Abstract

We describe a new parallel scanning mechanism for confocal microscopy that is inherently fiber-optic compatible and that retains the simplicity of the line scanning confocal microscope. The method works by employing an incoherent fiber-optic bundle that maps a line illumination pattern back on itself on double passing, while separating the fibers that carry photons from out-of-focus sample planes. The transformation permits efficient rejection of out-of-focus photons by a slit aperture.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Juskaitis and T. Wilson, Opt. Lett. 19, 1906 (1994).
    [CrossRef]
  2. P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996); J. Microelectromech. Syst. 7, 38 (1998).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. F. Gmitro and D. Aziz, Opt. Lett. 18, 565 (1993).
    [CrossRef]
  5. Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
    [CrossRef]
  6. G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
    [CrossRef]
  7. K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
    [PubMed]
  8. J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
    [CrossRef]
  9. A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
    [CrossRef]
  10. G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
    [CrossRef]
  11. C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. G. J. Brakenhoff and K. Visscher, J. Microsc. (Oxford) Part 1  171, 17 (1993).
    [CrossRef]
  13. D. R. Sandison and W. W. Webb, Appl. Opt. 33, 603 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. W. B. Amos and J. G. White, in Handbook of Biological Confocal Microscopy, J. B. Pawley, ed. (Plenum, New York, 1995), Chap. 25.
  15. M. Boehnhe and B. R. Masters, Ophthalmologica 104, 1887 (1977).

1999

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

1998

J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
[CrossRef]

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
[CrossRef]

1997

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

1996

D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996); J. Microelectromech. Syst. 7, 38 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

1994

R. Juskaitis and T. Wilson, Opt. Lett. 19, 1906 (1994).
[CrossRef]

P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. R. Sandison and W. W. Webb, Appl. Opt. 33, 603 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1993

A. F. Gmitro and D. Aziz, Opt. Lett. 18, 565 (1993).
[CrossRef]

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

G. J. Brakenhoff and K. Visscher, J. Microsc. (Oxford) Part 1  171, 17 (1993).
[CrossRef]

1988

G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
[CrossRef]

1977

M. Boehnhe and B. R. Masters, Ophthalmologica 104, 1887 (1977).

Amos, W. B.

W. B. Amos and J. G. White, in Handbook of Biological Confocal Microscopy, J. B. Pawley, ed. (Plenum, New York, 1995), Chap. 25.

Aoki, T.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Auran, J. D.

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Aziz, D.

A. F. Gmitro and D. Aziz, Opt. Lett. 18, 565 (1993).
[CrossRef]

Bewersdorf, J.

J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
[CrossRef]

Boehnhe, M.

M. Boehnhe and B. R. Masters, Ophthalmologica 104, 1887 (1977).

Bouma, B. E.

G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
[CrossRef]

Brakenhoff, G. J.

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

G. J. Brakenhoff and K. Visscher, J. Microsc. (Oxford) Part 1  171, 17 (1993).
[CrossRef]

Buist, A. H.

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

Corle, T. R.

G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
[CrossRef]

Delaney, P. M.

P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Dickensheets, D. L.

D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996); J. Microelectromech. Syst. 7, 38 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Donaldson, L.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Florakis, G. J.

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Gmitro, A. F.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

A. F. Gmitro and D. Aziz, Opt. Lett. 18, 565 (1993).
[CrossRef]

Harris, M. R.

P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Hell, S. W.

J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
[CrossRef]

Hopkins, M. F.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Ichihara, A.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Juskaitis, R.

R. Juskaitis and T. Wilson, Opt. Lett. 19, 1906 (1994).
[CrossRef]

King, R. G.

P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Kino, G. S.

D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996); J. Microelectromech. Syst. 7, 38 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
[CrossRef]

Koester, C. J.

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Kudo, H.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Masters, B. R.

M. Boehnhe and B. R. Masters, Ophthalmologica 104, 1887 (1977).

Miyata, A.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Morooka, S.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Müller, M.

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

Naoki, K.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Nishio, K.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Pick, R.

J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
[CrossRef]

Rosskothen, H. D.

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Rouse, A. R.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Sabharwal, Y. S.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Sandison, D. R.

D. R. Sandison and W. W. Webb, Appl. Opt. 33, 603 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Sato, N.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Squier, J.

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

Suzuki, K.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Suzuki, Y.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Tackaberry, R. B.

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Tearney, G. J.

G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
[CrossRef]

Tsumura, H.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Visscher, K.

G. J. Brakenhoff and K. Visscher, J. Microsc. (Oxford) Part 1  171, 17 (1993).
[CrossRef]

Webb, R. H.

G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
[CrossRef]

Webb, W. W.

D. R. Sandison and W. W. Webb, Appl. Opt. 33, 603 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

White, J. G.

W. B. Amos and J. G. White, in Handbook of Biological Confocal Microscopy, J. B. Pawley, ed. (Plenum, New York, 1995), Chap. 25.

Wilson, T.

R. Juskaitis and T. Wilson, Opt. Lett. 19, 1906 (1994).
[CrossRef]

Xiao, G. Q.

G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
[CrossRef]

Yamaguchi, K.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Appl. Opt.

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

P. M. Delaney, M. R. Harris, and R. G. King, Appl. Opt. 33, 573 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. R. Sandison and W. W. Webb, Appl. Opt. 33, 603 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. Lett.

G. Q. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 53, 716 (1988).
[CrossRef]

J. Microsc. (Oxford)

A. H. Buist, M. Müller, J. Squier, and G. J. Brakenhoff, J. Microsc. (Oxford) Part 2  192, 217 (1998).
[CrossRef]

G. J. Brakenhoff and K. Visscher, J. Microsc. (Oxford) Part 1  171, 17 (1993).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A

C. J. Koester, J. D. Auran, H. D. Rosskothen, G. J. Florakis, and R. B. Tackaberry, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1670 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Lab. Invest.

K. Yamaguchi, K. Nishio, N. Sato, H. Tsumura, A. Ichihara, H. Kudo, T. Aoki, K. Naoki, K. Suzuki, A. Miyata, Y. Suzuki, and S. Morooka, Lab. Invest. 76, 809 (1997).
[PubMed]

Ophthalmologica

M. Boehnhe and B. R. Masters, Ophthalmologica 104, 1887 (1977).

Opt. Lett.

R. Juskaitis and T. Wilson, Opt. Lett. 19, 1906 (1994).
[CrossRef]

J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
[CrossRef]

G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
[CrossRef]

D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996); J. Microelectromech. Syst. 7, 38 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

A. F. Gmitro and D. Aziz, Opt. Lett. 18, 565 (1993).
[CrossRef]

Other

W. B. Amos and J. G. White, in Handbook of Biological Confocal Microscopy, J. B. Pawley, ed. (Plenum, New York, 1995), Chap. 25.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Optical layout of a prototype slit-scanning confocal microscope incorporating an incoherent fiber bundle: S1, and S2, slit apertures 25 µm wide by 3 mm long; W1, W2, index-matching glass windows; *, **, front and back sides, respectively, of bilateral scanning double-sided mirror M1 mounted upon a galvanometer; L’s, lenses, BS, beam splitter.

Fig. 2
Fig. 2

A, Image of the central part of the fiber bundle at plane P when light was reflected from a plane mirror in focus. B, Image taken with the sample mirror moved out of focus by 1.6 µm.

Fig. 3
Fig. 3

Axial response curve with (filled circles) and without (open circles) the confocal slit.

Metrics