CN102695951A - Oct医学成像的过滤ase扫频光源 - Google Patents

Oct医学成像的过滤ase扫频光源 Download PDF

Info

Publication number
CN102695951A
CN102695951A CN2010800505311A CN201080050531A CN102695951A CN 102695951 A CN102695951 A CN 102695951A CN 2010800505311 A CN2010800505311 A CN 2010800505311A CN 201080050531 A CN201080050531 A CN 201080050531A CN 102695951 A CN102695951 A CN 102695951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tunable
light source
filtrator
signal
amplifier
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.)
Pending
Application number
CN2010800505311A
Other languages
English (en)
Inventor
D·C·弗朗德斯
W·A·阿蒂亚
M·E·库兹耐特索夫
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.)
Axsun Technologies LLC
Original Assignee
Axsun Technologies LLC
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
Priority claimed from US12/553,295 external-priority patent/US8670129B2/en
Application filed by Axsun Technologies LLC filed Critical Axsun Technologies LLC
Publication of CN102695951A publication Critical patent/CN102695951A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/20—Dichroic filters, i.e. devices operating on the principle of wave interference to pass specific ranges of wavelengths while cancelling others
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
    • G01B9/02004—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using frequency scans
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/0209—Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/5009—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement being polarisation-insensitive
    • H01S5/5018—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement being polarisation-insensitive using two or more amplifiers or multiple passes through the same amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0064—Anti-reflection components, e.g. optical isolators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0078—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for frequency filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02216—Butterfly-type, i.e. with electrode pins extending horizontally from the housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/5036—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement being polarisation-selective
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/5063—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 operating above threshold

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

集成的扫频波长光源使用了经窄带过滤的宽带信号，诸如过滤的放大的自发发射(ASE)信号，具有光放大器和追踪过滤器和/或自追踪过滤器。这个光源含有微型光具座、用于产生宽带光的光源、安装于该光具座上，用于光谱地过滤来自该宽带光源的宽带光从而产生窄带可调谐信号的第一法布里波罗可调谐过滤器、安装在该光具座上，用于放大该可调谐信号的放大器、以及安装在该光具座上，用于光谱地过滤来自该放大器的经放大的可调谐信号的可能有的第二法布里波罗可调谐过滤器。在自追踪设置中，单个可调谐过滤器既产生窄带信号又光谱地过滤所放大的信号。在一些示例中，提供了两级放大。单个具座实现的使用获得了低成本高性能的系统。

Description

OCT医学成像的过滤ASE扫频光源
相关申请
本申请要求作为在2009年9月3日提交的美国申请12/553,295的部分继续申请的、在2010年5月8日提交的美国申请12/776,373的优先权，这两个申请通过引用整体结合于此。
技术领域
光学相干分析依赖于参考波和实验波之间、或实验波的两个部分之间的相干现象来测量距离和厚度，并计算样本的折射率。光学相干成像断层扫描(OCT)是被用于一般高分辨率的截面成像的一个示例技术。它经常被应用于例如，实时地在精细比例上成像生物组织结构。光波被从物体或样本上反射回来，且计算机通过使用关于这些波一旦反射而被如何改变的信息来产生物体的截面的图像。
原始OCT成像技术是时域OCT(TD-OCT)，其在迈克尔逊干涉仪配置中使用可移动参考镜。最近，已经研发了傅里叶域OCT(FD-OCT)。两个相关的FD-OCT技术是时间编码的和光谱编码的OCT。这些傅里叶域技术使用波长扫频光源和单个检测器，有时被称为时间编码的FD-OCT(TEFD-OCT)或扫频光源OCT，或，可选地，宽带光源和光谱地分辨的检测器系统，有时被称为光谱编码的FD-OCT或SEFD-OCT。这三个OCT技术并行且这三个光谱学方法由傅里叶变换光谱仪、可调谐激光光谱仪、以及具有检测器阵列光谱仪的扩散式光栅来实现。
