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Patent Searching and Data


Title:
TRANSDUCER ATTACHMENT BODY FOR A PROBE, HAVING AT LEAST ONE TRANSDUCER AND A LENS, OF AN ACOUSTIC MICROSCOPE, IN PARTICULAR AN ULTRASOUND SCANNING MICROSCOPE, AND ACOUSTIC MICROSCOPE, IN PARTICULAR ULTRASOUND SCANNING MICROSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/074380
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates, inter alia, to a transducer attachment body (10) for a probe (20), having at least one transducer (21) and a lens (22), of an acoustic microscope, in particular an ultrasound scanning microscope, having a receiving space (18) for receiving the probe (20), wherein a supply line (14) for supplying a liquid coupling medium, in particular water, is fluidically connected to the receiving space (18), wherein the receiving space (18) comprises an exit opening (38), near a sample (40) to be examined, for the exit of the liquid coupling medium from the receiving space (18), wherein a suction chamber (32), to which negative pressure is or can be applied, for suctioning the coupling medium exiting from the exit opening (38) is provided outside the receiving space (18) and at the side of the exit opening (38) of the receiving space (18).

Inventors:
HOFFROGGE PETER (DE)
JOAS MARKUS (DE)
LOWACK MARIO (DE)
SCHUHMACHER SILVIA (DE)
MERKEL MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/076775
Publication Date:
April 11, 2024
Filing Date:
September 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
PVA TEPLA ANALYTICAL SYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
G01N29/06; A61B8/00; G01N29/265; G01N29/28
Foreign References:
US20170205381A12017-07-20
US4435985A1984-03-13
US20070012115A12007-01-18
Attorney, Agent or Firm:
SEEMANN & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Transduceraufsetzkörper für einen wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, sowie akustisches Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop

1. Transduceraufsetzkörper (10) für einen wenigstens einen Transducer (21 ) und eine Linse (22) aufweisenden Prüfkopf (20) eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, mit einem Aufnahmeraum (18) zum Aufnehmen des Prüfkopfs (20), wobei eine Zuführleitung (1 ) zum Zuführen eines flüssigen Koppelmediums, insbesondere Wasser, fluidisch mit dem Aufnahmeraum (18) verbunden ist, wobei der Aufnahmeraum (18) eine zu einer zu untersuchenden Probe (40) zugewandte Austrittsöffnung (38) zum Austritt des flüssigen Koppelmediums aus dem Aufnahmeraum (18) aufweist, wobei außerhalb des Aufnahmeraums (18) und seitlich an der Austrittsöffnung (38) des Aufnahmeraums (18) eine mit Unterdrück beaufschlagte oder beaufschlagbare Absaugkammer (32) zum Absaugen des aus der Austrittsöffnung (38) austretenden Koppelmediums vorgesehen ist.

2. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugkammer (32) wenigstens teilringförmig oder ringförmig, vorzugsweise im Bereich der Austrittsseite des Aufnahmeraums (18), die Austrittsöffnung (38) umgibt.

3. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugkammer (32) fluidisch mit wenigstens einer Abführleitung (34, 34.1 , 34.2) zum Abführen des Koppelmediums aus der Absaugkammer (32) verbunden ist.

4. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Abführleitungen (34, 34.1 , 34.2) fluidisch mit der Absaugkammer (32) verbunden sind, wobei die zwei oder mehr Abführleitungen (34.1 , 34.2) fluidisch mit einer Gesamtabführleitung (34) verbunden sind.

5. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abführleitungen für die Absaugkammer (32) vorgesehen sind, wobei die Absaugkammer (32) zwei Absaugkammeröffnungen aufweist, wobei jede Absaugkammeröffnung mit jeweils einer Abführleitung (34, 34.1 , 34.2) verbunden ist, wobei insbesondere die Absaugkammeröffnungen einander gegenüberliegend angeordnet sind.

6. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Aufnahmeraums (18) ein Gasbläschensammelbereich (28), insbesondere ein Luftbläschensammelbereich für im Koppelmedium enthaltene Gasbläschen, insbesondere Luftbläschen, ausgebildet ist.

7. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbläschensammelbereich (28) einen Sammelkanal aufweist, wobei insbesondere der Sammelkanal im Inneren des Aufnahmeraums (18) wenigstens teilweise umlaufend und/oder wenigstens teilweise ringförmig oder ringförmig ausgebildet ist.

8. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbläschensammelbereich (28) oder der Sammelkanal an der von der Austrittsöffnung (38) des Aufnahmebereichs gegenüberliegenden Seite ausgebildet sind.

9. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 6 bis

8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbläschensammelbereich (28) oder der Sammelkanal fluidisch mittels einer Bypassleitung mit einer Abführleitung (34, 34.1 , 34.2), insbesondere mit einer oder der Gesamtabführleitung (34, 34.1 , 34.2), verbunden ist.

10. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (18) eine Einbringöffnung zum Einbringen des Prüfkopfs (20) in den Aufnahmeraum (18) aufweist, wobei die Einbringöffnung gegenüber der Austrittsöffnung (38) ausgebildet ist.

1 1. Transduceraufsetzkörper (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringöffnung mit einem Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, ausgebildet ist und/oder dass die Einbringöffnung eine, vorzugsweise umlaufende, Ausnehmung für einen Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, aufweist, wobei insbesondere der Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, in der Ausnehmung angeordnet ist.

12. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Aufnahmeraums (18) an der Innenwandung des Aufnahmeraums (18) eine Rippenstruktur oder wenigstens ein Kanal oder eine Kanalstruktur ausgebildet ist.

13. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass der Transduceraufsetzkörper (10) als Adapter ausgebildet ist.

14. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass der Transduceraufsetzkörper (10) aus Kunststoff hergestellt ist.

15. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Transduceraufsetzkörper (10) mit einer, vorzugsweise drahtlos, auslesbaren Kennzeichnungseinrichtung, insbesondere ein RFID-Chip oder ein Barcode oder ein EEPROM, ausgebildet ist.

16. Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (14) für das Koppelmedium einen Anschlussverbindungskörper für eine Leitung aufweist und dass eine Abführleitung (34, 34.1 , 34.2) oder die Gesamtabführleitung (34, 34.1 , 34.2) für das Koppelmedium einen Anschlussverbindungskörper für eine Leitung aufweist, wobei der Anschlussverbindungskörper der Zuführleitung (14) und der Anschlussverbindungskörper der Abführleitung (34, 34.1 , 34.2) oder der Gesamtabführleitung (34, 34.1 , 34.2) unterschiedlich ausgebildet sind. Akustisches Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, mit einem wenigstens einen Transducer (21 ) und eine Linse (22) aufweisenden Prüfkopf (20), wobei am Prüfkopf (20) ein Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 angeordnet ist. Akustisches Mikroskop nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (14) mit einem Koppelmediumsvorrat für das flüssige Koppelmedium verbunden ist, wobei insbesondere in der Zuführleitung (14) eine mit dem Koppelmediumsvorrat verbundene Pumpe vorgesehen ist, und/oder dass die Abführleitung (34, 34.1 , 34.2), insbesondere die Gesamtabführleitung (34, 34.1 , 34.2), mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Akustisches Mikroskop nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkopf (20), vorzugweise ausschließlich, einen Transducer (21 ) und eine Linse (22) aufweist oder dass der Prüfkopf (20) mehrere Transducer (21 ) und mehrere Linsen (22) für jeden Transducer (21 ) aufweist. Verwendung oder Anordnung eines Transduceraufsetzkörpers (10) an einem Prüfkopf (20) eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, insbesondere nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist. Verfahren zum Betreiben eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, wobei das akustische Mikroskop mit einem wenigstens einen Transducer (21 ) und eine Linse (22) aufweisenden Prüfkopf (20) ausgebildet ist, wobei am Prüfkopf (20) ein Transduceraufsetzkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 angeordnet ist.

Description:
Transduceraufsetzkörper für einen wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, sowie akustisches Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Transduceraufsetzkörper für einen wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskops, sowie ein akustisches Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop. Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung oder Anordnung eines Transduceraufsetzkörpers und ein Verfahren zum Betreiben eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschal Irasterm i kroskops.

