JP6742690B2 - Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography - Google Patents

Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography Download PDF

Info

Publication number
JP6742690B2
JP6742690B2 JP2015006924A JP2015006924A JP6742690B2 JP 6742690 B2 JP6742690 B2 JP 6742690B2 JP 2015006924 A JP2015006924 A JP 2015006924A JP 2015006924 A JP2015006924 A JP 2015006924A JP 6742690 B2 JP6742690 B2 JP 6742690B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
fiber
optical
excitation light
ring laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015006924A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016134437A (en
Inventor
将之 鈴木
将之 鈴木
寛人 黒田
寛人 黒田
新 米谷
新 米谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saitama Medical University
Original Assignee
Saitama Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saitama Medical University filed Critical Saitama Medical University
Priority to JP2015006924A priority Critical patent/JP6742690B2/en
Publication of JP2016134437A publication Critical patent/JP2016134437A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6742690B2 publication Critical patent/JP6742690B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、ファイバーリングレーザー、ファイバーリングレーザーが発生する光パルス、及びファイバーリングレーザーが発生する光パルスを光源とするフーリエドメイン型光断層画像化装置に関する。 The present invention relates to a fiber ring laser, an optical pulse generated by the fiber ring laser, and a Fourier domain optical tomographic imaging apparatus using a light pulse generated by the fiber ring laser as a light source.

干渉計の原理を応用して生体組織の断層画像を生成する光断層画像化装置(OCT)が知られている。光断層画像化装置は、低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分離し、測定光を生体組織に照射する。生体組織に照射された測定光が生体組織により散乱又は反射される。後方散乱された反射光は光断層画像化装置に戻る。光断層画像化装置は、反射光を参照光と干渉させて干渉光を生成し、干渉光を用いて生体組織の複数の深さにおける散乱光の強度を画像化する。このような光断層画像化装置のうち、干渉光の波長分布データをフーリエ変換して生体組織の複数の深さにおける散乱光の強度を画像化するものは、フーリエドメイン型光断層画像化装置(FD−OCT)と呼ばれ、他の方式の光断層画像化装置と比較して、可動部分が少なく、装置全体が軽量化及び安定化できる利点がある。 2. Description of the Related Art An optical tomographic imaging apparatus (OCT) that generates a tomographic image of a living tissue by applying the principle of an interferometer is known. The optical tomographic imaging apparatus separates low coherence light into measurement light and reference light, and irradiates the living tissue with the measurement light. The measurement light applied to the living tissue is scattered or reflected by the living tissue. The backscattered reflected light returns to the optical tomographic imaging device. The optical tomographic imaging apparatus causes reflected light to interfere with reference light to generate interference light, and uses the interference light to image the intensity of scattered light at a plurality of depths of biological tissue. Among such optical tomographic imaging apparatuses, those that image the intensity of scattered light at a plurality of depths of living tissue by Fourier transforming wavelength distribution data of interference light are Fourier domain optical tomographic imaging apparatuses ( It is called FD-OCT), and has an advantage that the number of moving parts is small and the entire apparatus can be made lighter and more stable than an optical tomographic imaging apparatus of another type.

光断層画像化装置は、眼科の網膜診断にも使用されている。例えば、網膜中心部の黄斑部の断層画像を取得するために、波長0.8μm帯の照射光が用いられている。この波長帯は、水の光吸収が少なく、この波長帯の照射光を利用した光断層画像化装置は、色素上皮膜視細胞層等の、網膜の生体組織を識別可能な断層画像を生成する。 Optical tomographic imaging devices are also used in ophthalmic retinal diagnosis. For example, in order to obtain a tomographic image of the macula at the center of the retina, irradiation light having a wavelength of 0.8 μm is used. In this wavelength band, light absorption of water is small, and an optical tomographic imaging apparatus using irradiation light in this wavelength band generates a tomographic image capable of identifying living tissue of the retina such as the pigmented capsule photoreceptor layer. ..

一方、色素状被膜下の毛細血管網や篩状板の深部の生体組織を画像化するためには、網膜の生体組織で散乱又は反射される波長0.8μm帯の光と異なり、かつ硝子体で吸収されてしまう波長1.5μm帯の光とも異なる、別の波長帯の光を測定光として用いる必要がある。980nm〜1150nmの波長帯は、「2番目の水の窓」と呼ばれており、この波長帯の光は、硝子体での吸収率が低い。さらに、980nm〜1150nmの波長帯の光は、角膜側から照射されたとき、可視光を吸収して電気信号に変える網膜で捉えられずに、眼底部分まで入る。光断層画像化装置を用いて色素状被膜下の毛細血管網や篩状板の深部の生体組織を画像化するために、980nm〜1150nmの波長帯の光が求められている。 On the other hand, in order to image the capillary network under the pigmented capsule or the living tissue in the deep part of the lamina cribrosa, the vitreous body is different from the light of wavelength 0.8 μm band scattered or reflected by the living tissue of the retina. It is necessary to use, as the measurement light, light in a different wavelength band, which is different from the light in the wavelength band of 1.5 μm that is absorbed by. The wavelength band from 980 nm to 1150 nm is called the "second water window", and the light in this wavelength band has a low absorption rate in the vitreous body. Further, the light in the wavelength band of 980 nm to 1150 nm, when irradiated from the cornea side, enters the fundus without being captured by the retina that absorbs visible light and converts it into an electric signal. Light in the wavelength band of 980 nm to 1150 nm is required to image the capillary network under the pigmented capsule and the living tissue in the deep part of the lamina cribrosa using an optical tomographic imaging apparatus.

980nm〜1150nmの波長帯の光源を発生する光源の1つとして、Yb添加ファイバーを備えるファイバーリングレーザーが、従来から知られていた。例えば、Yb添加ファイバーを備えるファイバーリングレーザーが、ノイズライク光パルスを生成することが知られている(非特許文献1)。Yb添加ファイバーを備えるファイバーリングレーザーが生成する光パルスの強度自己相関波形のグラフの時点差ゼロピコ秒において、ノイズライク光パルス特有のスパイクが観測されている(同Fig.3(b)参照)。 A fiber ring laser including a Yb-doped fiber has been conventionally known as one of light sources that generate a light source in a wavelength band of 980 nm to 1150 nm. For example, it is known that a fiber ring laser provided with a Yb-doped fiber produces a noise-like light pulse (Non-Patent Document 1). A spike peculiar to a noise-like optical pulse is observed at a time difference of zero picoseconds in the graph of the intensity autocorrelation waveform of an optical pulse generated by a fiber ring laser equipped with a Yb-doped fiber (see FIG. 3(b)).

しかしながら、そのスペクトル分布幅は、約10nmの狭帯域である(同Fig.3(a)参照)。一方、光断層画像化装置は干渉計の原理を用いるので、干渉計と同様、光断層画像化装置の測定光が広帯域でなければ、深さ方向の分解能が向上しない。即ち、上記のファイバーリングレーザーが生成する狭帯域の光パルスを光断層画像化装置の測定光として用いても、深さ方向の十分な分解能が得られないという問題がある。 However, its spectral distribution width is a narrow band of about 10 nm (see FIG. 3(a)). On the other hand, since the optical tomographic imaging apparatus uses the principle of the interferometer, like the interferometer, unless the measurement light of the optical tomographic imaging apparatus has a wide band, the resolution in the depth direction is not improved. That is, there is a problem that sufficient resolution in the depth direction cannot be obtained even when the narrow band optical pulse generated by the fiber ring laser is used as the measurement light of the optical tomographic imaging apparatus.

したがって、光断層画像化装置の測定光に用いた場合に、深さ方向に十分な分解能を有する眼底部分の生体組織の画像が得られる、略1050nmに中心波長を有する100nm〜110nmの広帯域な光パルスを生成することが求められているのが現状である。 Therefore, when used as the measurement light of the optical tomographic imaging apparatus, an image of the living tissue of the fundus part having sufficient resolution in the depth direction can be obtained, and a wide band light of 100 nm to 110 nm having a central wavelength of about 1050 nm is obtained. At present, it is required to generate pulses.

Kobtsev,Sergey,et al.“Generation of double−scale femto/pico−second optical lumps in mode−locked fiber lasers.” Optics Express 17.23 (2009): 20707−20713Kobtsev, Sergey, et al. "Generation of double-scale femto/pico-second optical lumps in mode-locked fiber lasers." Optics Express 17.23 (2009): 20707-20713.