这些不同的OCT技术提供不同的性能特性。FD-OCT在速度和信噪比(SNR)上相比时域OCT(TD-OCT)具有优势。在这两个傅里叶域OCT技术中，扫频光源OCT或TEFD-OCT相比SEFD-OCT具有明显优势，因其具有平衡和偏振多样性检测的能力；其还对于不昂贵且快速的检测器所无能为力的波长区域的成像具有优势。
TEFD-OCT或扫频光源OCT在一些附加方面相比SEFD-OCT具有优势。这些频谱分量没有被空间距离所编码(这需要大量光栅配置)，不过它们以时间被编码，这可实现紧凑的扫频波长光源。在扫频光源的接下来的频率步长中过滤或产生光谱，且光谱在傅里叶变换之前被重新构建。使用频率扫描扫频光源，该光学配置变得不复杂且更紧凑，不过现在关键的性能特性在于光源、特别是调谐速度和准确率。
TEFD-OCT系统的扫频光源一般是可调谐激光器。可调谐激光器的优势包括较高的光谱亮度和相对简单的光学设计。典型的可调谐激光器从放置在光学激光器腔(其含有腔内可调谐过滤器(诸如旋转光栅、具有旋转镜的固定光栅、或法布里-波罗可调谐过滤器))内的增益介质(诸如半导体光学放大器(SOA))而构建。当前，一些最高速的TEFD-OCT激光器是基于D.Flanders，M.Kuznetsov和W.Atia的名为“Laser with Tilted Multi Spatial Mode ResonatorTuning Element(具有倾斜多空间模式谐振器调谐元件的激光器)”的美国专利7,415,049 B1中所描述的激光器设计。这些高度集成的设计允许较短的激光器腔，将激光器腔内的往返光学行进时间保持为较短，从而该激光器根本上能高速调谐。第二，微机电系统(MEMS)法布里-波罗可调谐过滤器的使用组合了可被快速调谐的低质量高机械谐振频率可偏转的MEMS薄膜的宽光谱扫描带的能力。
OCT的另一个扫频激光光源是如美国专利7,414,779 B2中所描述的频域锁模激光器(FDML)。FDML激光器使用在要求偏振控制和有效长度稳定化的非常长(公里或更长)的纤维环激光腔中的半导体光放大器。
然而，基于激光的扫频光源的使用确实存在问题。即时激光发射用在激光器可调谐过滤器通带中同时发出激光的一个或多个纵向激光腔模式来表征。然后，当激光器调谐时，这些模式中的功率在这些模式之间变化并变化至当可调谐激光器通带变化时观察到增益的新的腔模式。激光发射的这个多模式光谱结构增加了相对强度噪声(RIN)，这降低了OCT系统的性能。另一个问题是使用普遍存在的半导体增益介质的可调谐激光器仅在一个方向良好调谐，即，至较长波长。这是由于半导体中一般被称为Bogatov效应的非线性不对称增益效应。对于在半导体中在给定波长的光信号，较长波长处的光信号将经历略高的光增益，而在较短波长处的信号将经历略低的光增益。这样的不对称非线性增益分布创建了在较长波长方向中动态调谐的偏好，此处光增益略高，而组织了较短波长方向的调谐。
可调谐激光器光源的另一个限制在于它们的调谐速度被激光腔的往返时间所限制。缩短激光腔允许更快的扫描速度，但是增加了纵向膜间隔并因此减少了可在过滤器线宽中发出激光的模式的数量。减少数量的激光模式增加了RIN，并可最终导致模式跳变。另一方面，可增加激光器线宽来允许更多的模式数量发出激光达到较低的激光RIN，不过这个增加的激光器线宽导致对于成像较深的对象而言可能不足够的较短的相干长度。扫频光源OCT系统的潜在最大成像深度是由系统光源的相干长度的一半所给出的，其中相干长度与扫频光源的动态线宽成反比。另外，对于给定腔长度和过滤器线宽，增加扫描速度将减少相干长度并最终导致光源停止发出激光。
具有避免可调谐激光器的内在缺陷能力的另一个种类的扫频光源是组合了宽带光源(一般是用ASE产生光的光源)的过滤的放大的自发发射(ASE)光源，后跟可调谐过滤器和光学放大器。基于这个配置的最高速设备的一些被描述在W.Atia，D.Flanders P.Kotidis，and M.Kuznetsov的名为IntegratedSpectroscopy System(集成光谱系统)的美国专利No.7,061,618 B2中，其描述了漫反射比光谱的光谱引擎以及诸如OCT之类的其他光谱学应用。描述了过滤的ASE扫频光源的一些变型，包括放大的版本和具有跟踪滤过滤器的版本。
最近，Eigenwillig等人在会议名称为“Optical Coherence Tomography andCoherence Techniques IV(光学相干成像断层扫描和相干技术IV)”、在Munich德国的会议录SPIE 7372，73720O(2009年7月13日)中的名为“Wavelengthswept ASE source(波长扫频ASE光源)”的文章中已经提出了过滤的ASE光源的变型的配置。这篇文章描述了具有SOA功能的既用作ASE光源又用作第一放大级的光源。在主追踪过滤器配置中使用两个法布里-波罗可调谐过滤器，其后跟着第二SOA放大级。
这样的扫频过滤ASE光源，其一般比一些激光器光学地更为复杂，确实提供了一些性能优势。例如，它们不具有激光光学腔且因此没有由于有限腔往返时间而引起的激光器调谐速度限制。另外，没有激光腔避免了与分立的纵向激光腔模式相关联的问题。
发明内容
总体上，根据一个方面，本发明特征在于具有放大器和追踪过滤器的集成的过滤ASE扫频光源。这个光源含有微型光具座、用于产生宽带光的光源、第一法布里波罗可调谐过滤器(安装于该光具座上，用于光谱地过滤来自该宽带光源的宽带光从而产生可调谐信号)、放大器(安装在该光具座上，用于放大该可调谐信号)、以及第二法布里波罗可调谐过滤器(安装在该光具座上，用于光谱地过滤来自该放大器的经放大的可调谐信号)。使用单个具座座实现，而不是由光纤连接的独立封装的软导线纤维的光组件，获得低成本但高性能的系统。例如，组件之间的偏振控制一般是没有必要的。
总体上，根据另一方面，本发明的特征为一光学相干断层扫描系统。这个系统含有波长扫频光源，包括：微型光具座、用于产生宽带光的光源、安装在具座上用于光学地过滤来自宽带光源的宽带光以产生可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、以及安装在具座上的用于放大该可调谐信号的放大器。干涉计将经放大的可调谐信号从波长扫频光源传送至样本和参考臂，并将来自样本和参考臂的光信号组合以产生相干信号。此处，主要由于OCT系统的改进的稳定性，这样的系统中的单个具座实现获得了更高的性能。
总体上，根据另一方面，本发明的特征为具有双级放大的一光学扫频光源。该光源包括用于产生宽带光的光源、用于光学地过滤来自宽带光源的宽带光以产生可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、用于放大该可调谐信号的第一放大器、以及用于放大来自第一放大器的可调谐信号的第二放大器。
总体上，根据又一方面，本发明特征在于含有波长扫频光源的光学相干断层扫描系统，包括：用于产生宽带光的光源、用于光学地过滤来自宽带光源的宽带光以产生可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、用于放大该可调谐信号的第一放大器、以及用于放大来自第一放大器的可调谐信号的第二放大器。干涉计将经放大的可调谐信号从波长扫频光源传送至样本和参考臂，并将来自样本和参考臂的光信号组合以产生相干信号。
通常，根据又一方面，本发明的特征为波长扫频光源，其包括：用于产生宽带光的半导体光学放大器、用于光学地过滤来自宽带光源的宽带光以产生将在第二半导体光学放大器中被放大的可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、以及用于防止背反射从被放大的可调谐信号进入半导体光学放大器的光学隔离件。
一般地，在ASE光源中，要求一个或多个SOA放大级。这是因为种(seed)宽带ASE光源在较宽的光谱范围上产生光。然后可调谐过滤器拒绝大部分的光，仅允许可调谐过滤器的通常很窄的光谱通带中的光被传送。因此，由于种ASE光源所产生的光的大部分被拒绝且因此没有被使用，这个窄带信号在功率上相对较弱。这个问题一般在可调谐激光器光源中不存在，因为SOA位于激光腔中并主要仅在可调谐过滤器通带中的发射波长处产生光。