Ultraschallmikroskope bzw. akustische Mikroskope, die auch als akustische Rastermikroskope (Scanning Acoustic Microscope (SAM)) bezeichnet werden, werden eingesetzt, um in einem Rasterverfahren Proben mittels Ultraschall abzurastern und die reflektierten Schallwellen zu verarbeiten, um daraus Bilder von Strukturen der Probe zu erzeugen.

Hierbei verfügen die Ultraschallmikroskope über einen Ultraschallkopf, der auch als Prüfkopf bzw. Transducerkopf bezeichnet wird. Der Ultraschallkopf besteht daher aus einer akustischen Linse und einen daran angeschlossenen Schallwandler (Transducer).

Bei der Untersuchung in der akustischen Mikroskopie wird als Koppelmedium zwischen dem akustischen Transducer und der zu untersuchenden Probe Wasser verwendet, um eine gute Übertragung von den vom Transducer ausgesendeten Schallwellen zur Probe zu erreichen. Hierfür ist ein Koppelmedium mit guten Eigenschaften bei der Schallleitung erforderlich.

Bei der Ultraschallmikroskopie, die im Frequenzbereich von 1 MHz bis 5 GHz arbeitet, ist es üblich, dass die Proben in einem Wasserbecken untergetaucht werden und auf einer Probenhalterung platziert werden, wobei die Untersuchung der Probe mittels Ultraschallmikroskops in Immersion geführt wird. Bei einem anderen Verfahren wird ein Wasserstrahl verwendet, der zwischen dem Schallwandler und der Probe ausgebildet wird, um eine gute Schalleinkopplung in die Probe zu gewährleisten.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei der akustischen Mikroskopie es zu ermöglichen, dass eine zu untersuchende Probe nur lokal und so kurz wie möglich mit einem Koppelmedium in Kontakt gebracht wird, wobei insbesondere ein stabiles und vorzugsweise blasenfreies lokales Koppelmediumskissen, insbesondere Wasserkissen, zwischen dem Schallwandler und der Probe bereitgestellt werden soll. Eine weitere Aufgabe besteht darin, für die akustische Mikroskopie auf einfache Weise bestehende akustische Rastermikroskope nachzurüsten. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Transduceraufsetzkörper, insbesondere Transducerkopfaufsetzkörper, für einen wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, mit einem Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Prüfkopfs, wobei eine Zuführleitung zum Zuführen eines flüssigen Koppelmediums, insbesondere Wasser, fluidisch mit dem Aufnahmeraum verbunden ist, wobei der Aufnahmeraum eine zu einer zu untersuchenden Probe zugewandte, insbesondere kreisförmige, Austrittsöffnung zum Austritt des flüssigen Koppelmediums aus dem Aufnahmeraum aufweist, wobei außerhalb des Aufnahmeraums und seitlich an der Austrittsöffnung des Aufnahmeraums eine mit Unterdrück beaufschlagte oder beaufschlagbare Absaugkammer zum Absaugen des aus der Austrittsöffnung austretenden Koppelmediums vorgesehen ist.

Die Erfindung beruht auf den Gedanken, dass durch die Bereitstellung des Transduceraufsetzkörpers für einen Prüfkopf bei einem akustischen Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, ein lokales Wasserkissen zwischen der Austrittsöffnung des Aufnahmeraums und einer Oberfläche einer zu untersuchenden Probe bereitgestellt wird, wobei durch das lokale Wasserkissen mit Wasser als Koppelmedium zwischen dem Transduceraufsetzkörper, insbesondere außerhalb der Austrittsöffnung, und der Oberfläche der Probe für den Transducer eine gute Ankopplung des Ultraschalls ermöglicht wird. Dabei bleiben die umliegenden Bereiche außerhalb des Kissens des Koppelmediums trocken bzw. sind nach einer Abrasterung wieder getrocknet. Vorzugsweise werden bei einem Betrieb eines akustischen Mikroskops die Proben reibungsfrei und berührungslos mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2 m/s und einer maximalen Beschleunigung von 50 m/s 2 beispielsweise abgetastet. Gemäß der Erfindung wird mittels des Transduceraufsetzkörpers durch den Austritt des Koppelmediums aus der Austrittsöffnung des Aufnahmeraums ein innerer Bereich ausgebildet, bei dem ein lokales Kissen eines Koppelmediums zwischen dem Aufnahmeraum und der Oberfläche der Probe ausgebildet wird, wobei das überschüssige Koppelmedium im einem äußeren Bereich über die Absaugkammer durch die Verwendung eines Unterdrucks von der Oberfläche der Probe abgesaugt wird.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Transduceraufsetzkörpers bei einem akustischen Mikroskop wird die Untersuchung wasserempfindlicher Proben erleichtert, da nur ein Teil der Oberfläche der Probe zeitweise, d.h. temporär und lokal mit einem Koppelmedium benetzt ist, während die anderen, nicht untersuchten Bereiche der Probenoberfläche nicht benetzt und trocken sind. Durch die kurze Kontaktzeit des mittels des Transduceraufsetzkörpers bereitgestellten Koppelmediums mit der Probenoberfläche kann zum Beispiel eine Oxidation von metallischen Probenoberflächen verhindert werden. Vorzugsweise wird als Koppelmedium Wasser in Reinqualität verwendet.

Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil des Transduceraufsetzkörpers darin, dass das damit ausgebildete akustische Mikroskop lageunabhängig betrieben werden kann. Das heißt, dass die Probe sowohl horizontal als auch vertikal orientiert sein kann bzw. eine horizontal ausgerichtete Probe sowohl an der Unterseite als auch an der Oberseite untersucht werden kann.

Durch die Ausbildung des Aufnahmeraums und der einer zu untersuchenden Probe zugewandten Austrittsöffnung wird ermöglicht, dass das Koppelmedium zwischen den Transduceraufsetzkörper und der Probe eingebracht wird oder ist, so dass ein Koppelmedium zwischen dem Transducer des Prüfkopfs und dem Bereich der zu untersuchenden Probe als eine Art Kissen und insbesondere außerhalb des Aufnahmeraums und/oder außerhalb der Austrittsöffnung ausgebildet wird oder ausbildbar ist. Durch die Verwendung und Ausbildung der seitlich an der Austrittsöffnung des Aufnahmeraums angeordnete Absaugkammer wird das vorhandene Koppelmedium außerhalb der Ultraschallzone durch Absaugen wieder entfernt, wodurch die Kontaktzeit zwischen dem Koppelmedium und der Oberfläche der zu untersuchenden Probe kurzgehalten wird.

Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, dass Prüfköpfe für bestehende akustische Mikroskope, insbesondere Ultraschallrastermikroskope, mittels des erfindungsgemäßen Transduceraufsetzkörpers leicht nachrüstbar sind, um die Anwendung bestehender akustischer Mikroskope zu verbessern.

Durch die Ausbildung der Absaugkammer an dem Transduceraufsetzkörper, der insbesondere als Transducerkopfaufsetzkörper oder als Prüfkopfaufsetzkörper ausgebildet ist, wird erreicht, dass das Koppelmedium zwischen dem Transduceraufsetzkörper, vorzugsweise außerhalb der Untersuchungszone des Transducers, absaugbar ist bzw. abgesaugt wird.

Die Austrittsöffnung des Aufnahmeraums ist bei Anordnung eines Prüfkopfs in dem Aufnahmeraum gegenüber der akustischen Linse des Prüfkopfs oder gegenüber dem distalen Ende des Prüfkopfs ausgebildet. Die Austrittsöffnung ist somit mittig oder zentral an der Austrittsseite des Aufnahmeraums ausgebildet. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung an der Unterseite oder an der Oberseite des Aufnahmeraums ausgebildet. Außerdem ist vorzugsweise die Fläche der, insbesondere kreisförmigen, Austrittsöffnung kleiner als der Querschnitt des Aufnahmeraums, wobei die Austrittsöffnung bei Austritt des Koppelmediums aus dem Aufnahmeraum eine Strömungsverengung ausgebildet ist.

Ferner zeichnet sich eine Weiterbildung des Transduceraufsetzkörpers dadurch aus, dass die Absaugkammer wenigstens teilringförmig oder ringförmig, vorzugsweise im Bereich der Austrittsseite des Aufnahmeraums, die Austrittsöffnung des Aufnahmeraums umgibt. Hierdurch wird es möglich, einen größeren, äußeren Bereich eines Koppelmediumskissens zwischen dem Aufnahmeraum des Transduceraufsetzkörpers bzw. der Austrittsöffnung und einer Oberfläche einer zu untersuchenden Probe mittels der teilringförmigen oder ringförmigen Absaugkammer von der Probenoberfläche auf effektive Weise zu entfernen.