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、FD−OCTの測定光に用いた場合に、深さ方向に十分な分解能を有する眼底部分の生体組織の画像が得られる、略1050nmに中心波長を有する広帯域な光パルスを生成するファイバーリングレーザー、ファイバーリングレーザーが発生する光パルス、及びファイバーリングレーザーが発生する光パルスを光源とするFD−OCTを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the present circumstances, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the related art and achieve the following objects. That is, the present invention provides a wideband optical pulse having a center wavelength of about 1050 nm, which is capable of obtaining an image of a living tissue of a fundus portion having sufficient resolution in the depth direction when used for measurement light of FD-OCT. An object of the present invention is to provide a fiber ring laser to be generated, a light pulse generated by the fiber ring laser, and an FD-OCT using a light pulse generated by the fiber ring laser as a light source.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 励起光を発生する励起光源と、
前記励起光が入射される第1の光カップラーと、
前記第1の光カップラーから入射された前記励起光によって励起されるYb添加ファイバーと、
前記励起光源が前記励起光を発生するとき、前記励起光によって励起された前記Yb添加ファイバーが放出する放出光を伝搬する第1のシングルモードファイバーと、
前記励起光が前記Yb添加ファイバーに入射する方向と逆方向の光伝搬を防ぐためのアイソレーターと、
を備え、前記放出光から光パルスを形成するファイバーリングレーザーであって、
前記第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下であることを特徴とするファイバーリングレーザーである。
前記ファイバーリングレーザーにおいては、励起光源が発生した前記励起光が前記Yb添加ファイバーに入射すると、前記放出光が放出される。前記放出光が前記第1のシングルモードファイバーを伝播し、前記アイソレーターを透過し、前記ファイバーリングレーザーのリング状の光路を周回すると、前記光パルスが形成される。このとき、前記第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下であるがために、眼底部分の生体組織の画像化に好適な、略1050nmに中心波長を有する100nm〜110nmの広帯域な光パルスが形成される。
<2> 前記<1>に記載のファイバーリングレーザーによって生成されることを特徴とする光パルスである。
<3> 前記<1>に記載のファイバーリングレーザーと、
前記ファイバーリングレーザーから入射される前記光パルスを測定光及び参照光に分岐する分岐部と、
前記測定光を被測定物体に照射し、前記被測定物体からの反射光を受光する照射受光部と、
前記測定光が前記被測定物体に照射されたときに、前記反射光と前記参照光との干渉光を測定して測定データを生成する干渉光測定部と、
前記測定データから、前記被測定物体の複数の深さ位置における前記反射光の強度を算出して前記被測定物体の深さ方向の一次元断層画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする光断層画像化装置である。
前記光断層画像化装置においては、前記<1>に記載のファイバーリングレーザーが前記光パルスを前記分岐部に入射すると、前記光パルスは、前記測定光及び前記参照光に分岐される。前記分岐部が前記測定光を前記照射受光部に入射し、前記照射受光部が前記測定光を前記被測定物体に照射すると、前記被測定物体から前記反射光が反射される。前記照射受光部が前記反射光を受光し、前記反射光を前記干渉光測定部に入射すると、前記測定光及び前記参照光の前記干渉光が測定され、前記測定データが生成される。前記画像生成部が前記測定データを入力すると、前記被測定物体の深さ方向の一次元断層画像が生成される。
The means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> An excitation light source that generates excitation light,
A first optical coupler on which the excitation light is incident;
A Yb-doped fiber that is excited by the excitation light that is incident from the first optical coupler;
A first single-mode fiber that propagates emission light emitted by the Yb-doped fiber that is excited by the excitation light when the excitation light source generates the excitation light;
An isolator for preventing light propagation in a direction opposite to the direction in which the excitation light enters the Yb-doped fiber,
A fiber ring laser for forming a light pulse from the emitted light,
The fiber ring laser is characterized in that the length of the first single mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less.
In the fiber ring laser, when the excitation light generated by the excitation light source enters the Yb-doped fiber, the emission light is emitted. The light pulse is formed when the emitted light propagates through the first single mode fiber, passes through the isolator, and orbits the ring-shaped optical path of the fiber ring laser. At this time, since the length of the first single mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less, a wide band light of 100 nm to 110 nm having a center wavelength of about 1050 nm, which is suitable for imaging living tissue of the fundus part. A pulse is formed.
<2> An optical pulse produced by the fiber ring laser according to <1>.
<3> The fiber ring laser according to <1> above,
A branching section for branching the light pulse incident from the fiber ring laser into a measurement light and a reference light,
Irradiating the measurement light to the measured object, an irradiation light receiving unit for receiving the reflected light from the measured object,
When the measurement light is applied to the measured object, an interference light measurement unit that measures the interference light between the reflected light and the reference light to generate measurement data,
From the measurement data, an image generator that calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object to generate a one-dimensional tomographic image in the depth direction of the measured object,
An optical tomographic imaging apparatus comprising:
In the optical tomographic imaging apparatus, when the fiber ring laser according to <1> causes the optical pulse to enter the branching unit, the optical pulse is branched into the measurement light and the reference light. When the branching part makes the measuring light incident on the irradiation/light receiving part and the irradiation/light receiving part irradiates the measuring light to the measured object, the reflected light is reflected from the measured object. When the irradiation light receiving unit receives the reflected light and makes the reflected light incident on the interference light measuring unit, the interference light of the measurement light and the reference light is measured, and the measurement data is generated. When the image generator inputs the measurement data, a one-dimensional tomographic image in the depth direction of the measured object is generated.

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、FD−OCTの測定光に用いた場合に、深さ方向に十分な分解能を有する眼底部分の生体組織の画像が得られる、略1050nmに中心波長を有する100nm〜110nmの広帯域な光パルスを生成するファイバーリングレーザー、ファイバーリングレーザーが発生する光パルス、及びファイバーリングレーザーが発生する光パルスを光源とするFD−OCTを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the said various problems in the past can be solved, the said objective can be achieved, and when used for the measurement light of FD-OCT, the biological tissue of the fundus part which has sufficient resolution in a depth direction. Is used as a light source, a fiber ring laser that generates a broad-band optical pulse of 100 nm to 110 nm having a center wavelength of approximately 1050 nm, a light pulse generated by the fiber ring laser, and a light pulse generated by the fiber ring laser. FD-OCT can be provided.

図1は、本発明に係るファイバーリングレーザーの一例であるファイバーリングレーザー1000の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a fiber ring laser 1000 which is an example of the fiber ring laser according to the present invention. 図2は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生する光パルスの波形と通常のモードロック光パルスの波形とを示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a waveform of an optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention and a waveform of a normal mode-locked optical pulse. 図3は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスのスペクトル分布と従来のモードロック光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a spectral distribution of a noise-like optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention and a conventional mode-locked optical pulse. 図4は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスの強度自己相関波形を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an intensity autocorrelation waveform of a noise-like light pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention. 図5は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスの干渉自己相関波形を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an interference autocorrelation waveform of a noise-like optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention. 図6は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第2のλ/4波長板1120の光学軸を回転したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the spectrum distribution of the noise-like optical pulse when the optical axis of the second λ/4 wave plate 1120 is rotated in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. 図7は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第1のシングルモードファイバー1040の長さを変更したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the spectrum distribution of the noise-like optical pulse when the length of the first single mode fiber 1040 is changed in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. 図8は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、Yb添加ファイバー1030の長さを変更したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a spectral distribution of a noise-like optical pulse when the length of the Yb-doped fiber 1030 is changed in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. 図9は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000を備える光断層画像化装置の一例である光断層画像化装置2000のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of an optical tomographic imaging apparatus 2000 which is an example of an optical tomographic imaging apparatus including the fiber ring laser 1000 according to the present invention.

本発明のファイバーリングレーザーは、励起光を発生する励起光源と、励起光が入射される第1の光カップラーと、第1の光カップラーから入射された励起光によって励起されるYb添加ファイバーと、励起光源が励起光を発生するとき、励起光によって励起されたYb添加ファイバーが放出する放出光を伝搬する第1のシングルモードファイバーと、励起光が前記Yb添加ファイバーに入射する方向と逆方向の光伝搬を防ぐためのアイソレーターと、を備え、放出光が光パルスを形成し、第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下である。第1のシングルモードファイバーの長さを従来用いられていた10cmの長さのものより長くすることにより、ノイズライク発振が安定に発生する。第1のシングルモードファイバーの長さを70cmより長くすると、ノイズライク発振は発生せず、CW発振が発生する。第1のシングルモードファイバーの長さを20cmから70cmの範囲で変えた場合、55cm以上68cm以下の場合に最も良好なノイズライク発振が発生する。
本発明に係るファイバーリングレーザーが発生するノイズライク光パルスは、眼底の診断用として光断層画像化装置に好適に使用でき、例えば、緑内障の発生機構に迫ることも期待できる。
The fiber ring laser of the present invention includes an excitation light source that generates excitation light, a first optical coupler on which the excitation light is incident, and a Yb-doped fiber that is excited by the excitation light incident from the first optical coupler. When the excitation light source generates excitation light, a first single mode fiber that propagates the emission light emitted by the Yb-doped fiber that is excited by the excitation light, and a direction opposite to the direction in which the excitation light enters the Yb-doped fiber And an isolator for preventing light propagation, the emitted light forms an optical pulse, and the length of the first single-mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less. By making the length of the first single mode fiber longer than the length of 10 cm which has been conventionally used, noise-like oscillation is stably generated. When the length of the first single mode fiber is longer than 70 cm, noise-like oscillation does not occur and CW oscillation occurs. When the length of the first single-mode fiber is changed within the range of 20 cm to 70 cm, the best noise-like oscillation occurs when the length is 55 cm or more and 68 cm or less.
The noise-like optical pulse generated by the fiber ring laser according to the present invention can be suitably used for an optical tomographic imaging apparatus for diagnosis of the fundus of the eye, and can be expected to approach the mechanism of glaucoma generation, for example.

Yb添加ファイバーの励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、Yb添加ファイバーの長さが20cm以上29cm以下であるのが好ましい。Yb添加ファイバーの中心波長における吸収損失を従来用いられていた1200dB/mのものより高い2750dB/mとし、従来用いられていた15cmの長さのものより長くすることにより、ノイズライク発振が安定に発生する。 It is preferable that the absorption loss of the Yb-doped fiber at the center wavelength of the excitation light is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and the length of the Yb-doped fiber is 20 cm or more and 29 cm or less. By setting the absorption loss at the center wavelength of the Yb-doped fiber to 2750 dB/m, which is higher than that of 1200 dB/m used conventionally, and making it longer than the length of 15 cm used conventionally, noise-like oscillation becomes stable. appear.

Yb添加ファイバーの前記励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、前記Yb添加ファイバーの長さを1としたときの第1のシングルモードファイバーの長さが、1.964以上2.428以下であるのが好ましい。前記Yb添加ファイバーの長さに応じて前記第1のシングルモードファイバーの長さを設定することにより、ノイズライク発振が安定に発生する。 The absorption loss of the Yb-doped fiber at the center wavelength of the excitation light is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and the length of the first single-mode fiber is 1 when the length of the Yb-doped fiber is 1. It is preferably 0.964 or more and 2.428 or less. By setting the length of the first single-mode fiber according to the length of the Yb-doped fiber, noise-like oscillation is stably generated.