对于大多数应用而言，对于一个或多个SOA放大级的需要，使得要求一个或多个追踪过滤器成为必要。这是由于当来自主过滤器的相对较弱的信号被放大时，在主调谐过滤器的通带之外的所添加的宽带光学噪声的较大贡献(该被添加的噪声功率可与信号功率本身相比拟)而引起的。因此，在很多情况下需要追踪过滤器来衰减位于主过滤器通带之外的这个噪声。
然而，使用多个可调谐过滤器产生了其自身的问题。第二过滤器增加了系统的部件数。附加地，在操作中，该过滤器必须被很好地同步。当这些过滤器被调谐时，它们的通带必须准确地在波长上对齐，否则输出信号光的功率级别将会被严重地劣化。另外，在OCT系统中一般期望高速扫描。这进一步复杂化了过滤器对齐任务，要求非常准确的高速动态过滤器调谐同步。
为了便于过滤器同步的要求，可将追踪过滤器的通带选择为远宽于主过滤器。在一个示例中，主过滤器可具有数十千兆赫(GHz)的宽度，而追踪过滤器可具有约100GHz的宽度。这减少了追踪过滤器必须追踪主过滤器操作的准确度。两种过滤器顺序设置均是可能的：(i)窄过滤器壳过滤原始宽带种ASE，而宽追踪过滤器跟随着放大级；还有(ii)宽过滤器可用作过滤原始宽带种ASE，而然后较窄的过滤器用作过滤放大级的ASE。然而，对于这个窄-宽过滤器设置存在缺点。相对宽的追踪过滤器允许在信号光附近带中的过量ASE发射。最终，过滤器可随时间不同地漂移，导致需要校准这个过滤器调谐系统或者导致复杂的过滤器调谐控制环。
本发明的另一方面针对可克服这些问题中的一些或全部的扫频光源。其在自追踪设置中使用可调谐过滤器。即，光被多次通过同一个过滤器。这具有将过滤器转移功能施加在每一个通过可调谐过滤器的光上的效果。这接连着使得信号的光谱宽度变窄，这对于窄线宽和因此的较深的成像所需要的长相干长度操作而言是期望的。此时，在这个自追踪设置中使用这个过滤器避免了同步两个过滤器的复杂任务的需要。
总体上，根据涉及自追踪设置的一个方面，本发明特征在于扫频光源，包括：用于光谱地过滤来自光源的光用于产生在扫描带上被光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器，以及用于放大该可调谐光信号的光学放大器，该被放大的可调谐光信号由可调谐过滤器所过滤。
在实施例中，光源包括产生扫描带上的光的宽带光源且在实施例中该光源是产生在扫描带上的光的放大的自发发射光源。
在实施例中，该可调谐放大器是诸如微机电系统法布里波罗可调谐过滤器之类的法布里波罗可调谐过滤器。其通带优选地小于20千兆赫(FWHM)且一般小于5千兆赫。
在其他实施例中，该可调谐过滤器是基于光栅、声光可调谐过滤器或倾斜的被调谐的相干/标准具过滤器。
优选地使用调谐控制器来驱动该可调谐过滤器在扫描带上以大于10千赫(kHz)且对于一些应用而言优选地大于100kHz的速度调谐。
在当前的实施例中，光学放大器包括半导体光学放大器。在一些情况下，使用反射体用于将可调谐光学信号反射以穿过光学放大器第二次并返回至可调谐过滤器。在其他情况下，使用含有光学放大器的环来引导可调谐光学信号回到可调谐过滤器。
使用偏振旋转系统用于旋转被可调谐过滤器所过滤的可调谐光学信号中的偏振；这个系统包括非逆偏振旋转元件。
在一些实施例中，通过可调谐光学信号的可调谐过滤器的过滤是与由可调谐过滤器的被放大可调谐光学信号的过滤同向的，而在其他实施例中，通过可调谐光学信号的可调谐过滤器的过滤是与由可调谐过滤器的被放大可调谐光学信号的过滤反向的。
总体上根据涉及自追踪设置的另一个方面，本发明特征在于用于产生可调谐光学信号的方法，包括用在扫描带上光谱地调谐的可调谐过滤器光谱地过滤光而产生可调谐光信号、放大该可调谐光学信号以产生经放大的可调谐光学信号、并且用同一个可调谐过滤器光谱地过滤经放大的可调谐光学信号。
总体上根据涉及自追踪设置的又一个方面，本发明特征在于可调谐放大器，包括用于光谱地过滤光以产生在光谱带上可光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器、以及用于放大该可调谐光信号的光学放大器，该经放大的可调谐光信号由可调谐过滤器所过滤。
总体上根据涉及自追踪设置的又一个方面，本发明特征在于扫频光学源，包括光谱地过滤来自光源的光以产生在扫描带上可被光谱地调谐的可调谐光信号、用于在第一次通过中放大该可调谐光学信号的光学放大器、以及用于在第二次通过中反射该可调谐光学信号穿过光学放大器的反射体。
总体上根据涉及自追踪设置的又一个方面，本发明特征在于光学相干分析系统，包括扫频光源，该光源包括用于光谱地过滤来自光源的光以产生在扫描带上可被光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器、以及用于放大该可调谐光信号的光学放大器，该经放大的可调谐光信号由该可调谐过滤器所过滤。迈克逊干涉仪将经放大的可调谐光信号分割在参考臂和样本臂之间，并通过将来自参考臂和样本臂的光信号组合而产生相干信号。最后，检测器系统检测到该相干信号。
现在将参考附图更具体地描述并在权利要求中指出包括诸部分的结构和组合的各种新颖细节、以及其它优点的本发明的以上以及其它特征。要理解实施本发明的具体方法和设备以示例方式示出，而不作为本发明的限制。本发明的原理和特征可应用于各种各样的以及诸多的实施例中而不背离本发明的范围。
附图简述
在附图中，附图标记贯穿不同视图指示相同部分。附图不一定按比例绘制；相反重点在于示出本发明的原理。附图中：
图1是根据本发明第一实施例的扫频光源的框图；
图2是根据本发明第二实施例的扫频光源的框图；
图3A是根据本发明第三实施例的扫频光源的框图；
图3B是用在扫频光源中的反射法布里波罗可调谐过滤器的示意图；
图3C是以分贝(dB)为单位的反射率随波长而变化的图，示出可调谐过滤器的向后反射转移功能；
图4是根据本发明第五实施例的扫频光源的框图；
图5A-5F是功率(dBm)随以纳米(nm)为单位的波长变化的图，示出在扫描带上的扫频光源可调谐信号的光谱扫描，且图5G是功率随波长变化的图，示出据调谐范围100nm的以50kHz速率正弦地被调制的过滤的ASE扫频光源的时间平均的光谱；
图6A、6B和6C是扫频光源的第一实施例的俯视图、透视比例、以及侧面示意图；
图7是根据涉及自追踪设置的本发明的第一实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和双通过反射放大级的扫频光源的框图；
图8是根据涉及自追踪设置的本发明的第二实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和使用隔离件的双通过反射放大级的扫频光源的框图；
图9是根据涉及自追踪设置的本发明的第三实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和使用隔离件的双通过反射放大级的扫频光源的比例平面图；
图10是根据涉及自追踪设置的本发明的第四实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和环放大级的扫频光源的框图；
图11A和B是根据涉及自追踪设置的本发明的第五实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪放大器和环放大级的扫频光源的比例俯视图和透视图；
图12是根据涉及自追踪设置的本发明的第六实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和具有双放大器的环放大级的扫频光源的框图；
图13是根据涉及自追踪设置的本发明的第七实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和具有附加的、追踪过滤器的环放大级的扫频光源的框图；
图14是根据涉及自追踪设置的本发明的第八实施例的具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和环放大级和输出放大级的扫频光源的框图；