Durch den erfindungsgemäßen Transduceraufsetzkörper ist es möglich, kontinuierlich einen Strom des Koppelmediums der Oberfläche aus dem Aufnahmeraum des Transduceraufsetzkörpers einer zu untersuchenden Probe zuzuführen und fortlaufend das Koppelmedium außerhalb der Untersuchungszone des Transducers zu entfernen. Dabei wird vorzugsweise ein luftblasenfreies oder gasbläschenfreies Kissen unter einer Linse des akustischen Transducers bereitgestellt.

Ferner zeichnet sich eine Ausgestaltung des Transduceraufsetzkörpers dadurch aus, dass die Absaugkammer fluidisch mit wenigstens einer Abführleitung zum Abführen des Koppelmediums aus der Absaugkammer verbunden ist. Über die Abführleitung wird ein Unterdrück an der Absaugkammer bereitgestellt, um das aus der Austrittsöffnung ausgetretene Koppelmedium aus der Untersuchungszone zu entfernen.

Vorzugsweise sind gemäß einer Weiterbildung zwei oder mehr Abführleitungen fluidisch mit der Absaugkammer verbunden, wobei die zwei oder mehr Abführleitungen fluidisch mit einer Gesamtabführleitung verbunden sind. Dabei ist vorgesehen, dass die an die Absaugkammer angeschlossenen Abführleitungen in eine Gesamtzuführleitung münden, um das abgesaugte Koppelmedium über die Gesamtabführleitung vom Prüfkopf wegzuführen.

Dabei ist bei einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass zwei Abführleitungen für die Absaugkammer vorgesehen sind, wobei die Absaugkammer zwei Absaugkammeröffnungen aufweist, wobei jede Absaugkammeröffnung mit jeweils einer Abführleitung verbunden ist, wobei insbesondere die Absaugkammeröffnungen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Durch die Bereitstellung der zwei Abführleitungen an der Absaugkammer wird gleichzeitig an mehreren Stellen das Koppelmedium auf effiziente Weise vom Prüfkopf weggeführt.

Des Weiteren ist es bei einer Ausgestaltung des Transduceraufsetzkörpers vorteilhaft, dass im Inneren des Aufnahmeraums ein Gasbläschensammelbereich, insbesondere ein Luftbläschensammelbereich, für im Koppelmedium enthaltene Gasbläschen, insbesondere Luftbläschen, ausgebildet ist. Hierdurch wird die Qualität der Untersuchungen mittels des akustischen Mikroskops verbessert, da durch den Gasbläschensammelbereich die Gasbläschen nicht in eine Zone zwischen dem Transducer und der Oberfläche der zu untersuchenden Probe gelangen und dadurch nicht die Untersuchungen beeinflussen. Vorzugsweise werden mittels des Gasbläschensammelbereichs Luftblasen oder Gasbläschen innerhalb des Aufnahmebereichs aufgefangen und gesammelt, wodurch die Gasbläschen nicht durch die Austrittsöffnung des Aufnahmebereichs gefördert werden.

Dazu ist vorteilhafterweise gemäß einem weiteren Aspekt vorgese- hen, dass der Gasbläschensammelbereich einen Sammelkanal aufweist, wobei insbesondere der Sammelkanal im Inneren des Aufnahmeraums wenigstens teilweise umlaufend und/oder wenigstens teilweise ringförmig oder ringförmig ausgebildet ist.

Vorzugsweise sind gemäß einer Weiterbildung der Gasbläschensammelbereich oder der Sammelkanal an der von der Austrittsöffnung des Aufnahmebereichs gegenüberliegenden Seite ausgebildet.

Außerdem ist es bei dem Transduceraufsetzkörper bevorzugt, dass der Gasbläschensammelbereich oder der Sammelkanal fluidisch mittels einer Bypassleitung mit der Abführleitung, insbesondere mit einer oder der Gesamtabführleitung, verbunden ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass die im Gasbläschensammelbereich oder im Sammelkanal gesammelten Mikrobläschen aus dem Aufnahmebereich, vorzugsweise kontinuierlich, entfernt werden.