ファイバーリングレーザーが、第1のシングルモードファイバーから出射される励起光及び放出光が入射される第1のコリメーターと、第1のコリメーターから出射される励起光及び放出光が入射される第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板と、第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板から出射される励起光及び放出光から、光パルスの一部を分離する偏光素子と、をさらに備えるのが好ましい。こうすると、ノイズライク光パルスを励起光から分離して取り出すことができ、残りの光は、ファイバーリングレーザーのリング状の光路をさらに周回する。偏光素子は、偏光ビームスプリッターであるのが好ましい。 The fiber ring laser includes a first collimator on which the excitation light and the emission light emitted from the first single-mode fiber are incident, and a first collimator on which the excitation light and the emission light emitted from the first collimator are incident. One λ/4 wave plate and a first λ/2 wave plate, and an optical pulse from the excitation light and the emission light emitted from the first λ/4 wave plate and the first λ/2 wave plate. It is preferable to further include a polarizing element for separating the parts. In this way, the noise-like light pulse can be separated from the excitation light and extracted, and the remaining light further circulates in the ring-shaped optical path of the fiber ring laser. The polarizing element is preferably a polarizing beam splitter.

ファイバーリングレーザーが、偏光素子から出射される光パルスの群速度分散を補償するための分散補償光学素子と、分散補償光学素子から出射された励起光及び放出光を反射してアイソレーターに入射する第1のミラーと、をさらに備えるのが好ましい。こうすると、光パルスの群速度分散による影響が補償されることにより、光パルスが整形される。 The fiber ring laser includes a dispersion compensating optical element for compensating the group velocity dispersion of the light pulse emitted from the polarizing element, and a pumping light and an emitting light emitted from the dispersion compensating optical element, which are incident on the isolator. It is preferable to further include one mirror. By doing so, the optical pulse is shaped by compensating the influence of the group velocity dispersion of the optical pulse.

分散補償光学素子が、平行に配置された第1の回折格子及び第2の回折格子と、第2のミラーと、を備え、励起光が第1の回折格子及び第2の回折格子で回折され、第2のミラーで反射され、次いで第2の回折格子及び第1の回折格子で回折されると、光パルスの群速度分散による影響が補償されるのが好ましい。このように、受動光学素子を用いて群速度分散による影響を補償することにより、能動光学素子を用いる場合と比較して、ファイバーリングレーザーの構成がより簡潔になる。 The dispersion compensating optical element includes a first diffraction grating and a second diffraction grating arranged in parallel, and a second mirror, and the excitation light is diffracted by the first diffraction grating and the second diffraction grating. , And then reflected by the second mirror and then diffracted by the second diffraction grating and the first diffraction grating, the effect of the group velocity dispersion of the light pulse is preferably compensated. In this way, by compensating for the influence of group velocity dispersion by using the passive optical element, the configuration of the fiber ring laser becomes simpler as compared with the case of using the active optical element.

ファイバーリングレーザーが、アイソレーターから出射される放出光が入射される第2のλ/4波長板と、第2のλ/4波長板から出射される放出光が入射される第2のコリメーターと、第2のコリメーターと第1の光カップラーとを結合する、第2のシングルモードファイバーと、を備えるのが好ましい。第2のλ/4波長板の光学軸を調節することによって、生成される光パルスのスペクトル分布を調節することができる。 The fiber ring laser has a second λ/4 wavelength plate on which the emitted light emitted from the isolator is incident, and a second collimator on which the emitted light emitted from the second λ/4 wavelength plate is incident. , And a second single mode fiber coupling the second collimator and the first optical coupler. By adjusting the optical axis of the second λ/4 wave plate, the spectral distribution of the generated light pulse can be adjusted.

ファイバーリングレーザーが、前記第1のλ/4波長板、前記第1のλ/2波長板、及び前記第2のλ/4波長板、前記偏光ビームスプリッター、前記第1の回折格子、前記第2の回折格子、及び前記第2のミラーの全てを備えるのが、さらに好ましい。前記第1のλ/4波長板、前記第1の1/2波長板で偏向方向を制御して、前記偏光ビームスプリッターで偏光制御された水平偏光部分のみをファイバーリングレーザー共振器から取り出すことができる。前記第1の回折格子、前記第2の回折格子、及び前記第2のミラー回折格子を使用すると、ファイバーリングレーザー共振器内の分散を制御することができる。 A fiber ring laser includes: the first λ/4 wave plate, the first λ/2 wave plate, the second λ/4 wave plate, the polarization beam splitter, the first diffraction grating, and the first diffraction grating. More preferably, it comprises two diffraction gratings and all of said second mirrors. The first λ/4 wavelength plate and the first ½ wavelength plate may be used to control the deflection direction to extract only the horizontally polarized portion whose polarization is controlled by the polarization beam splitter from the fiber ring laser resonator. it can. By using the first diffraction grating, the second diffraction grating, and the second mirror diffraction grating, it is possible to control the dispersion in the fiber ring laser resonator.

励起光源が、波長略915nmの光又は波長略975nmの励起光を発生するレーザーダイオードであるのが好ましい。Yb添加ファイバーは、励起光源からの励起光を吸収し、1000nm〜1070nmの放出光を放出する。 It is preferable that the excitation light source is a laser diode that generates light with a wavelength of about 915 nm or excitation light with a wavelength of about 975 nm. The Yb-doped fiber absorbs the excitation light from the excitation light source and emits the emitted light of 1000 nm to 1070 nm.

本発明の光パルスは、本発明のファイバーリングレーザーによって生成される。本発明に係るファイバーリングレーザーが発生するノイズライク光パルスにおいては、パルスの1つ1つの形状が異なるが、全体としては、多くの光パルスが集まって広いスペクトル分布が得られる。多くの光パルスを合わせると、スペクトル分布は、略1050nmにピークがあり、かつ100nm〜110nmの広帯域になる。このようにして得られるノイズライク光パルスを光断層画像化装置の測定光パルスとして用いると、被測定物体が眼底部分の生体組織である場合、視神経乳頭の篩状板の深部の高解像度での観察を可能にする。本発明に係るノイズライク光パルスは、眼底の診断用として光断層画像化装置に好適に使用でき、例えば、緑内障の発生機構に迫ることも期待できる。 The light pulse of the present invention is produced by the fiber ring laser of the present invention. In the noise-like light pulse generated by the fiber ring laser according to the present invention, each pulse has a different shape, but as a whole, a large number of light pulses are gathered to obtain a broad spectrum distribution. When many light pulses are combined, the spectral distribution has a peak at about 1050 nm and a broad band of 100 nm to 110 nm. When the noise-like optical pulse thus obtained is used as the measuring optical pulse of the optical tomographic imaging apparatus, when the object to be measured is living tissue of the fundus part, it is possible to obtain a high resolution of the deep part of the lamina cribrosa of the optic disc. Allows for observation. The noise-like optical pulse according to the present invention can be preferably used in an optical tomographic imaging apparatus for fundus diagnosis, and can be expected to approach the mechanism of glaucoma generation, for example.

本発明の光断層画像化装置は、本発明のファイバーリングレーザーと、ファイバーリングレーザーから入射される光パルスを測定光及び参照光に分岐する分岐部と、測定光を被測定物体に照射し、被測定物体からの反射光を受光する照射受光部と、測定光が被測定物体に照射されたときに、反射光と参照光との干渉光を測定して測定データを生成する干渉光測定部と、測定データから、被測定物体の複数の深さ位置における反射光の強度を算出して被測定物体の深さ方向の一次元断層画像を生成する画像生成部と、を備える。本発明のファイバーリングレーザーから入射される光パルスを利用することにより、本発明の光断層画像化装置は、深さ方向に十分な分解能を有する眼底部分の生体組織の画像を得ることができる。 The optical tomographic imaging apparatus of the present invention irradiates the fiber ring laser of the present invention, a branch portion for branching an optical pulse incident from the fiber ring laser into a measurement light and a reference light, and a measurement light to an object to be measured, An irradiation light receiving unit that receives the reflected light from the measured object, and an interference light measurement unit that measures the interference light between the reflected light and the reference light when the measuring light is irradiated to the measured object to generate measurement data. And an image generation unit that calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object from the measurement data and generates a one-dimensional tomographic image in the depth direction of the measured object. By using the optical pulse incident from the fiber ring laser of the present invention, the optical tomographic imaging apparatus of the present invention can obtain an image of the living tissue of the fundus portion having sufficient resolution in the depth direction.

干渉光測定部が、分光素子と光センサとを備え、分光素子が、入射された干渉光を波長成分に分解し、光センサが、波長成分に分解された干渉光の波長成分毎の強度を測定することにより測定データを生成するのが好ましく、画像生成部は、フーリエ変換を用いて測定データから被測定物体の複数の深さ位置における反射光の強度を算出するのが好ましい。こうすると、タイムドメイン型の光断層画像化装置のように、複数の深さ位置に併せて複数回の測定を行わずに、一回の測定で被測定物体の複数の深さ位置における反射光の強度を算出できる。 The interference light measurement unit includes a spectroscopic element and an optical sensor, the spectroscopic element decomposes the incident interference light into wavelength components, and the optical sensor measures the intensity of each wavelength component of the interference light decomposed into wavelength components. It is preferable to generate the measurement data by measuring, and it is preferable that the image generating unit calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object from the measurement data by using Fourier transform. In this way, unlike the time-domain optical tomographic imaging apparatus, the reflected light at multiple depth positions of the measured object can be measured by one measurement without performing multiple measurements at multiple depth positions. The intensity of can be calculated.