图15是根据涉及自追踪设置的本发明的第九实施例的具有使用偏振多样性的同向自追踪过滤器和双通过环放大级的扫频光源的框图；
图16是根据涉及自追踪设置的本发明的第十实施例的具有使用偏振多样性的同向自追踪过滤器和环放大级的扫频光源的框图；
图17是根据涉及自追踪设置的本发明的第十一实施例的具有使用偏振多样性的过滤器环中的同向自追踪过滤器和双通过反射放大级的扫频光源的框图；
图18是根据涉及自追踪设置的本发明的第十二实施例的具有使用偏振多样性的过滤器环中的同向自追踪过滤器和双通过反射放大级的扫频光源的框图；
图19是根据涉及自追踪设置的本发明的第十三实施例的使用偏振多样性的双通过放大器-过滤器环中的同向自追踪过滤器和具有追踪过滤器的附加放大级的扫频光源的框图；
图20是根据涉及自追踪设置的本发明的第十四实施例的具有使用偏振多样性的同向双通过自追踪过滤器和双环的扫频光源的框图；
图21是根据涉及自追踪设置的本发明的第十五实施例的具有使用偏振多样性的被放大的双通过环中的同向自追踪过滤器和第二输出环的扫频光源的框图；
图22是采用了创新性的扫频光源的OCT系统的框图；
图23是采用了创新性的扫频光源的光谱系统的框图；以及
图24是功率随波长(纳米)而变化的图，示出宽带光信号、扫描带以及可调谐光信号的光谱范围之间的关系。
优选实施例的详细描述
在接下来的描述中，不同实施例中的类似组件在很多情况下被给予相同或类似的附图标记来表示类似的构造和功能。
图1示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第一个实施例。
扫频光源200包括产生宽带光信号的宽带光源112。一般地，宽带信号由连续光谱在波长上延伸至少超过40纳米(nm)的带宽(在很多实现中是半最大值处全宽(FWHM))所表征。典型地，连续光谱延伸超过至少70nm且优选地超过100nm或更大。然而，在其他实施例中(其中较窄的扫描带是可接受的)，宽带信号小于40nm的带宽。在又一些实施例中，宽带光源112由覆盖不同带的多个独立光源或芯片所构建，其中分立的较窄带信号被组合以创建有效地较宽带光源。
在此处描述的当前实施例中，所提出的过滤的扫频光源开始于宽带放大的自发发射(ASE)光源。半导体光学放大器或SOA，是这样的宽带ASE的有效光源。SOA被典型地配置有光输入和光输出，用于输入光的放大。没有输入光的话，只有ASE出现在SOA输出处。有时超辐射发光二极管、或SLED被用作宽带ASE光源。SLED一般是SOA被配置有光通路至输出ASE信号且没有光通路至SOA输入。
在优选实施例中，宽带光源112是电泵浦半导体二极管芯片增益介质，被结合或附着至具座110。这样的设备由ASE产生宽带光。光源112的普通示例包括超辐射发光二极管(SLED)和以SLED设置实现的(即，用作为产生ASE光)半导体光放大器(SOA)。这样的宽带ASE光源经常被制造为，例如，靠近840纳米(nm)、1060nm、或1310nm的中心波长。
基于所期望的光谱操作范围而选择芯片增益介质的材料系统。普遍的材料系统是基于III-V半导体材料，包括二元材料，诸如GaN、GaAs、InP、GaSb、InAs以及三元、四元、以及五元合金，诸如InGaN、InAlGaN、InGaP、AlGaAs、InGaAs、GaInNAs、GaInNAsSb、AlInGaAs、InGaAsP、AlGaAsSb、AlGaInAsSb、AlAsSb、InGaSb、InAsSb、以及InGaAsSb。总体地，这些材料系统支持从约400nm到2000nm的操作波长，包括延伸到数微米波长中的更长的波长范围。一般使用半导体量子阱和量子点增益区来获取特别宽的增益带宽。当前，使用边缘发射芯片，而在不同实现中可使用垂直腔表面发射激光器(VCSEL)芯片。
对光源112使用半导体芯片增益介质具有系统集成方面的优势，其可被结合至垫块，垫块又被直接结合至具座110。然而，可在其他实现中使用其他可能的增益介质。在这些示例中，宽带信号一般经由光纤被传送至具座110。这样的示例包括固态增益介质，诸如掺杂稀土(如，Yb、Er、Tm)的晶体、块状玻璃、波导或光纤。
芯片或增益波导/光纤的输出刻面被抗反射涂覆、且可能为成角，这样输出的ASE信号不被反馈到增益介质，且该增益介质不发射激光而是经由ASE产生宽带光。有时使用通过SOA放大器的两个同向或反向光通路。诸如从光学腔馈入增益介质的重复周期性光的存在，将会导致设备发出激光且将损坏过滤的ASE扫频光源的所要求的操作方案，例如通过使得设备不可调谐。在此处所提出的所有ASE扫频光源设置中，花费极大努力(诸如通过使用隔离件)来防止增益元件周围的光学腔的形成并因此防止设备发出激光(这将损坏设备操作)。
这个和其他实施例中的宽带光源112并不受限于仅经由ASE产生光的光源。在其他实施例中，宽带光源112被实现为例如基于非线性光纤的超连续光源、拉曼光源、或参数光源。
具座110被术语表达为微型光学具座110且优选地在宽度上小于10毫米(mm)且在长度上约50mm或更小。这个尺寸能使具座110被安装在标准、或接近标准尺寸的蝶形或DIP(双列直插管脚)气密封装中。在一个实现中，具座110由氮化铝制造。在具座110和封装(附着/焊接结合至具座110的背侧以及封装的内部顶部面板)之间设置热电散热器以控制具座110的温度。
来自宽带光源112的宽带光信号耦合至隔离件214，其优选地也结合至或附着至具座110。这个隔离件214防止反馈进入宽带光源112，反馈可导致光源发出激光或改变来自宽带光源的宽带光信号的发射光谱(如，在其中产生波纹)。
第一可调谐过滤器216用作可调谐带通过滤器来将宽带信号转换为窄带可调谐信号。在当前实施例中，第一可调谐过滤器的通带具有小于20或10千兆赫(GHz)的全宽半峰值(FWHM)带宽，且优选为5GHz或更小。对于光谱，这个相对窄的通带获得较高的光谱分辨率。对于光相干断层扫描，这个较高的光谱分辨率意味着光源的较长的相干长度且因此确保进入样本的成像更深，例如深于5mm。在较低的性能应用中，例如OCT成像进入样本小于1mm深，较宽的FWHM通带有时是合适的，诸如约200GHz或更小的通带。
在当前实施例中，第一可调谐过滤器是法布里-波罗可调谐过滤器，其使用微机电系统(MEMS)技术被制造且被附着(诸如直接地焊接结合)至具座110。当前，过滤器216如美国专利No.6,608,711或6,373,632中所描述的那样被制造，这些专利通过这个参考被结合于此。使用弯曲-平坦谐振器结构，其中基本平坦的镜子和相对的弯曲的镜子定义过滤器光学腔，其光学长度由至少一个镜子的静电偏转所调制。
在这个和下文描述的其他实施例中，其他可调谐过滤器和光谱过滤器技术是可能的。在一些实现中，使用基于光栅的过滤器，包括旋转光栅和具有旋转镜子的光栅。进一步，在又一些实现中，使用其他法布里-波罗过滤器技术，包括被压电地且热地调谐的法布里-波罗过滤器。在又一些示例中，使用角度调谐的包括自旋法布里-波罗标准具，和角度调谐的包括自旋、相干过滤器。薄膜相干过滤器是一组数个被耦合的FP过滤器，通过将具有介于其间的间隔件的薄膜反射涂层沉积在衬底上而被形成；这些被广泛地用于波分复用(WDM)通道选择应用中。声光可调谐过滤器(AOTF)是另一个可选示例。
由第一可调谐过滤器216的通带所产生的可调谐光信号在第一放大级的第一光放大器220中被放大。优选地，第一光放大器是有被防反射涂覆且成角的前和后刻面的SOA，能通过附着(一般经由垫块)而集成在具座110上。
位于第一可调谐过滤器216和第一放大器220之间的第二隔离件218防止第一放大器220的前刻面与第一可调谐过滤器216之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波纹。优选地，第二隔离件218也被结合或以其他方式附着至具座110。
