are designed adjustable. Helpful in this case are designed as irises diaphragm pinholes, which firmly on the respective deflection elements 20 . 21 are fixed. The pinhole diaphragms are centered to an optical axis of the respective deflection element 20 . 21 arranged.

Mittels der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung 1 können Mikroskope unterschiedlicher Bauform, Größe und Funktionsprinzipien in zwei Dimensionen relativ zu einem feststehenden Präparat bewegt werden. Hierzu zählen sowohl inverse Mikroskope als auch aufrechte Mikroskope. Das zu untersuchende Präparat wird dann auf einer Aufnahmevorrichtung, einer so genannten Bühne, angeordnet, welche fest mit dem Optiktisch 3 verbunden ist. Mittels der Positioniervorrichtung 1 kann nun ein Laserstrahl 13 in das auf dem oberen Schlitten 6 angeordnete Mikroskop eingekoppelt, auf das zu untersuchende Präparat gerichtet und relativ zu diesem verfahren werden.By means of the positioning device according to the invention 1 Microscopes of different design, size and functional principles can be moved in two dimensions relative to a fixed specimen. These include both inverted microscopes and upright microscopes. The specimen to be examined is then placed on a receiving device, a so-called stage, which is fixed to the optical table 3 connected is. By means of the positioning device 1 can now a laser beam 13 in the on the top sled 6 arranged microscope, directed to the specimen to be examined and are moved relative to this.

Claims

Positioning device ( 1 ) with a lower slide ( 4 ) mounted on a fixed body ( 2 ) and along a first axis ( 5 ) is slidably mounted and an upper carriage ( 6 ), on the lower slide ( 4 ) and along a second axis ( 7 ) orthogonal to the first axis ( 5 ) is slidably mounted, characterized in that the lower slide ( 4 ) a first deflecting element ( 20 ) which is parallel to the first axis ( 5 ) on the first deflecting element ( 20 ) directed laser beam ( 13 ) pa parallel to the second axis ( 7 ) and on a the upper slide ( 6 ) associated second deflecting element ( 21 ), which parallel to the second axis ( 7 ) aligned laser beam ( 13 ) parallel to the first axis ( 5 ) and into one on the upper slide ( 6 ) arranged device ( 10 ).

Positioning device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least one of the deflecting elements ( 20 . 21 ) is formed such that the laser beam ( 13 ) is additionally deflectable parallel to a third axis (z-axis), wherein the third axis (z-axis) is perpendicular to the first axis (z) 5 ) and to the second axis ( 7 ) is arranged.

Positioning device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the on the upper slide ( 6 ) arranged device ( 10 ) is a microscope, wherein by means of the injectable into the microscope laser beam ( 13 ) a relative to the main body ( 2 ) immobile preparation can be excited to fluoresce.

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the laser beam ( 13 ) is an ultrashort pulse laser beam, in particular a femtosecond pulse laser beam.

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 2 ), a receiving device carrying the specimen and a laser beam ( 13 ) generating laser device ( 14 ) on an optical table ( 3 ) are arranged.

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 2 ) Part of the optical table ( 3 ).

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the deflection elements ( 20 . 21 ) has at least one mirror.

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the deflection elements ( 20 . 21 ) has at least one prism.

Positioning device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carriage ( 4 . 6 ) each have a drive unit ( 11 . 12 ) assigned.

Positioning device ( 1 ) according to claim 9, characterized in that at least one of the drive units ( 11 . 12 ) has a digital micrometer.

Positioning device ( 1 ) according to claims 9 or 10, characterized in that at least one of the drive units ( 11 . 12 ) has a piezo element.