照射検出部が、被測定物体の深さ方向に垂直な面内で被測定物体を走査する走査部を備え、画像生成部が、走査部が走査した面内のそれぞれの位置において生成された一次元断層画像から、測定物の3次元断層画像を生成するのが好ましい。このようにして得られる3次元断層画像は、被測定物体が眼底部分の生体組織である場合、視神経乳頭の篩状板の深部の高解像度での観察を可能にする。本発明に係る光断層画像化装置は、眼底の診断用として好適に使用でき、例えば、緑内障の発生機構に迫ることも期待できる。 The irradiation detection unit includes a scanning unit that scans the object to be measured in a plane perpendicular to the depth direction of the object to be measured, and the image generation unit is a primary unit generated at each position in the surface scanned by the scanning unit. It is preferable to generate a three-dimensional tomographic image of the measurement object from the original tomographic image. The three-dimensional tomographic image thus obtained enables high-resolution observation of the deep part of the lamina cribrosa of the optic disc when the object to be measured is living tissue of the fundus. The optical tomographic imaging apparatus according to the present invention can be suitably used for diagnosis of the fundus of the eye, and can be expected to approach the mechanism of glaucoma generation, for example.

図1は、本発明に係るファイバーリングレーザーの一例であるファイバーリングレーザー1000の概略図である。ファイバーリングレーザー1000は、励起光源1010、第1の光カップラー1020、Yb添加ファイバー1030、第1のシングルモードファイバー1040、第1のコリメーター1050、第1のλ/4波長板1060、第1のλ/2波長板1070、偏光素子1080、分散補償光学素子1090、第1のミラー1100、アイソレーター1110、第2のλ/4波長板1120、第2のコリメーター1130、及び第2のシングルモードファイバー1140を備える。 FIG. 1 is a schematic diagram of a fiber ring laser 1000 which is an example of the fiber ring laser according to the present invention. The fiber ring laser 1000 includes an excitation light source 1010, a first optical coupler 1020, a Yb-doped fiber 1030, a first single mode fiber 1040, a first collimator 1050, a first λ/4 wave plate 1060, and a first λ/4 wavelength plate 1060. λ/2 wave plate 1070, polarizing element 1080, dispersion compensation optical element 1090, first mirror 1100, isolator 1110, second λ/4 wave plate 1120, second collimator 1130, and second single mode fiber. 1140.

励起光源1010は、ファイバーリングレーザー1000が備えるYb添加ファイバー1030を励起するための励起光を発生する。一例において、励起光源1010は、波長略915nmの光又は波長略975nmの低コヒーレント光を発生する光源であればよく、レーザーダイオードであってもよい。 The excitation light source 1010 generates excitation light for exciting the Yb-doped fiber 1030 included in the fiber ring laser 1000. In one example, the excitation light source 1010 may be a light source that generates light with a wavelength of about 915 nm or low coherent light with a wavelength of about 975 nm, and may be a laser diode.

励起光源1010からの励起光は、次いで第1の光カップラー1020を介して、Yb添加ファイバー1030、第1のシングルモードファイバー1040、第1のコリメーター1050、第1のλ/4波長板1060、第1のλ/2波長板1070、偏光素子1080、分散補償光学素子1090、第1のミラー1100、アイソレーター1110、第2のλ/4波長板1120、第2のコリメーター1130、及び第2のシングルモードファイバー1140を備えるファイバーリングレーザー1000のリング状の光路に入射される。励起光源1010及び第1の光カップラー1020は、シングルモードファイバーで結合されていてもよい。第1の光カップラー1020は、波長分割多重通信カップラー(WDM)であってもよい。 The pumping light from the pumping light source 1010 is then passed through the first optical coupler 1020, the Yb-doped fiber 1030, the first single-mode fiber 1040, the first collimator 1050, the first λ/4 wavelength plate 1060, The first λ/2 wave plate 1070, the polarizing element 1080, the dispersion compensation optical element 1090, the first mirror 1100, the isolator 1110, the second λ/4 wave plate 1120, the second collimator 1130, and the second collimator 1130. The light is incident on the ring-shaped optical path of the fiber ring laser 1000 including the single mode fiber 1140. The excitation light source 1010 and the first optical coupler 1020 may be coupled by a single mode fiber. The first optical coupler 1020 may be a wavelength division multiplexing communication coupler (WDM).

第1の光カップラー1020を介してファイバーリングレーザー1000のリング状の光路に入射された励起光は、次いでYb添加ファイバー1030に入射される。Yb添加ファイバー1030は、励起光源からの波長略915nmの光又は波長略975nmの励起光を吸収し、1030nm〜1070nmの放出光を放出する。一例において、Yb添加ファイバー1030の励起光の中心波長における吸収損失が2750dB/m以下であり、長さが28cmである。放出された波長1030nm〜1070nmの放出光のうち、ファイバーリングレーザー1000のリング状の光路を周回した放出光の同相成分と合成され、光パルスが生成される。生成された光パルスは、励起光とともにリング状の光路を周回する。Yb添加ファイバー1030が正の分散値を有するので、Yb添加ファイバー1030を伝搬した光パルスは、群速度分散の影響によりアップチャープされ、そのパルス幅が広がる。 The excitation light that has entered the ring-shaped optical path of the fiber ring laser 1000 via the first optical coupler 1020 then enters the Yb-doped fiber 1030. The Yb-doped fiber 1030 absorbs light with a wavelength of about 915 nm or excitation light with a wavelength of about 975 nm from the excitation light source, and emits emission light of 1030 nm to 1070 nm. In one example, the absorption loss at the central wavelength of the excitation light of the Yb-doped fiber 1030 is 2750 dB/m or less, and the length is 28 cm. Of the emitted light having a wavelength of 1030 nm to 1070 nm, it is combined with the in-phase component of the emitted light that circulates in the ring-shaped optical path of the fiber ring laser 1000, and an optical pulse is generated. The generated optical pulse goes around the ring-shaped optical path together with the excitation light. Since the Yb-doped fiber 1030 has a positive dispersion value, the optical pulse propagating through the Yb-doped fiber 1030 is upchirped due to the influence of group velocity dispersion, and its pulse width is expanded.

ファイバーリングレーザー1000において用いられるファイバーは、偏波無依存であるのが好ましい。こうすると、ファイバー内で発生する非線形偏波回転により、ファイバー内で励起光の偏光は、楕円偏光で回転しながら伝搬する。
ファイバーリングレーザー1000を設置する際に、Yb添加ファイバー1030及び第1のシングルモードファイバー1040の長さ及び配置を決定すると、それに応じて励起光がYb添加ファイバー1030及び第1のシングルモードファイバー1040を伝搬した時の偏光状態が決定される。
The fibers used in the fiber ring laser 1000 are preferably polarization independent. Then, due to the non-linear polarization rotation generated in the fiber, the polarization of the excitation light propagates in the fiber while rotating as elliptically polarized light.
When the fiber ring laser 1000 is installed, the length and the arrangement of the Yb-doped fiber 1030 and the first single-mode fiber 1040 are determined, and the pumping light accordingly generates the Yb-doped fiber 1030 and the first single-mode fiber 1040. The polarization state when propagating is determined.

第1のシングルモードファイバー1040及び第1のコリメーター1050を通過した光は、第1のλ/4波長板1060に入射される。第1のλ/4波長板1060において、励起光の偏光を、楕円偏光から直線偏光に戻すように、第1のλ/4波長板1060の光学軸を調節しておくのが好ましい。第1のλ/4波長板1060を出射した光は、第1のλ/2波長板1070に入射される。第1のλ/2波長板1070において、前記直線偏光の偏光方向が回転される。 The light that has passed through the first single mode fiber 1040 and the first collimator 1050 is incident on the first λ/4 wave plate 1060. In the first λ/4 wave plate 1060, it is preferable to adjust the optical axis of the first λ/4 wave plate 1060 so as to return the polarization of the excitation light from the elliptically polarized light to the linearly polarized light. The light emitted from the first λ/4 wave plate 1060 is incident on the first λ/2 wave plate 1070. In the first λ/2 wave plate 1070, the polarization direction of the linearly polarized light is rotated.

第1のλ/2波長板1070を出射した光パルスは、次いで励起光とともに偏光素子1080に入射される。偏光素子1080は、入射された光を偏光成分に分離する。一例において、偏光素子1080は、偏光ビームスプリッターであるのが好ましい。前記直線偏光の偏光方向を、偏光素子1080のP偏光方向に回転するように、第1のλ/2波長板1070の光学軸を調節しておくのが好ましい。偏光素子1080は、第1のλ/2波長板1070を透過してP偏光となった励起光を透過する一方、励起光とともに偏光素子1080に入射した光パルスのP偏光成分を透過し、偏光素子1080と同じ水平偏光を有する、光パルスのS偏光成分を反射する。反射された光パルスは、ファイバーリングレーザー1000の出力光パルスとして、励起光から分離された状態で取り出すことができる。 The light pulse emitted from the first λ/2 wave plate 1070 is then incident on the polarization element 1080 together with the excitation light. The polarizing element 1080 splits the incident light into polarized light components. In one example, the polarizing element 1080 is preferably a polarizing beam splitter. It is preferable to adjust the optical axis of the first λ/2 wavelength plate 1070 so that the polarization direction of the linearly polarized light is rotated to the P polarization direction of the polarizing element 1080. The polarizing element 1080 transmits the P-polarized excitation light that has passed through the first λ/2 wave plate 1070 and becomes P-polarized light, while transmitting the P-polarized component of the optical pulse that has entered the polarizing element 1080 together with the excitation light and It reflects the S-polarized component of the light pulse, which has the same horizontal polarization as element 1080. The reflected light pulse can be extracted as an output light pulse of the fiber ring laser 1000 in a state separated from the excitation light.

偏光素子1080を透過した光パルスは、次いで励起光とともに、分散補償光学素子1090に入射される。分散補償光学素子1090は、光パルスの群速度分散による影響を補償して、光パルスを整形する。 The light pulse transmitted through the polarizing element 1080 is then incident on the dispersion compensating optical element 1090 together with the excitation light. The dispersion compensating optical element 1090 shapes the optical pulse by compensating the influence of the group velocity dispersion of the optical pulse.