来自第一放大器220的被放大的可调谐信号再次被第二可调谐放大器222通带过滤。第二过滤器222优选地是如前所述的可调谐MEMS法布里-波罗过滤器，且优选地也类似地经由垫块被焊接结合或以其他方式附着至具座110。在一些实现中，第一可调谐过滤器216和第二可调谐过滤器222之间的仅有的差异在于第二可调谐过滤器222相比第一可调谐过滤器216具有略宽的通带，诸如频率上的2到20倍宽。这个第二过滤器222被术语表达为追踪过滤器，因为它被控制以与第一可调谐过滤器216同步地扫描并因此追踪第一过滤器的调谐。追踪过滤器主要用于移除由第一放大器220所引入的ASE噪声且进一步光谱地成型可调谐信号并使其变窄。
第二可调谐过滤器222和第一可调谐过滤器216的同步追踪由驱动可调谐过滤器216、222二者的追踪控制器152所控制。优选地，追踪控制器152光谱地将追踪可调谐过滤器222的通带中心定位于第一可调谐过滤器的通带上，且然后将两个通带一起调谐在于宽带光源112和放大器220、226的增益带上延伸的扫描带上。当前表现为当过滤器216、222被调谐控制器152在时间上正弦地、在不远离于其谐振的频率上驱动，则它们的追踪是较为容易的。
位于第一放大器220和第二可调谐过滤器222之间的第三隔离件221防止第一放大器220的后刻面与第二可调谐过滤器222之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波纹。优选地，第三隔离件221也被结合或以其他方式附着至具座110。
由第一光放大器220产生并由追踪过滤器222所过滤的经放大的可调谐光信号再次在第二放大级的第二放大器226中被放大。优选地，第二光放大器226也是有被防反射涂覆且具有成角的前和后刻面的SOA，能通过垫块附着而集成在具座110上。在控制方面，第二级光放大器226一般在饱和中被操作，用较低的输入饱和功率来最小化来自这个最后增益级的宽带ASE贡献。
在第二放大器226的前刻面和第二可调谐过滤器222之间的第四隔离件224防止第二放大器226的前刻面与第二可调谐过滤器222之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波纹。优选地，第四隔离件224也被结合或以其他方式附着至具座110。
从第二光放大器226的后刻面被发射出来的输出可调谐或扫频光信号190被传送至干涉计50，在这个应用中光源200被用作OCT系统中的扫频光源。光源的其他应用包括更多标准的光谱应用，诸如漫反射比光谱和拉曼光谱，其中使用可调谐信号来照明样本10。
如果需要的话，可使用更进一步的增益级。在一个示例中，增加了进一步的、第三SOA、第三放大级。对于具有更高功率要求的其他应用，在第二SOA226之后增加掺杂稀土的光纤增益级。
图2示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第二个实施例。
在这个示例中，第一光放大器240用作组合的角色，既用作宽带ASE光源又用作第一放大级。更具体地，在第一光放大器240(优选地是如上所述的SOA)的前刻面产生宽带信号。这个宽带信号是由第一光放大器240的ASE发射所产生的。这些发射被耦合至第一可调谐过滤器216。在构建与设计中，优选地联系第一实施例而描述第一可调谐过滤器216。
由第一可调谐过滤器产生的可调谐信号然后经由光循环器242被耦合回第一光放大器240的前刻面中。然后第一光放大器放大该可调谐信号，其被从光放大器的后刻面传送出来。
然后该被放大的可调谐信号被光学成列的元件放大、过滤、以及调节：隔离件221、追踪过滤器222、隔离件224、以及SOA226，如联系第一实施例所描述的那样。此处，追踪过滤器222在调谐控制器152的控制下追踪第一可调谐过滤器216。
在优选的实现中，第二实施例的元件均被一起集成在通用光具座110上。第一放大器240和第二放大器226优选地是经由垫块被焊接结合至具座110的SOA。
图3A示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第三个实施例。
与第二实施例一样，第一光放大器240用作组合的角色，既用作宽带ASE光源又用作第一放大级。通过使用优选结合至具座110的反射窄带可调谐过滤器252，避免了对于循环器的需要。这个元件仅反射窄带带宽可调谐信号。
否则，第三实施例如结合第二实施例所描述的那样工作，其中窄带信号被第一光放大器240所放大。这个窄带信号是由第一光放大器240的经过滤ASE发射所产生的。然后该被放大的可调谐信号被一系列光学元件放大、调节、以及过滤：隔离件221、追踪过滤器222、隔离件224、以及SOA226，如结合第一和第二实施例所描述的那样。此处，追踪过滤器222在调谐控制器152的控制下追踪反射窄带过滤器252。
在一个实现中，使用倾斜光栅作为反射窄带过滤器252。然而，在优选实施例中，反射窄带过滤器252被实现为所结合的美国专利No.7,415,049 B1中所描述的倾斜多空间模式谐振器调谐元件。
更具体地，可调谐反射光过滤器252提供窄带反馈进入SOA240从而产生可调谐信号。典型地，反馈的带宽小于150GHz宽(FWHM)。更经常地，其小于15GHz宽，FWHM。
图3B示出可调谐反射窄带过滤器252的优选实施例。
这个可调谐谐振光过滤器252一般被称为法布里-波罗谐振过滤器或Gires-Tournois干涉计(GTI)。在当前实施例中，使用了弯曲-平坦谐振器结构。因此，该谐振光过滤器包括基本平坦的镜子290和相对向的弯曲镜子288，定义了过滤器光学腔284，其光学长度可被调制。在GTI结构中，更为远离入射光束的镜子(在这个示例中是镜子288)，一般相比更为接近入射光束的镜子(在这个示例中是镜子286)具有更高的反射率。
通过将谐振过滤器252相对于入射光束方向倾斜，且由于这个谐振过滤器252支持更高阶的空间模式，可调整从可调谐过滤器252进入SOA240的反射从而提供窄带光谱反射峰，替代一般与法布里-波罗可调谐过滤器相关联的光谱反射凹槽。可通过变化法布里-波罗或GTI结构的镜子间隙而调整这个光谱反射峰值的光学频率或波长。
图3C是对于数个入射光束角度，回入高斯光束中的所测量的过滤器回射随波长而变化的图。当入射角大于约1.5度时，在零度入射角的回射中所观察到的光谱凹槽变成光谱峰值。
图4示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第五个实施例。
这个示例依赖于结合图3A的实施例所描述的反射带通过滤器，以避免隔离件的必要。
更具体地，宽带光源112、SOA或SLED芯片，产生如结合第一实施例所描述的宽带光信号。宽带输出被传送至反射带通过滤器270。在优选实现中，如图3B中所示地使用可调谐反射谐振光过滤器。这产生由第一SOA220放大的窄带可调谐信号。
来自SOA220的这个经放大的可调谐信号再次由第一反射追踪过滤器272所过滤，然后被耦合至第二SOA226进行第二级放大。如果需要的话，使用第二反射追踪过滤器274来进一步过滤该可调谐信号并抑制ASE噪声。
由追踪控制器152控制可调谐过滤器270、272和274，从而两个追踪过滤器272、274追踪第一可调谐过滤器270的调谐。
这个第五实施例对于操作小于1200nm的波长是非常重要的，因为在这个波长及以下的隔离件一般物理地较大且较贵。优选地，第五实施例的组件被附着至通用微型光具座110。
图5A-5F示出在由增益元件的增益光谱所定义的扫描带上可调谐信号190的光谱扫描。诸如宽带光源112和放大器220、226、240之类的增益元件的增益光谱，定义了有用的扫描带390。此处它在波长上从约1240伸展到1360nm。
可调谐过滤器的通带定义了可调谐信号390的宽度。在指挥所描述的实施例的主可调谐过滤器261、252、262、270和任何追踪过滤器222、272、274的调谐控制器152的控制下在扫描带上扫描这个可调谐信号390。具体地，图5A-5F示出在扫描带390上调谐可调谐信号190。图5G示出当主和追踪可调谐过滤器同步地从1250nm到1350nm的超过100nm的范围上以50kHz速率扫描时，所测得的过滤的ASE扫频光源的时间平均的光谱。