Ferner zeichnet sich eine Ausgestaltung des Transduceraufsetzkörpers dadurch aus, dass der Aufnahmeraum eine Einbringöffnung zum Einbringen eines Prüfkopfs in den Aufnahmeraum aufweist, wobei die Einbringöffnung gegenüber der Austrittsöffnung ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den Prüfkopf und den Transducer innerhalb des Aufnahmeraums des Transduceraufsetzkörpers anzuordnen. Dabei ist es ermöglicht, verschiedene Arbeitsabstände des Transducers zur Probe zu realisieren. Beispielsweise wird der Transduceraufsetzkörper entlang einer Mantelfläche des Prüfkopfs verschoben und entsprechend positioniert. Dabei ist es möglich, dass der Aufsetzkörper entsprechend an dem Prüfkopf fixiert wird.

Weiterhin ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Transduceraufsetzkörpers vorgesehen, dass die Einbringöffnung mit einem Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, ausgebildet ist und/oder dass die Einbringöffnung eine, vorzugsweise umlaufende, Ausnehmung für einen Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, aufweist, wobei insbesondere der Dichtungskörper, insbesondere Dichtungsring, in der Ausnehmung angeordnet ist.

Weiterhin ist bei dem Transduceraufsetzkörper bevorzugt, dass im Inneren des Aufnahmeraums an der Innenwandung des Aufnahmeraums eine Rippenstruktur oder wenigstens ein Kanal oder eine Kanalstruktur ausgebildet ist. Bei Anordnung eines Prüfkopfs in dem Aufnahmeraum ist es möglich, durch die Rippenstruktur oder den wenigstens einen Kanal oder durch die Kanalstruktur, die zwischen der Innenwandung des Aufnahmeraums und der Mantelfläche, des vorzugsweise zylindrischen, Prüfkopfs ausgebildet ist, das fließende Koppelmedium von der Zuführleitung über den Aufnahmeraum zu der Austrittsöffnung des Aufnahmeraums geführt wird.

Vorzugsweise ist der Transduceraufsetzkörper als Adapter ausgebildet.

Ferner zeichnet sich der Transduceraufsetzkörper in einer Ausgestaltung dadurch aus, dass der Transduceraufsetzkörper aus Kunststoff hergestellt ist. Dabei wird vorzugsweise ein Kunststoff verwendet, der keine oder nur wenige Fremdatome in das Koppelmedium abgibt. Insbesondere werden als Kunststoffmaterialien eingesetzt, die auch für einen 3D-Druck geeignet sind. Außerdem wird bevorzugterweise auch ein formstabiler Kunststoff und/oder ein langzeitbeständiger Kunststoff eingesetzt.

Vorzugsweise ist gemäß einer Ausführungsform der Transduceraufsetzkörper mit einer, vorzugsweise drahtlos, auslesbaren Kennzeich- nungseinrichtung, insbesondere ein RFID-Chip oder ein Barcode o- der ein EEPROM, ausgebildet. Dadurch ist es möglich, ein eindeutig erkennbares, vorzugsweise automatisch, auswertbares Merkmal für den Transduceraufsetzkörper mittels einer entsprechenden Erkennungseinrichtung zu erkennen, wodurch die Handhabung des Transduceraufsetzkörpers verbessert wird.

Weiterhin zeichnet sich eine Ausgestaltung des Transduceraufsetzkörpers dadurch aus, dass die Zuführleitung für das Koppelmedium einen Anschlussverbindungskörper für eine Leitung aufweist und dass eine Abführleitung oder die Gesamtabführleitung für das Koppelmedium einen Anschlussverbindungskörper für eine Leitung aufweist, wobei der Anschlussverbindungskörper der Zuführleitung und der Anschlussverbindungskörper der Abführleitung oder der Gesamtabführleitung unterschiedlich ausgebildet sind. Beispielsweise weisen hierbei die Anschlussverbindungskörper der Zuführleitung sowie der Abführleitung oder der Gesamtabführleitung unterschiedliche Geometrien auf, wodurch die an die jeweiligen Anschlussverbindungskörper angeschlossenen Leitungen unverwechselbar mit den jeweiligen Anschlussverbindungskörpern verbunden werden.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein akustisches Mikroskop, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, mit einem wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf, wobei am Prüfkopf ein Transduceraufsetzkörper, wie voranstehend beschrieben, angeordnet ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die vorherigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen.