一例において、分散補償光学素子1090は、一対の平行に配置された回折格子1092,1094及び第2のミラー1096を備えてもよい。分散補償光学素子1090は、回折格子が異なる周波数成分を異なる方向に回折する性質を利用して、平行に配置された一対の回折格子1092,1094及び第2のミラー1096を用いて光路長を周波数成分に応じて変化させることにより、入射された光パルスの群速度分散による影響を補償する。分散補償光学素子1090として、回折格子1092,1094の代わりに波長1000nm帯における負分散を有するファイバーを用いてもよい。 In one example, the dispersion compensating optical element 1090 may include a pair of parallel arranged diffraction gratings 1092 and 1094 and a second mirror 1096. The dispersion compensating optical element 1090 utilizes the property that the diffraction grating diffracts different frequency components in different directions, and uses a pair of diffraction gratings 1092 and 1094 and a second mirror 1096 arranged in parallel to change the optical path length to frequency. By varying depending on the component, the influence of the group velocity dispersion of the incident light pulse is compensated. As the dispersion compensating optical element 1090, a fiber having negative dispersion in the wavelength band of 1000 nm may be used instead of the diffraction gratings 1092 and 1094.

分散補償光学素子1090を透過した光パルスは、次いで第1のミラー1100で反射されてアイソレーター1110に入射される。アイソレーター1110は、一方向の光を透過し逆方向の光を遮る。 The light pulse transmitted through the dispersion compensating optical element 1090 is then reflected by the first mirror 1100 and enters the isolator 1110. The isolator 1110 transmits light in one direction and blocks light in the opposite direction.

アイソレーター1110を透過した光パルスは、第2のλ/4波長板1120を介して第2のコリメーター1130に入射される。第2のコリメーター1130から出射された光パルスは、第2のシングルモードファイバー1140を伝搬して、第1の光カップラー1020に入射され、ファイバーリングレーザー1000のリング状の光路を反時計回りの向きに周回する。 The optical pulse transmitted through the isolator 1110 is incident on the second collimator 1130 via the second λ/4 wave plate 1120. The light pulse emitted from the second collimator 1130 propagates through the second single-mode fiber 1140 and is incident on the first optical coupler 1020, and is rotated counterclockwise in the ring-shaped optical path of the fiber ring laser 1000. Orbit around.

図2は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生する光パルスの波形と従来のモードロック光パルスの波形とを示すグラフである。上段には、従来のモードロック光パルスが示され、下段には、ファイバーリングレーザー1000が発生する光パルスが示されている。従来のモードロック光パルスの1つ1つが同じ形状を有しているのに対し、ファイバーリングレーザー1000が発生する光パルスは、1つ1つの形状が異なっており、ノイズライク光パルスであることがわかる。 FIG. 2 is a graph showing a waveform of an optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention and a waveform of a conventional mode-locked optical pulse. A conventional mode-locked optical pulse is shown in the upper part, and an optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 is shown in the lower part. Each of the conventional mode-locked optical pulses has the same shape, whereas the optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 has a different shape and is a noise-like optical pulse. I understand.

図3は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスのスペクトル分布と従来のモードロック光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。グラフ中にラベルMLで示される従来のモードロック光パルスのスペクトル分布は、波長略1020nmと波長略1090nmにピークがあり、その間が沈んでいる形状を有している。一方、グラフ中にラベルNLで示されるファイバーリングレーザー1000のスペクトル分布は、波長略1050nmと波長略1100nmにピークを有する、釣鐘状の形状を有する。このような略釣鐘状の形状をしたスペクトル分布を有する光パルスは、光パルスのスペクトル分布を補正するためのスペクトル分布補正フィルタを適用することなく干渉計の原理を応用した本発明に係る光断層画像化装置のパルス光源として使用できるので、好適である。 FIG. 3 is a graph showing a spectral distribution of a noise-like optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention and a conventional mode-locked optical pulse. The spectrum distribution of the conventional mode-locked light pulse indicated by the label ML in the graph has peaks at wavelengths of about 1020 nm and 1090 nm, and has a shape in which the peaks are depressed. On the other hand, the spectral distribution of the fiber ring laser 1000 indicated by the label NL in the graph has a bell-shaped shape having peaks at wavelengths of approximately 1050 nm and 1100 nm. An optical pulse having such a substantially bell-shaped spectral distribution is an optical slice according to the present invention to which the principle of an interferometer is applied without applying a spectral distribution correction filter for correcting the spectral distribution of the optical pulse. It is suitable because it can be used as a pulsed light source for an imaging device.

このように、本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスにおいては、光パルスの1つ1つの形状が異なるが、全体としては、多くの光パルスが集まって広いスペクトル分布が得られる。多くの光パルスを合わせると、スペクトル分布は、波長略1050nm及び波長略1100nmにピークがあり、100nm〜110nmの広帯域になり、かつ安定している。 As described above, in the noise-like light pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention, each light pulse has a different shape, but as a whole, a large number of light pulses are gathered to obtain a broad spectrum distribution. To be When many light pulses are combined, the spectral distribution has a peak at a wavelength of about 1050 nm and a wavelength of about 1100 nm, has a wide band of 100 nm to 110 nm, and is stable.

図4及び図5は、それぞれ本発明に係るファイバーリングレーザー1000が発生するノイズライク光パルスの強度自己相関波形及び干渉自己相関波形を示すグラフである。時点差ゼロピコ秒において、略100フェムト秒程度の幅を有するスパイクが観測される。このようなスパイクは、従来のモードロック光パルスの自己相関波形を示すグラフにおいては観測されないものであり、ノイズライク光パルスを特徴づけるものである。ファイバーリングレーザー1000においては、第1のシングルモードファイバー1040とYb添加ファイバー1030との非線形効果により、このようなノイズライク光パルスが生成された可能性があると考えられる。 4 and 5 are graphs showing an intensity autocorrelation waveform and an interference autocorrelation waveform of a noise-like optical pulse generated by the fiber ring laser 1000 according to the present invention, respectively. At a time difference of zero picoseconds, a spike having a width of about 100 femtoseconds is observed. Such spikes are not observed in the conventional graph showing the autocorrelation waveform of the mode-locked optical pulse, and characterize the noise-like optical pulse. In the fiber ring laser 1000, it is considered that such a noise-like optical pulse may have been generated due to the non-linear effect of the first single mode fiber 1040 and the Yb-doped fiber 1030.

本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第1のシングルモードファイバー1040の長さを55cm以上68cm以下としたことが本発明の特徴の一つである。非線形位相シフトによる空間ビーム形状のひずみとパルス形状の崩壊を起こさないようにするためには第1のシングルモードファイバー1040の長さを短くしなければならないと思われていた。従来、第1のシングルモードファイバー1040は10cmの長さのものが用いられていた。しかしながら、第1のシングルモードファイバー1040の長さを58cmとしたファイバーリングレーザー1000は、図2〜図5に示された結果から、ノイズライク発振していることがわかる。第1のシングルモードファイバー1040の長さを55cm以上68cm以下とした場合にも、ファイバーリングレーザー1000がノイズライク発振していることが観測された。 In the fiber ring laser 1000 according to the present invention, one of the features of the present invention is that the length of the first single mode fiber 1040 is 55 cm or more and 68 cm or less. It was thought that the length of the first single mode fiber 1040 must be shortened in order to prevent the distortion of the spatial beam shape and the collapse of the pulse shape due to the nonlinear phase shift. Conventionally, the first single mode fiber 1040 has a length of 10 cm. However, it can be seen from the results shown in FIGS. 2 to 5 that the fiber ring laser 1000 in which the length of the first single mode fiber 1040 is 58 cm causes noise-like oscillation. Even when the length of the first single mode fiber 1040 was set to 55 cm or more and 68 cm or less, it was observed that the fiber ring laser 1000 oscillated like noise.

本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第1のシングルモードファイバー1040の長さを20cmから70cmの範囲で変えた場合、55cm以上68cm以下の場合に最も良好なノイズライク発振が発生し、70cmを超えると、CW発振が発生した。このように、ファイバーリングレーザー1000において、第1のシングルモードファイバー1040の長さには臨界性があることが分かる。 In the fiber ring laser 1000 according to the present invention, when the length of the first single-mode fiber 1040 is changed in the range of 20 cm to 70 cm, the best noise-like oscillation occurs when the length is 55 cm or more and 68 cm or less, and 70 cm When it exceeded, CW oscillation occurred. As described above, in the fiber ring laser 1000, the length of the first single mode fiber 1040 is critical.

本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、Yb添加ファイバー1030の励起光の中心波長における吸収損失が2750dB/mであり、長さが28cmである点も、本発明の特徴の一つである。従来、Yb添加ファイバー1030の長さを長くすると再吸収が発生して発振強度が弱くなると考えられており、中心波長における吸収損失が1200dB/mのYb添加ファイバーが30cmの長さだけ使われるか、又は中心波長における吸収損失が2750dB/mのYb添加ファイバーが15cmの長さだけ使われるかのいずれかであった。 In the fiber ring laser 1000 according to the present invention, the absorption loss at the central wavelength of the excitation light of the Yb-doped fiber 1030 is 2750 dB/m and the length is 28 cm, which is also one of the features of the present invention. It is conventionally considered that when the length of the Yb-doped fiber 1030 is increased, re-absorption occurs and the oscillation intensity is weakened. Whether the Yb-doped fiber having an absorption loss of 1200 dB/m at the central wavelength is used for a length of 30 cm. , Or Yb-doped fiber with an absorption loss of 2750 dB/m at the center wavelength was used for a length of 15 cm.

図6は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第2のλ/4波長板1120の光学軸を回転したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。このように、ファイバーリングレーザー1000の発生するノイズライク光パルスのスペクトル分布は、第2のλ/4波長板1120の光学軸の向きにも依存することが判る。光学軸を調整してファイバーリングレーザー共振器内に蓄積するエネルギーを制御し、非線形効果の強度を制御すると、図3に示すような好ましいスペクトル分布が形成される。 FIG. 6 is a graph showing the spectrum distribution of the noise-like optical pulse when the optical axis of the second λ/4 wave plate 1120 is rotated in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. Thus, it can be seen that the spectral distribution of the noise-like light pulse generated by the fiber ring laser 1000 also depends on the orientation of the optical axis of the second λ/4 wave plate 1120. Adjusting the optical axis to control the energy stored in the fiber ring laser cavity and to control the intensity of the nonlinear effect produces the desired spectral distribution as shown in FIG.