图6A和6B是根据第一个实施例的扫频光源的俯视图和透视图，示出特定的实现细节和含有系统组件的气密蝶形封装750(图示为封装的盖子被移除)。
SLED宽带光源112和第一与第二SOA放大器芯片220、226被图示为安装在(一般是焊接结合)各自的垫块SM上。然后将这些垫块附着、焊接结合至具座110。
使用一系列耦合透镜结构来耦合组件之间的光。一般透镜结构各自包含LIGA金属安装结构MS(其可变形以实现安装后对齐)，以及其中形成透镜的光透射的衬底S。透射衬底S一般焊接或热压缩结合至安装结构MS，MS又被焊接结合至光具座110。
透镜结构410耦合来自SLED芯片112的宽带信号进入隔离件214。透镜结构412耦合来自隔离件214的宽带信号进入第一可调谐过滤器216。来自可调谐过滤器216的可调谐信号通过透镜结构414被耦合至第二隔离件218。透镜结构415耦合来自第二隔离件218的可调谐信号进入第一SOA/放大器芯片220。透镜结构416耦合来自第一SOA/放大器芯片220的可调谐信号进入第三隔离件221。透镜结构418耦合来自第三隔离件221的可调谐信号进入追踪过滤器222。透镜结构420耦合来自追踪过滤器222的可调谐信号进入第四隔离件224。透镜结构422耦合来自第四隔离件224的可调谐信号进入第二放大器/SOA芯片226。最后，透镜结构426耦合来自第二SOA226的光进入将可调谐信号传送至干涉计和/或样本的光纤320的端面。LIGA可变形金属光纤安装结构428保持光纤端面向着具座110。光纤320延伸穿过封装450的被密封的光纤馈通。
图6C示出示意界面图的系统，简洁起见没有耦合光学元件。由于一般产生热和稳定温度的有源元件被要求长期且一致的操作，具座110被安装在热电冷却器460上，其将具座110连接至封装450的底部面板。这样热从有源元件和具座100泵浦出来至气密封装450。用盖450L封住封装来产生具座110上组件的气密密封、受控的环境。
图7示出第一实施例，具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和反射双通过放大级的扫频光源100a，其根据本发明的原理而被构建。
优选地，光源100a被整体地实现在单个具座110上，以自由空间光学件在光学元件之间耦合光束。在图中的坐标系中，具座在x-z平面上延伸，且y轴从具座平面垂直地延伸出来。
在其他示例中，光学元件中的很多或大多被共同地实现在单个光学具座上。在又一些示例中，使用两个或更多个分立的光学具座来实现扫频光源，将一些光学组件放在一个具座上而其他光学组件放在另一个具座上，在不同具座之间具有自由空间或光纤连接。
在这个和其他实施例中使用光学具座和自由空间光学件对于至少两个理由而言是重要的。在这个和其他所公开的实施例中，使用偏振多样性方案来实现自追踪过滤器。单个光学具座的使用使得组件要求易于确保正交偏振穿过自追踪过滤器。当使用光纤连接时，可能难以确保系统中不同光信号的合适的偏振对齐。另外，使用标准单模光纤导致输出光的随机化偏振状态，这要求元件之间的偏振控制器。附加地，高速调谐光源中自追踪过滤器的使用要求穿过典型快速调谐的自追踪过滤器的光信号的单独穿过之间仅有较小的时间延迟。当系统的调谐速度增加时，仅越来越小的时间延迟是可容忍的。在几乎没有或没有光纤连接的单个(例如，微型光学的)具座上的实现确保该系统具有非常短的光学传播时间延迟且能在非常高的调谐速度操作。
具座110被术语表达为微型光具座且优选地在宽度上小于10毫米(mm)且在长度上约20mm或更小。这个尺寸能使具座110被安装在标准、或接近标准尺寸的蝶形或DIP(双列直插管脚)气密封装中。在一个实现中，具座110由氮化铝制造。在具座110和封装(附着/焊接结合至具座的背侧以及封装的内部顶部面板)之间设置热电散热器以控制具座110的温度。
扫频光源100a包括如上所述产生宽带光信号的宽带光源112。
来自宽带光源112的宽带光信号114一般是被高度偏振的。这是量子阱增益半导体芯片所产生的光的特性。在大多数常见量子阱SOA或SLED ASE光源中，光在光晶片或芯片的平面中被偏振，一般被称为TE偏振。在所例示的实施例中，宽带光信号114在与具座110的表面平行的方向中被偏振。这在一系列插图中有说明，示出偏振P的角度，从光信号114的角度看入光束，沿其传播的光轴。
其他SOA或SLED芯片具有被偏振为垂直于芯片平面的光，通常被称为TM偏振。如果使用了这样的芯片，将宽带光信号114偏振在与具座110表面垂直的方向中。任一种偏振类型，TE或TM、光源或放大器，可在过滤的光源设置中使用，只要沿光束路径设置合适的偏振方向和旋转。
第一半波片192将宽带信号的偏振旋转45度。起偏器116过滤来自宽带光源112的被旋转的宽带信号114。将起偏器取向至与由半波片192所旋转的宽带信号112的主要偏振平行。因此，宽带信号114穿过起偏器116。
第一宽带非逆旋转器，或法拉第旋转器，118将宽带信号的偏振旋转回45°，从而光束再次具有水平偏振。
来自法拉第旋转器118的宽带信号被传送至偏振分束器(PBS)120。设置PBS120的方向为在所示实施例中的水平偏振角度传送宽带信号114。因此宽带信号114被直接传送通过PBS120。一般地，半导体增益介质的被高度偏振的输出特性确保了高透射效率。
在其他实现中，偏振分束器176被实现为偏振涂覆或双折射离散起偏器。
在又一实现中，使用循环器替代PBS120。在其他示例中进一步使用简单分束器或耦合器。然而，由于伴随的光学损失这被认为是不理想的。
在这个和其他实施例中的自追踪可调谐过滤器150首先用作可调谐带通过滤器来将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。在当前实施例中，自追踪可调谐过滤器150的通带具有小于20或10千兆赫(GHz)的全宽半峰值(FWHM)带宽，且优选为5GHz或更小。对于光谱，这个相对窄的通带获得较高的光谱分辨率。对于光相干断层扫描，这个较高的光谱分辨率意味着光源的较长的相干长度且因此确保进入样本的成像更深，例如深于5mm。在较低的性能应用中，例如OCT成像进入样本小于1mm深，较宽的FWHM通带有时是合适的，诸如约200GHz或更小的通带。
在这个和其他实施例中的自追踪可调谐过滤器150优选地是法布里-波罗可调谐过滤器，其使用微机电系统(MEMS)技术被制造且被附着(诸如直接地焊接结合)至具座110。类似于相关之前的实施例中所描述的过滤器，如美国专利No.6,608,711或6,373,632所述地制造过滤器150。使用弯曲-平坦谐振器结构，其中基本平坦的镜子和相对向的弯曲的镜子定义过滤器光学腔，其光学长度由至少一个镜子的静电偏转所调制。
在当前实施例中，过滤器被安装为与光轴垂直且由位于最靠近放大级的侧上的被固定的镜子所取向。薄膜侧对于光压(photon pressure)更敏感。因此，取向过滤器以使后放大侧首先碰到被固定的镜子是优选的。
此处也是，且在下述的进一步的实施例中，其他可调谐过滤器和光谱过滤器技术是可能的。在一些实现中，使用基于光栅的过滤器，包括旋转光栅和具有旋转镜子的光栅。进一步，在又一些实现中，使用其他法布里-波罗过滤器技术，包括被压电地且热地调谐的法布里-波罗过滤器。在又一些示例中，使用角度调谐的包括自旋法布里-波罗标准具和角度调谐的包括自旋、相干过滤器。薄膜相干过滤器是一组数个被耦合的FP过滤器，通过将具有介于其间的间隔件的薄膜反射涂层沉积在衬底上而被形成；这些被广泛地用于波分复用(WDM)通道选择应用中。声光可调谐过滤器(AOTF)是另一个可选示例。
在这个和其他实施例中的调谐控制器152驱动自追踪可调谐过滤器150。优选地，调谐控制器152调谐在宽带光源112的增益带上延伸的扫描带的通带。在所说明的实施例中，这通过调制施加至MEMS可调谐过滤器的静电驱动电压而实现。特别地，在覆盖与宽带光信号114相关联的连续光谱的扫描带上调谐通带，且因此在约70nm到100nm或更大的光谱扫描带上调谐。其他波长调谐范围为大于(i)10nm、(ii)40nm，(iii)80nm。