Gemäß einer Weiterbildung des akustischen Mikroskops ist es vorteilhaft, dass die Zuführleitung mit einem Koppelmediumsvorrat für das flüssige Koppelmedium verbunden ist, wobei insbesondere in der Zuführleitung eine mit dem Koppelmediumsvorrat verbundene Pumpe vorgesehen ist, und/oder dass die Abführleitung, insbesondere die Gesamtabführleitung, mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.

Darüber hinaus zeichnet sich eine Ausführungsform des akustischen Mikroskops dadurch aus, dass der Prüfkopf, vorzugweise ausschließlich, einen Transducer und eine Linse aufweist oder dass der Prüfkopf mehrere Transducer und mehrere Linsen für jeden Transducer aufweist. Im Rahmen der Erfindung weist der Prüfkopf, der in den Aufnahmeraum des Transduceraufsetzkörpers eingebracht und angeordnet wird oder ist, einen einzigen Transducer mit einer (einzigen) Linse zur Fokussierung der (Ultra-)Schallwellen auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Prüfkopf mit einem, insbesondere Array oder mit einer Anordnung von mehreren Transducern und Linsen für die jeweiligen Transducern ausgebildet. Beispielsweise sind bei dem Array die Transducer in einer linearen Reihenfolge nebeneinander angeordnet. Es sind im Rahmen der Erfindung auch andere Anordnungen von Transducern und der Linsen hierfür für den Prüfkopf möglich und realisierbar.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung oder eine Anordnung eines Transduceraufsetzkörpers an einem Prüfkopf eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, insbesondere wie voranstehend beschrieben, wobei der Transduceraufsetzkörper wie voranstehend beschrieben ausgebildet ist. Hierzu wird auf die voranstehenden Ausführungen ausdrücklich verwiesen.

Eine weitere Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Betreiben eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, wobei das akustische Mikroskop mit einem wenigstens einen Transducer und eine Linse aufweisenden Prüfkopf ausgebildet ist, und wobei ein erfindungsgemäßer Transduceraufsetzkörper, wie voranstehend beschrieben, angeordnet ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Transduceraufsetzkörpers für einen Prüfkopf eines akustischen Mikroskops,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Transduceraufsetzkörper mit einem darin angeordneten Prüfkopf eines akustischen Mikroskops und

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf den Transduceraufsetzkörper.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßer Transduceraufsetzkörper 10 gezeigt. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch den Transduceraufsetzkörper 10 und eine Draufsicht auf den Transduceraufsetzkörper 10. Der Transduceraufsetzkörper 10 ist aus Kunststoff vorzugsweise einstückig hergestellt.

Der Transduceraufsetzkörper 10 weist einen Hauptkorpus 12 mit einem Aufnahmeraum 18 im Innern auf. Der Aufnahmeraum 18 ist fluidisch mit einer eine Zuführleitung 14 aufweisenden Zuführeinheit 140 zur Zuführung eines Koppelmediums, wie zum Beispiel Wasser, in den Aufnahmeraum 18 des Hauptkorpus 12 verbunden. Ferner weist der Körper eine Abführeinheit 16 auf, um das Koppelmedium aus einer Absaugkammer 32 des Korpus 12 abzuführen (vgl. Fig. 2).

Aus der Querschnittsansicht von Fig. 2 sind weitere Details des Transduceraufsetzkörpers 10 zu entnehmen. Der Hauptkorpus 12 weist im Inneren einen Aufnahmeraum 18 auf, der fluidisch mit der Zuführeinheit 140 verbunden ist. Die Zuführleitung 14 der Zuführeinheit 140 selbst ist mit einem Koppelmediumsvorrat (hier nicht dargestellt), um ein flüssiges Koppelmedium, wie zum Beispiel Wasser, in den Aufnahmeraum 18 zuzuführen.