図7は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、第1のシングルモードファイバー1040の長さを変更したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。図7において、Yb添加ファイバー1030の長さは、いずれも28cmである。第1のシングルモードファイバー1040の長さが58cm及び66cmの場合は、スペクトル分布の形状が略釣鐘型である良好なノイズライク光パルスが発生するのに対し、第1のシングルモードファイバー1040の長さが23cmの場合は、波長略1000nm、波長略1030nm、及び波長略1070nmにピークがあり、その間が沈んでいる形状を有している。 FIG. 7 is a graph showing the spectrum distribution of the noise-like optical pulse when the length of the first single mode fiber 1040 is changed in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. In FIG. 7, each of the Yb-doped fibers 1030 has a length of 28 cm. When the length of the first single-mode fiber 1040 is 58 cm and 66 cm, a good noise-like optical pulse having a substantially bell-shaped spectral distribution is generated, whereas the length of the first single-mode fiber 1040 is long. When the distance is 23 cm, there are peaks at wavelengths of approximately 1000 nm, wavelengths of approximately 1030 nm, and wavelengths of approximately 1070 nm, and the peaks are sunk in between.

図8は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、Yb添加ファイバー1030の長さを変更したときの、ノイズライク光パルスのスペクトル分布を示すグラフである。図8において、第1のシングルモードファイバー1040の長さは、いずれも58cmである。いずれの場合も、スペクトル分布の形状が略釣鐘型であるノイズライク光パルスが発生する。Yb添加ファイバー1030の長さが17cm、20cm、28cmの場合のスペクトル分布の半値全幅は、それぞれ略50nm、略100nm、略120nmであり、Yb添加ファイバー1030が長いほど、スペクトル分布幅が広がっている。 FIG. 8 is a graph showing a spectral distribution of a noise-like optical pulse when the length of the Yb-doped fiber 1030 is changed in the fiber ring laser 1000 according to the present invention. In FIG. 8, the length of each of the first single mode fibers 1040 is 58 cm. In any case, a noise-like optical pulse having a substantially bell-shaped spectral distribution is generated. The full width at half maximum of the spectrum distribution when the length of the Yb-doped fiber 1030 is 17 cm, 20 cm, and 28 cm is about 50 nm, about 100 nm, and about 120 nm, respectively, and the longer the Yb-doped fiber 1030, the wider the spectrum distribution width. ..

本発明に係るファイバーリングレーザー1000において、Yb添加ファイバー1030の長さにあわせて第1のシングルモードファイバー1040の長さを調節してもよい。一例において、Yb添加ファイバー1030の長さと1としたときに、第1のシングルモードファイバー1040の長さが1.964以上2.428以下となるように、Yb添加ファイバー1030の長さにあわせて第1のシングルモードファイバー1040の長さを調節してもよい。 In the fiber ring laser 1000 according to the present invention, the length of the first single mode fiber 1040 may be adjusted according to the length of the Yb-doped fiber 1030. In one example, when the length of the Yb-doped fiber 1030 is set to 1, the length of the first single-mode fiber 1040 is adjusted to 1.964 or more and 2.428 or less according to the length of the Yb-doped fiber 1030. The length of the first single mode fiber 1040 may be adjusted.

図9は、本発明に係るファイバーリングレーザー1000を備える光断層画像化装置の一例である光断層画像化装置2000のブロック図である。光断層画像化装置2000は、パルス光源発生部2010と、分岐合成部2020と、照射検出部2030と、参照光反射部2050と、干渉光測定部2060と、画像生成部2070とを備える。光断層画像化装置2000は、被測定物体2040の断層画像を画像生成部2070から出力する。光断層画像化装置2000は、マイケルソン型の干渉計を用いた構成を有するが、これに代えてマッハツェンダー型の干渉計を用いてもよい。 FIG. 9 is a block diagram of an optical tomographic imaging apparatus 2000 which is an example of an optical tomographic imaging apparatus including the fiber ring laser 1000 according to the present invention. The optical tomographic imaging apparatus 2000 includes a pulse light source generation unit 2010, a branching/synthesizing unit 2020, an irradiation detection unit 2030, a reference light reflection unit 2050, an interference light measurement unit 2060, and an image generation unit 2070. The optical tomographic imaging apparatus 2000 outputs a tomographic image of the measured object 2040 from the image generation unit 2070. The optical tomographic imaging apparatus 2000 has a configuration using a Michelson-type interferometer, but instead of this, a Mach-Zehnder-type interferometer may be used.

パルス光源発生部2010から入射される光パルスは、分岐合成部2020において測定光パルス及び参照光パルスに分岐される。パルス光源発生部2010は、ファイバーリングレーザー1000であってもよい。分岐合成部2020は、偏光ビームスプリッターであってもよい。 The light pulse incident from the pulse light source generation unit 2010 is branched into the measurement light pulse and the reference light pulse in the branching and combining unit 2020. The pulse light source generation unit 2010 may be the fiber ring laser 1000. The branching/combining unit 2020 may be a polarization beam splitter.

分岐合成部2020において測定光に分岐された測定光パルスは、照射検出部2030に入射される。照射検出部2030は、一例において走査部を備える。走査部が、被測定物体2040の深さ方向に垂直な面内で被測定物体2040を走査する間に、照射検出部2030は被測定物体2040に測定光パルスを照射する。走査部は、ガルバノスキャナーであってもよい。 The measurement light pulse branched into the measurement light in the branching/combining unit 2020 is incident on the irradiation detection unit 2030. The irradiation detection unit 2030 includes a scanning unit in one example. The irradiation detection unit 2030 irradiates the measured object 2040 with a measurement light pulse while the scanning unit scans the measured object 2040 in a plane perpendicular to the depth direction of the measured object 2040. The scanning unit may be a galvano scanner.

被測定物体2040において反射された測定光パルスは、照射検出部2030を介して、分岐合成部2020に入射され、参照光反射部2050において反射された参照光パルスと合成されて干渉光パルスとなり、干渉光測定部2060に入射される。本実施形態においては、測定光パルス及び参照光パルスの分岐及び合成は、ともに分岐合成部2020において行われているが、分岐及び合成は、それぞれ別の光学素子によって行われてもよい。 The measurement light pulse reflected by the measured object 2040 is incident on the branching combining unit 2020 via the irradiation detecting unit 2030, and combined with the reference light pulse reflected by the reference light reflecting unit 2050 to form an interference light pulse, It is incident on the interference light measuring unit 2060. In the present embodiment, both the branching and combining of the measurement light pulse and the reference light pulse are performed in the branching and combining unit 2020, but the branching and combining may be performed by different optical elements.

干渉光測定部2060は、入射された干渉光パルスを、例えば、回折格子やプリズム等の分光素子を用いて波長成分に分解する。次いで、干渉光測定部2060は、光センサを用いて波長成分に分解された干渉光パルスの波長成分毎の強度を測定して測定データを生成し、生成された測定データを画像生成部2070に入力する。光センサは、ラインセンサであってもよい。 The interference light measurement unit 2060 decomposes the incident interference light pulse into wavelength components using, for example, a spectroscopic element such as a diffraction grating or a prism. Next, the interference light measurement unit 2060 measures the intensity of each wavelength component of the interference light pulse decomposed into wavelength components using the optical sensor to generate measurement data, and the generated measurement data is sent to the image generation unit 2070. input. The optical sensor may be a line sensor.

画像生成部2070は、測定データを入力し、フーリエ変換を用いて測定データから被測定物体2040の複数の深さ位置における前記反射光の強度を算出して、被測定物体の深さ方向の一次元断層画像を生成する。フーリエ変換は、高速フーリエ変換アルゴリズム等を用いた数値計算で行われてもよい。一例において、照射検出部2030が備える走査部が走査したそれぞれの位置において画像生成部2070が生成した一次元断層画像を寄せ集めることにより、画像生成部20は、被測定物体2040の3次元断層画像を生成する。被測定物体2040が眼底部分の生体組織である場合、このようにして得られる3次元断層画像は、視神経乳頭の篩状板の深部の高解像度での観察を可能にする。本発明に係る光断層画像化装置は、眼底の診断用として好適に使用でき、例えば、緑内障の発生機構に迫ることも期待できる。 The image generation unit 2070 inputs the measurement data, calculates the intensities of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object 2040 from the measured data using Fourier transform, and determines the primary in the depth direction of the measured object. Generate an original tomographic image. The Fourier transform may be performed by numerical calculation using a fast Fourier transform algorithm or the like. In one example, the image generation unit 20 collects the one-dimensional tomographic images generated by the image generation unit 2070 at each position scanned by the scanning unit included in the irradiation detection unit 2030, so that the image generation unit 20 can generate a three-dimensional tomographic image of the measured object 2040. To generate. When the measured object 2040 is a living tissue of the fundus, the three-dimensional tomographic image thus obtained enables observation of the deep part of the lamina cribrosa of the optic disc with high resolution. The optical tomographic imaging apparatus according to the present invention can be suitably used for diagnosis of the fundus of the eye, and can be expected to approach the mechanism of glaucoma generation, for example.