扫频光源100a和下文所讨论的其他实施例一般意在高速地调谐以在高于10千赫(kHz)的速度在扫描带上产生可调谐光信号。在当前实施例中，扫频光源100a以大于50或100kHz的速度调谐。在很高速的实施例中，扫频光源100a以大于200或500kHz或更快的速度调谐。
调谐控制器152，优选地用随时间线性变化的光学频率，提供在跨调谐带的通带光学频率上扫频的调谐电压功能。调谐控制器还优选地以锯齿形式在上下波长调谐方向中提供双向可调谐过滤器扫频。可选地，调谐控制器，例如在向上调谐波长方向，提供单向波长调谐扫频，对于时间频率扫频中线性的高占空比用较快的扫频折回。
由调谐控制器所提供的调谐速度还用每单元时间的波长来表达。在一个示例中，对于约110nm的调谐范围或扫描带以及100kHz的速率，假设基本线性的上调谐的60％的占空比，峰值扫频速度将是110nm*100kHz/0.60＝18,300nm/msec＝18.3nm/μsec。在另一个示例中，对于约90nm的调谐范围以及50kHz的速率，假设基本线性的上调谐的50％的占空比，峰值扫频速度将是90nm*50kHz/0.50＝9,000nm/msec＝9.0nm/μsec。在具有约30nm调谐范围和2kHz扫描速率的较小的扫描带示例中，假设基本线性的上调谐的80％的占空比，峰值扫频速度将是30nm*2kHz/0.80＝75nm/msec＝0.075nm/μsec。
因此，在扫描速率方面，在此处所描述的优选实施例中，扫频速度大于0.05nm/μsec，且优选地大于5nm/μsec。在更高的速度的应用中，扫描速率大于10nm/μsec。
通带之外的光(在法布里-波罗可调谐过滤器的情况下)被反射。这个被反射的光，然而，没有与宽带光源112周围的当前设置形成激光腔。任何来自可调谐过滤器150的背反射的光被进一步由非逆、或法拉第旋转器118所旋转，由于法拉第旋转器118的非逆操作，从而具有现在与起偏器116的轴垂直的偏振。因此该被反射的光由起偏器116所停止。这防止反馈进入宽带光源112，这可能导致光源发出激光或改变来自宽带光源112的宽带光信号的发射光谱(如，在其中产生波纹)。如果光源112开始在来自可调谐过滤器150的宽带反射上发出激光，发出激光将发生在光源的光谱增益峰附近且将不会用可调谐过滤器调谐来光谱地调谐，因此损坏了所意在和所要求的光源的扫频操作。
由自追踪可调谐过滤器150的通带所产生的可调谐光信号150被传送至第二非逆、法拉第旋转器170。第二法拉第旋转器170的取向与第一法拉第旋转器118的取向相反。因此，可调谐光信号的偏振被旋转了45度。
然后可调谐光信号被传送通过第二起偏器172。第二起偏器的取向传输具有被相关于水平旋转了45度的偏振的光。后继的半波片194将偏振旋转回水平。因此，来自第二法拉第旋转器170的可调谐信号被基本传送至光放大器174。
优选地，在这个和其他实施例中的光放大器174是有被防反射涂覆且具有倾斜的前刻面176的SOA，能通过附着(一般经由垫块)而集成在具座110上。在双通过反射设置中，可调谐信号在半导体光学放大器174中被放大。水平偏振允许标准边缘发射增益芯片被用在具座110上的标准平坦、平面化安装中。
在一个实施例中，使用单个成角刻面(SAF)SOA在放大第一次通过SOA的可调谐信号。然后来自反射后刻面的被反射的信号在SOA中被放大第二次，被放大的光离开SOA芯片174的前刻面。
在所说明的实施例中，SOA174具有被防反射涂覆的前刻面176和后刻面178。从后刻面178离开的光被耦合至分立的镜子180，该镜子将光反射回后刻面178用于第二次通过SOA174。两个通过SOA174的反向光在同一个偏振取向中有光；因此，此处可使用单个偏振(是偏振敏感的)、SOA放大器。
从SOA174的前刻面176离开的光被发送通过半波片194和第二起偏器172至第二法拉第旋转器170。第二次通过可调谐滤波器150的可调谐光信号(现在位于与第一次通过相反的方向中)，确保可调谐滤波器通带之外的噪声被进一步衰减且可调谐信号的线宽被进一步变窄。
由自追踪过滤器150所拒绝或反射的光由第二起偏器172过滤。具体地，第二起偏器172防止、过滤，从可调谐过滤器150返回通过法拉第旋转器170的光到达SOA放大器芯片174。即，由可调谐滤波器150所反射的光，例如，通过法拉第旋转器170总共两次且因此被旋转了90度并因此由第二起偏器172所吸收。这防止了激光腔的形成，此处激光腔形成将破坏设备操作。
来自SOA174并穿过可调谐过滤器150的光的偏振具有与由宽带光源112所产生的宽带光114的原始偏振正交的偏振。这是由于可调谐光两次通过法拉第旋转器170。因此，可调谐信号现在处于由PBS120所反射的偏振，垂直于具座110的平面。因此可调谐信号154离开作为输出信号190。
优选地，在这个实施例和下面讨论的其他实施例中，所有的光学组件，诸如通过焊接连接，连接至单个的、公用光具座110。在所说明的实施例中，为了便于描述，诸如微透镜之类的耦合和瞄准光学器件没有被图示于光学系列中。一般地，至少在半导体芯片(即，宽带光源112和SOA174)的离开刻面处需要透镜，且来将光耦合如或耦合出可调谐过滤器150。更具体地，相关于本实施例，宽带光源112、第一起偏器116、第一半波片210、第一法拉第旋转器118、PBS120、可调谐过滤器150、第二法拉第旋转器170、第二起偏器172、第二半波片212、SOA174、以及镜子180被连接至公用具座110。
可选地，在其他实现中，使用两个或更多具座。
在所说明的示例中，两个半波片192、194并不是严格地必须的。如果移除它们，光束将在PBS 120处具有45度偏振。然而，为了适应这样的偏振，需要非标准光学组件，其可能影响整体成本和性能。
图24示出宽带光信号的光谱范围、扫描带以及可调谐输出光信号190之间的关系。更具体地，宽带光源112在光谱范围1810上发射或产生光能量的有用级别。然后在覆盖宽带光源范围1810的期望光谱扫描区的扫描带390上调谐可调谐过滤器150的通带。这个处理产生了然后在扫描带390上被调谐的窄带可调谐输出光信号190。
图8示出了作为图7的实施例扫频光源100a的变型的扫频光源100b，也结合了使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和双通过反射放大级。
总体上，对于之前扫频光源100a的描述适用于这个实施例100b，存在一些例外。
由宽带光源112产生的光114穿过隔离件196。这是个偏振保持隔离件。因此，在所说明的实施例中，由宽带光源112发射的水平偏振光P带着同样的平行偏振离开隔离件196。
隔离件196替代了图7的实施例的第一起偏器192、半波片116、以及第一法拉第旋转器118。
PBS120被取向为以水平偏振传送光。这个平行光穿过可调谐过滤器150。在法拉第旋转器170中，光被旋转至45°角度。起偏器172被取向为让光以45°偏振角通过。在后继的半波片194中，光被旋转至在SOA光学放大器174中被放大的水平偏振。从SOA174返回的光穿过半波片212、起偏器172和法拉第旋转器170，现在被偏振在与具座110垂直的方向中，并因此由PBS 120所反射作为输出信号190。
图9是与图8的实施例的扫频光源100b很相关的具有使用偏振多样性的自追踪过滤器的扫频光源100c的比例示图。
这个图对于示出在具座110上的扫频光源的实际实现是有用的。其示出被用于耦合光信号进出具座上的元件的耦合光学器件和透镜。
更具体地，宽带光源112被实现为SLED或SLED实现中的SOA。光源112被安装在垫块508上。垫块然后被结合至具座110。一般在光源芯片112和垫块508之间、以及在垫块508和具座110之间使用焊接结合。
离开SOA112的后刻面的光一般丢失、或由束流收集器(beam dump)捕捉，或者构成含有具座110的气密蝶形封装108中的杂散光。