Bei der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 ist ein Prüfkopf 20 eines akustischen Mikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskop, über eine Einbringöffnung 24 des Hauptkorpus 12 in den Aufnahmeraum 18 eingebracht. Der Prüfkopf 20 weist einen Schallwandler bzw. Transducer 21 zur Erzeugung von Schallwellen, wobei am vorderen Ende des Prüfkopfs 20 eine Linse 23 zur Fokussierung der Schallwellen angeordnet ist. Der Prüfkopf 20 mit dem Transducer 21 und der Linse 22 ist Bestandteil eines (hier nicht dargestellten) akustischen Rastermikroskops, insbesondere Ultraschallrastermikroskops.

Im oberen Bereich der Einbringöffnung 24 ist eine umlaufende Ausnehmung 26 ausgebildet, in der ein Dichtungsring 28 aufgenommen ist, um den Aufnahmeraum 18 gegenüber der Mantelfläche des Prüfkopfs 20 bei Anordnung des Prüfkopfs 20 im Aufnahmeraum 18 abzudichten.

Nach Einströmen des Koppelmediums über die Zuführeinheit 140 in den Aufnahmeraum 18 wird das Koppelmedium über Kanäle, die zwischen der äußeren Mantelfläche des Prüfkopfs und der Innenwandung des Aufnahmeraums ausgebildet sind, in Richtung einer, insbesondere unterseitigen und/oder kreisförmigen, Austrittsöffnung 38 des Aufnahmeraums 28 geleitet, so dass das Koppelmedium, insbesondere Wasser, durch die Austrittsöffnung 38 in Richtung einer Oberfläche 42 einer zu untersuchenden Probe 40 geleitet wird.

Durch die Beabstandung des Transduceraufsetzkörpers 10 zur untersuchenden Probe 40 wird zwischen der Austrittsöffnung 38 und der Oberfläche 42 der Probe 40 ein Koppelmediumskissen 50 ausgebildet, so dass bei Betrieb des Transducers 21 die Schallwellen gut an die zu untersuchende Probe 40 angekoppelt werden.

Seitlich ist die Austrittsöffnung 38 umgeben von einer Absaugkammer 32, so dass aus der Untersuchungszone zwischen dem Transducer 21 und der Oberfläche 42 der Probe 40 der äußere Bereich des Koppelmediumskissens 50 durch Anlegen eines Unterdrucks an die Absaugkammer 32 entfernt wird. Hierzu ist die Absaugkammer 32 über zwei gegenüberliegende Mündungen fluidisch mit zwei Abführleitungen 34.1 , 34.2 verbunden (vgl. Fig. 3), die sich zu einer Gesamtabführleitung 34 verbinden, wobei bei Anlegen eines Unterdrucks an die Gesamtabführleitung 34 die fluidisch damit verbundenen Abführleitungen 34.1 , 34.2 weiterhin fluidisch mit der Absaugkammer 32 verbunden sind. Die Absaugkammer 32 sowie die Abführleitungen 34.1 , 34.2 und die Gesamtabführleitung 34 sind Bestandteil der Abführeinheit 15 zum Abführen des angesaugten oder abgesaugten Koppelmediums.

Ferner weist der Aufnahmeraum 18 im Bereich des Dichtungsrings 28 innerhalb des Aufnahmeraums 18 einen Sammelkanal 30 auf, um beispielsweise Luftbläschen, die im Koppelmedium als Mikrobläschen enthalten sind, zu sammeln. Der Sammelkanal 38 ist ferner über eine Bypassleitung 36 mit der Gesamtabführleitung 34 fluidisch verbunden, so dass bei Beaufschlagung von Unterdrück in der Gesamtabführleitung 34 die Luftbläschen oder Gasbläschen aus dem Sammelkanal 30 über die Bypassleitung 36 entfernt werden.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.

Bezugszeichenliste

10 T ransduceraufsetzkörper

12 Hauptkorpus

14 Zuführeinheit

16 Abführeinheit

18 Aufnahmeraum

20 Prüfkopf

21 Transducer

21 Linse

24 Einbringöffnung

26 Ausnehmung

28 Dichtungsring

30 Sammelkanal

32 Absaugkammer

34 Gesamtabführleitung

34.1 , 34.2 Abführleitung

36 Bypassleitung

38 Austrittsöffnung

40 Probe

42 Oberfläche

50 Koppelmediumskissen

140 Zuführeinheit