以上、本発明のファイバーリングレーザー、本発明のファイバーリングレーザーが生成する光パルス、及び本発明のファイバーリングレーザーが生成する光パルスをパルス光源とする光断層画像化装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差し支えない。 As described above, the fiber ring laser of the present invention, the optical pulse generated by the fiber ring laser of the present invention, and the optical tomographic imaging apparatus using the optical pulse generated by the fiber ring laser of the present invention as a pulse light source have been described in detail, The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の態様としては、例えば、以下のものなどが挙げられる。
<1> 励起光を発生する励起光源と、
前記励起光が入射される第1の光カップラーと、
前記第1の光カップラーから入射された前記励起光によって励起されるYb添加ファイバーと、
前記励起光源が前記励起光を発生するとき、前記励起光によって励起された前記Yb添加ファイバーが放出する放出光を伝搬する第1のシングルモードファイバーと、
前記励起光が前記Yb添加ファイバーに入射する方向と逆方向の光伝搬を防ぐためのアイソレーターと、
を備え、前記放出光から光パルスを形成するファイバーリングレーザーであって、
前記第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下であることを特徴とするファイバーリングレーザーである。
<2> 前記Yb添加ファイバーの前記励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、前記Yb添加ファイバーの長さが20cm以上29cm以下である、前記<1>に記載のファイバーリングレーザーである。
<3> 前記Yb添加ファイバーの前記励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、前記Yb添加ファイバーの長さを1としたときの前記第1のシングルモードファイバーの長さが、1.964以上2.428以下である、前記<1>に記載のファイバーリングレーザーである。
<4> 前記第1のシングルモードファイバーの長さが58cmである、前記<1>から<3>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーである。
<5> 前記第1のシングルモードファイバーから出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第1のコリメーターと、
前記第1のコリメーターから出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板と、
前記第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板から出射される前記励起光及び前記放出光から、前記光パルスの一部を分離する偏光素子と、
をさらに備える、前記<1>から<4>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーである。
<6> 前記偏光素子は、偏光ビームスプリッターである、前記<5>に記載のファイバーリングレーザーである。
<7> 前記偏光素子から出射される前記光パルスの群速度分散を補償するための分散補償光学素子と、
前記分散補償光学素子から出射された前記励起光及び前記放出光を反射して前記アイソレーターに入射する第1のミラーと、
をさらに備える、前記<1>から<6>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーである。
<8> 前記分散補償光学素子は、
平行に配置された第1の回折格子及び第2の回折格子と、
第2のミラーと、
を備え、
前記励起光が前記第1の回折格子及び前記第2の回折格子で回折され、前記第2のミラーで反射され、次いで前記第2の回折格子及び前記第1の回折格子で回折されると、前記光パルスの群速度分散による影響が補償される、前記<7>に記載のファイバーリングレーザーである。
<9> 前記アイソレーターから出射される前記放出光が入射される第2のλ/4波長板と、
前記第2のλ/4波長板から出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第2のコリメーターと、
前記第2のコリメーターと第1の光カップラーとを結合する、第2のシングルモードファイバーと、
を備える、前記<1>から<8>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーである。
<10> 前記励起光源は、波長略915nmの光又は波長略975nmの励起光を発生するレーザーダイオードである、前記<1>から<9>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーである。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーによって生成された光パルスである。
<12>
前記<1>から<10>のいずれかに記載のファイバーリングレーザーと、
前記ファイバーリングレーザーから入射される光パルスを測定光及び参照光に分岐する分岐部と、
前記測定光を被測定物体に照射し、前記被測定物体からの反射光を受光する照射受光部と、
前記測定光が前記被測定物体に照射されたときに、前記反射光と前記参照光との干渉光を測定して測定データを生成する干渉光測定部と、
前記測定データから、前記被測定物体の複数の深さ位置における前記反射光の強度を算出して前記被測定物体の深さ方向の一次元断層画像を生成する画像生成部と、
を備える光断層画像化装置である。
<13> 前記干渉光測定部は、分光素子と光センサとを備え、
前記分光素子が、入射された前記干渉光を波長成分に分解し、
前記光センサが、波長成分に分解された前記干渉光の波長成分毎の強度を測定することにより測定データを生成する、前記<12>に記載の光断層画像化装置である。
<14> 前記画像生成部は、フーリエ変換を用いて前記測定データから前記被測定物体の複数の深さ位置における前記反射光の強度を算出する、前記<12>から<13>のいずれかに記載の光断層画像化装置である。
<15> 前記照射検出部は、前記被測定物体の深さ方向に垂直な面内で前記被測定物体を走査する走査部を備え、前記画像生成部は、前記走査部が走査した前記面内のそれぞれの位置において生成された前記一次元断層画像から、前記測定物の3次元断層画像を生成する、前記<12>から<14>のいずれかに記載の光断層画像化装置である。
Examples of aspects of the present invention include the following.
<1> An excitation light source that generates excitation light,
A first optical coupler on which the excitation light is incident;
A Yb-doped fiber that is excited by the excitation light that is incident from the first optical coupler;
A first single-mode fiber that propagates emission light emitted by the Yb-doped fiber that is excited by the excitation light when the excitation light source generates the excitation light;
An isolator for preventing light propagation in a direction opposite to the direction in which the excitation light enters the Yb-doped fiber,
A fiber ring laser for forming a light pulse from the emitted light,
The fiber ring laser is characterized in that the length of the first single mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less.
<2> The absorption loss at the central wavelength of the excitation light of the Yb-doped fiber is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and the length of the Yb-doped fiber is 20 cm or more and 29 cm or less. Fiber ring laser.
<3> The absorption loss at the central wavelength of the excitation light of the Yb-doped fiber is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and when the length of the Yb-doped fiber is 1, the first single-mode fiber The fiber ring laser according to <1>, having a length of 1.964 or more and 2.428 or less.
<4> The fiber ring laser according to any one of <1> to <3>, wherein the first single-mode fiber has a length of 58 cm.
<5> A first collimator on which the excitation light and the emission light emitted from the first single mode fiber are incident,
A first λ/4 wave plate and a first λ/2 wave plate on which the excitation light and the emitted light emitted from the first collimator are incident;
A polarizing element for separating a part of the optical pulse from the excitation light and the emission light emitted from the first λ/4 wave plate and the first λ/2 wave plate,
The fiber ring laser according to any one of <1> to <4>, further comprising:
<6> The polarization element is the fiber ring laser according to <5>, which is a polarization beam splitter.
<7> A dispersion compensating optical element for compensating for group velocity dispersion of the light pulse emitted from the polarizing element,
A first mirror that reflects the excitation light and the emitted light emitted from the dispersion compensating optical element to enter the isolator;
The fiber ring laser according to any one of <1> to <6>, further comprising:
<8> The dispersion compensation optical element,
A first diffraction grating and a second diffraction grating arranged in parallel,
A second mirror,
Equipped with
When the excitation light is diffracted by the first diffraction grating and the second diffraction grating, reflected by the second mirror, and then diffracted by the second diffraction grating and the first diffraction grating, The fiber ring laser according to <7>, in which the influence of the group velocity dispersion of the optical pulse is compensated.
<9> A second λ/4 wavelength plate on which the emitted light emitted from the isolator is incident,
A second collimator on which the excitation light and the emitted light emitted from the second λ/4 wave plate are incident;
A second single mode fiber coupling the second collimator and the first optical coupler;
The fiber ring laser according to any one of <1> to <8>.
<10> The excitation light source is the fiber ring laser according to any one of <1> to <9>, which is a laser diode that generates light having a wavelength of about 915 nm or excitation light of a wavelength of about 975 nm.
<11> An optical pulse generated by the fiber ring laser according to any one of <1> to <10>.
<12>
The fiber ring laser according to any one of <1> to <10>,
A branching section for branching an optical pulse incident from the fiber ring laser into a measurement light and a reference light,
Irradiating the measurement light to the measured object, an irradiation light receiving unit for receiving the reflected light from the measured object,
When the measurement light is applied to the measured object, an interference light measurement unit that measures the interference light between the reflected light and the reference light to generate measurement data,
From the measurement data, an image generator that calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object to generate a one-dimensional tomographic image in the depth direction of the measured object,
It is an optical tomographic imaging apparatus provided with.
<13> The interference light measuring unit includes a spectroscopic element and an optical sensor,
The spectroscopic element decomposes the incident interference light into wavelength components,
The optical tomographic imaging apparatus according to <12>, wherein the optical sensor generates measurement data by measuring the intensity of each wavelength component of the interference light decomposed into wavelength components.
<14> In any one of <12> to <13>, the image generation unit calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object from the measurement data by using Fourier transform. The described optical tomographic imaging apparatus.
<15> The irradiation detection unit includes a scanning unit that scans the measured object in a plane perpendicular to the depth direction of the measured object, and the image generation unit includes the in-plane scanned by the scanning unit. The optical tomographic imaging apparatus according to any one of <12> to <14>, which generates a three-dimensional tomographic image of the measurement object from the one-dimensional tomographic image generated at each position.

Claims (10)

励起光を発生する励起光源と、
前記励起光が入射される第1の光カップラーと、
前記第1の光カップラーから入射された前記励起光によって励起されるYb添加ファイバーと、
前記励起光源が前記励起光を発生するとき、前記励起光によって励起された前記Yb添加ファイバーが放出する放出光を伝搬する第1のシングルモードファイバーと、
前記励起光が前記Yb添加ファイバーに入射する方向と逆方向の光伝搬を防ぐためのアイソレーターと、
を備え、前記放出光から光パルスを形成するファイバーリングレーザーであって、
前記第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下であり、
前記Yb添加ファイバーの前記励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、前記Yb添加ファイバーの長さが20cm以上29cm以下である、ことを特徴とするファイバーリングレーザー。
An excitation light source that generates excitation light,
A first optical coupler on which the excitation light is incident;
A Yb-doped fiber that is excited by the excitation light that is incident from the first optical coupler;
A first single-mode fiber that propagates emission light emitted by the Yb-doped fiber that is excited by the excitation light when the excitation light source generates the excitation light;
An isolator for preventing light propagation in a direction opposite to the direction in which the excitation light enters the Yb-doped fiber,
A fiber ring laser for forming a light pulse from the emitted light,
The length of the first single mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less,
An absorption loss of the Yb-doped fiber at a central wavelength of the excitation light is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and a length of the Yb-doped fiber is 20 cm or more and 29 cm or less.
励起光を発生する励起光源と、
前記励起光が入射される第1の光カップラーと、
前記第1の光カップラーから入射された前記励起光によって励起されるYb添加ファイバーと、
前記励起光源が前記励起光を発生するとき、前記励起光によって励起された前記Yb添加ファイバーが放出する放出光を伝搬する第1のシングルモードファイバーと、
前記励起光が前記Yb添加ファイバーに入射する方向と逆方向の光伝搬を防ぐためのアイソレーターと、
を備え、前記放出光から光パルスを形成するファイバーリングレーザーであって、
前記第1のシングルモードファイバーの長さが55cm以上68cm以下であり、
前記Yb添加ファイバーの前記励起光の中心波長における吸収損失が2700dB/m以上2800dB/m以下であり、前記Yb添加ファイバーの長さを1としたときの前記第1のシングルモードファイバーの長さが、1.964以上2.428以下である、ことを特徴とするファイバーリングレーザー。
An excitation light source that generates excitation light,
A first optical coupler on which the excitation light is incident;
A Yb-doped fiber that is excited by the excitation light that is incident from the first optical coupler;
A first single-mode fiber that propagates emission light emitted by the Yb-doped fiber that is excited by the excitation light when the excitation light source generates the excitation light;
An isolator for preventing light propagation in a direction opposite to the direction in which the excitation light enters the Yb-doped fiber,
A fiber ring laser for forming a light pulse from the emitted light,
The length of the first single mode fiber is 55 cm or more and 68 cm or less,
The absorption loss at the center wavelength of the excitation light of the Yb-doped fiber is 2700 dB/m or more and 2800 dB/m or less, and the length of the first single-mode fiber is 1 when the length of the Yb-doped fiber is 1. The fiber ring laser is characterized in that it is 1.964 or more and 2.428 or less.
前記第1のシングルモードファイバーから出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第1のコリメーターと、
前記第1のコリメーターから出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板と、
前記第1のλ/4波長板及び第1のλ/2波長板から出射される前記励起光及び前記放出光から、前記光パルスの一部を分離する偏光素子と、
をさらに備える、請求項1から2のいずれかに記載のファイバーリングレーザー。
A first collimator on which the excitation light and the emitted light emitted from the first single mode fiber are incident;
A first λ/4 wave plate and a first λ/2 wave plate on which the excitation light and the emitted light emitted from the first collimator are incident;
A polarizing element for separating a part of the optical pulse from the excitation light and the emission light emitted from the first λ/4 wave plate and the first λ/2 wave plate,
The fiber ring laser according to claim 1, further comprising:
前記偏光素子から出射される前記光パルスの群速度分散を補償するための分散補償光学素子と、
前記分散補償光学素子から出射された前記励起光及び前記放出光を反射して前記アイソレーターに入射する第1のミラーと、
をさらに備える、請求項3に記載のファイバーリングレーザー。
A dispersion compensating optical element for compensating the group velocity dispersion of the optical pulse emitted from the polarizing element,
A first mirror that reflects the excitation light and the emitted light emitted from the dispersion compensating optical element to enter the isolator;
The fiber ring laser according to claim 3 , further comprising:
前記分散補償光学素子は、
平行に配置された第1の回折格子及び第2の回折格子と、
第2のミラーと、
を備え、
前記励起光が前記第1の回折格子及び前記第2の回折格子で回折され、前記第2のミラーで反射され、次いで前記第2の回折格子及び前記第1の回折格子で回折されると、前記光パルスの群速度分散による影響が補償される、請求項4に記載のファイバーリングレーザー。
The dispersion compensation optical element,
A first diffraction grating and a second diffraction grating arranged in parallel,
A second mirror,
Equipped with
When the excitation light is diffracted by the first diffraction grating and the second diffraction grating, reflected by the second mirror, and then diffracted by the second diffraction grating and the first diffraction grating, The fiber ring laser according to claim 4, wherein the influence of the group velocity dispersion of the light pulse is compensated.
前記アイソレーターから出射される前記放出光が入射される第2のλ/4波長板と、
前記第2のλ/4波長板から出射される前記励起光及び前記放出光が入射される第2のコリメーターと、
前記第2のコリメーターと前記第1の光カップラーとを結合する、第2のシングルモードファイバーと、
を備える、請求項1から5のいずれかに記載のファイバーリングレーザー。
A second λ/4 wave plate on which the emitted light emitted from the isolator is incident;
A second collimator on which the excitation light and the emitted light emitted from the second λ/4 wave plate are incident;
A second single mode fiber coupling the second collimator and the first optical coupler;
The fiber ring laser according to claim 1, further comprising:
請求項1から6のいずれかに記載のファイバーリングレーザーによって生成されることを特徴とする光パルス。 An optical pulse produced by the fiber ring laser according to claim 1. 請求項1から6のいずれかに記載のファイバーリングレーザーと、
前記ファイバーリングレーザーから入射される光パルスを測定光及び参照光に分岐する分岐部と、
前記測定光を被測定物体に照射し、前記被測定物体からの反射光を受光する照射受光部と、
前記測定光が前記被測定物体に照射されたときに、前記反射光と前記参照光との干渉光を測定して測定データを生成する干渉光測定部と、
前記測定データから、前記被測定物体の複数の深さ位置における前記反射光の強度を算出して前記被測定物体の深さ方向の一次元断層画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする光断層画像化装置。
A fiber ring laser according to any one of claims 1 to 6,
A branching section for branching an optical pulse incident from the fiber ring laser into a measurement light and a reference light,
Irradiating the measurement light to the measured object, an irradiation light receiving unit for receiving the reflected light from the measured object,
When the measurement light is applied to the measured object, an interference light measurement unit that measures the interference light between the reflected light and the reference light to generate measurement data,
From the measurement data, an image generator that calculates the intensity of the reflected light at a plurality of depth positions of the measured object to generate a one-dimensional tomographic image in the depth direction of the measured object,
An optical tomographic imaging apparatus comprising:
前記干渉光測定部は、分光素子と光センサとを備え、
前記分光素子が、入射された前記干渉光を波長成分に分解し、
前記光センサが、波長成分に分解された前記干渉光の波長成分毎の強度を測定することにより測定データを生成する、請求項8に記載の光断層画像化装置。
The interference light measuring unit includes a spectroscopic element and an optical sensor,
The spectroscopic element decomposes the incident interference light into wavelength components,
The optical tomographic imaging apparatus according to claim 8, wherein the optical sensor generates measurement data by measuring an intensity of each wavelength component of the interference light decomposed into wavelength components.
照射検出部を更に備え、
前記照射検出部は、前記被測定物体の深さ方向に垂直な面内で前記被測定物体を走査する走査部を備え、前記画像生成部は、前記走査部が走査した前記面内のそれぞれの位置において生成された前記一次元断層画像から、前記測定物の3次元断層画像を生成する、請求項8から9のいずれかに記載の光断層画像化装置。
An irradiation detector is further provided,
The irradiation detection unit includes a scanning unit that scans the measured object in a plane perpendicular to the depth direction of the measured object, the image generation unit, each of the in-plane scanned by the scanning unit. wherein the one-dimensional tomographic image generated in a position, wherein to generate a three-dimensional tomographic image of the object body, the optical tomographic imaging apparatus according to any one of claims 8 9.
JP2015006924A 2015-01-16 2015-01-16 Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography Active JP6742690B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015006924A JP6742690B2 (en) 2015-01-16 2015-01-16 Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015006924A JP6742690B2 (en) 2015-01-16 2015-01-16 Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016134437A JP2016134437A (en) 2016-07-25
JP6742690B2 true JP6742690B2 (en) 2020-08-19

Family

ID=56464567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015006924A Active JP6742690B2 (en) 2015-01-16 2015-01-16 Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6742690B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100438235C (en) * 2004-03-05 2008-11-26 古河电气工业株式会社 Optical fiber laser using rare earth-added fiber and wide band light source
JP2005294806A (en) * 2004-03-10 2005-10-20 Sun Tec Kk Wide-band light source
EP1675227A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-28 PolarOnyx , Inc. Nonlinear polarization pulse mode locked fiber laser at a wavelength of one micron
JP5495506B2 (en) * 2008-05-13 2014-05-21 キヤノン株式会社 Laser apparatus and optical tomographic imaging apparatus
WO2010065788A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Imra America, Inc. Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers
TWI509923B (en) * 2013-05-20 2015-11-21 Nat Univ Tsing Hua Fiber laser

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016134437A (en) 2016-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8908189B2 (en) Systems and methods for swept-source optical coherence tomography
EP2574273B1 (en) Optical coherence tomography apparatus
US8384908B2 (en) Image forming method and optical coherence tomograph apparatus using optical coherence tomography
JP5939866B2 (en) Optical coherence tomography imaging apparatus and imaging method
JP3999437B2 (en) Optical tomographic imaging system
JP5679686B2 (en) Optical coherence tomography system
JP2008070350A (en) Optical tomographic imaging apparatus
JP2007024677A (en) Optical tomogram display system
WO2013047698A1 (en) Optical interferometer, information acquisition apparatus, and information acquisition method
CA2826737C (en) Apparatus and method for optical coherence tomography
JP2008070349A (en) Optical tomographic imaging apparatus
US10345224B2 (en) Optical response measuring device and optical response measuring method
KR100982656B1 (en) Optical coherence tomography system using multi-wavelength comb spectrum light source
JP2006201087A (en) Device for optical coherent tomography
JP2015158482A (en) Stimulated raman scattering measuring device
JP5508899B2 (en) Laser microscope equipment
JP6742690B2 (en) Fiber ring laser, optical pulse, and optical tomography
JP2014092425A (en) Optical interference tomographic imaging apparatus and optical interference tomographic imaging method
JP5296814B2 (en) Wavelength swept light source
JP2010175271A (en) Optical tomographic image display system
JP6584125B2 (en) Imaging device
Akchurin et al. Coherent transverse speckle dynamics in the case of probing of stationary bulk scattering media by a laser with frequency deviation
Zurauskas et al. A versatile frequency domain multiplexer for optical coherence tomography

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180110

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190218

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200310

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6742690

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250