从SOA112的前刻面离开的光由第一透镜结构510所校准。在优选实施例中，透镜结构510、以及光源中的其他透镜结构，含有被焊接结合至具座110的安装结构512。透镜衬底515被结合至安装结构512。优选地，安装结构是可变形的，以实现安装后对齐。即，在焊接结合至具座110之后，安装结构512被形变以确保透镜衬底515相关于被传送通过该透镜衬底的光信号的光轴对齐。这个技术被大体地描述于美国专利No.6,416,937 B1中。
来自SOA112的经校准的宽带信号被耦合入隔离件196。这防止SOA112中的背反射从而防止其发出激光。在所说明的实施例中，隔离件196是准双级隔离件(semi double stage isolator)。其包括一系列元件：起偏器、后跟法拉第旋转器、后跟起偏器、后跟法拉第旋转器、以后后跟最终起偏器。在起偏器背侧添加最终半波片540从而将宽带信号旋转回水平偏振。
从隔离件196离开的光被耦合入PBS120。PBS被配置为传送具有宽带光源112的偏振的光。在典型实施例中，PBS传送相对于具座110表面水平的偏振且在与具座110表面垂直的偏振处反射光。
通过PBS120所传送的光被耦合至可调谐过滤器150。这将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。
非逆旋转器组件170-1从可调谐过滤器150接收窄带可调谐信号154。这旋转了偏振45°。旋转器170还包括起偏器。更具体地，旋转器170包括法拉第旋转器542、起偏器544、以及半波片546，其将偏振旋转回输入偏振。
离开旋转器组件170-1的光由第二透镜组件516所校准并被耦合SOA放大器芯片174的前刻面176。如前所述，垫块518将SOA174连接至具座110。离开SOA174的后刻面178的光由第三透镜组件515所校准、由镜子180所反射、并被耦合回到SOA174的后刻面178。因此，在双通过反射配置中，可调谐信号在SOA中被放大。
离开SOA174的前刻面176的光由第二透镜组件516所校准并被传送通过旋转器组件170-1。这旋转了可调谐光信号154的偏振，从而在光信号由可调谐过滤器150过滤第二次之后，光信号154由PBS 120所反射，在当前实施例中是垂直的。光通过可调谐过滤器的两个通道是相反方向的且具有正交的偏振。
由于位于通带之外而由可调谐过滤器150所反射的被垂直偏振的光由旋转器组件170-1中的起偏器544所吸收。
在所说明的实施例中，输出信号190的光路径被折叠以获得紧凑型设计。更具体地，来自PBS 120的输出信号190由折叠镜520所反射，从而该输出光信号再一次指向与宽带信号114平行的方向。该输出信号由第四透镜组件522所校准，然后由第五透镜组件524聚焦在光纤320的入口刻面上。光纤320经由光纤安装结构526被紧固在具座110上。优选地，在被焊接结合至光具座110之后，这个安装结构也可形变以确保入口刻面相对于光具座110表面的安装后对齐。光纤经由光纤馈通离开气密封装108。单模光纤和保偏光纤、以及单偏振光纤，被用在设备输出光纤320的不同实现中。
相关于图7到图9所描述的实施例共享了SOA或光放大器174方面的共同特性。使用了双通设置，其中可调谐信号被反射为通过SOA174两次。如上相关于实施例的描述，这可通过使用诸如镜子(180)之类的分立的射器或具有被集成的反射器的SAF SOA芯片(被用在其他示例中)来实现。
然而，在当前技术下，相关于对SOA 174可获得的隔离，出现了问题。在这个双通设置中，由于芯片所提供的增益，要求近乎两倍的隔离。例如，当前芯片提供大约30dB的增益。因此，要求至少60dB的隔离以防止发出激光。另外，在很多情况下，该系统在100nm或更大的调谐范围上起作用。在这样的带宽上起作用的法拉第旋转器和半波片一般不能提供足够的隔离。这一般是由于半波片和法拉第旋转器仅对于所指定的中心波长能充分起作用，而不能在整个扫描带上起作用。偏振串扰可导致特别是在扫描带边缘附近发出激光。
图10示出具有使用偏振多样性的反向自追踪过滤器和环放大级602的扫频光源100d。
更具体地，宽带光源112产生经偏振的光，其相对于具座110被水平地偏振。后继的隔离件196防止背反射进入宽带光源112。
在优选实施例中，该宽带光源112可以是SLED、在SLED设置中起作用的SOA、或者诸如之前所提到的其他宽带光源。
在当前实施例中，宽带光源112产生被水平偏振的光，其偏振没有被隔离件196所改变。
PBS 120传送来自光源112的经偏振的光，一般是被水平偏振的光，并反射经相反偏振的光。因此，宽带光114被耦合入可调谐过滤器150，其将该宽带信号114转换至窄带可调谐信号154。光被传送通过环PBS610。第一环隔离件612提供对后继的放大器、或SOA 174的隔离。在优选实施例中，第一环隔离件612保持了输入光的偏振。
两个折叠镜614和616使得可调谐信号154变向。还在环602中提供第二环隔离件618。第三折叠镜620将可调谐光信号154转向环PBS610。
第二环隔离件618将可调谐信号的偏振从相对于具座110表面水平的方向旋转至垂直偏振。因此，环PBS610将这个可调谐信号反射回来，即，以相反方向且以相对第一次通过正交的偏振第二次通过可调谐过滤器150。
在优选实施例中，起偏器或偏振滤波器622位于环PBS610和第一环隔离件612之间。这个起偏器622防止可调谐过滤器150的反射引起环602中发出激光。所以在所说明的实施例中，起偏器阻挡被垂直地偏振的光。
被传送通过可调谐过滤器150的可调谐光信号154现在具有相对于具座110垂直的偏振。因此，其由PBS120反射作为输出信号190。
在这个实施例中，通过环602的光信号的传送时间相关于扫频光源100d的合适操作。如果环在光距离上相对较长且可调谐过滤器150的调谐速度较高和/或可调谐过滤器的通带的带宽较窄，可引起可调谐过滤器150在可调谐信号154被传送至环602的时间与可调谐信号离开环并传送至可调谐过滤器150作为输出信号190的时间之间变化。在这个情况下，可调谐信号将被反射且输出功率将是低的。这个事实使得集成的较小时间延迟的设计(在环602中几乎没有或没有光纤)成为必要。事实上，在优选实施例中，在整个环中没有使用光纤，且该系统如图所示被实现在微型光具座110上。
在一个可能的修改中，可调谐过滤器150的通带被设置为对于特别高速的调谐是偏振依赖性的。更具体地，偏振的通带随着其他偏振而光谱地变化。这允许宽带信号光以第一偏振进入，然后该过滤器根据取决于偏振的通带之间的差异调谐一增量，然后可调谐信号穿过可调谐过滤器。通过匹配不同偏振的光谱通带变化、环602的光延迟、以及调谐速度，可获得更高速的调谐。在向下方向，向上/向下波长调谐或将是不可能的。
图11A和11B是极为相关于图10实施例的扫片光源100d的扫频光源100e的比例示图。
这些附图对于示出具有使用偏振多样的反向自追踪过滤器和环放大级的扫片光源的实际实现是有用的。它们示出了被用于将光信号耦合入或耦合出在气密封装108中的具座上和具座的安装物上的元件的耦合光学器件和透镜。在图11B中，移除了封装108的盖子以暴露光学元件。
宽带光源112产生宽带信号114。在所说明的实施例中，宽带光源112被实现为诸如SLED或被实现为SLED的SOA之类的半导体增益芯片。在所说明的示例中，半导体增益芯片被固定至垫块710，其被结合至具座110。离开宽带光源的光由第一透镜组件712所校准。如前所述，透镜组件优选地包括被结合至安装结构的透镜衬底，安装结构又被安装至具座。
然后宽带信号被传输通过隔离件196。这防止了背反射至宽带光源112以及因此发出激光。
来自宽带光源112的经水平偏振的光被传送通过PBS120。如前所述，可调谐过滤器150，然后将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。环PBS610将可调谐信号154传送至第一环隔离件612。第二透镜组件720将可调谐光信号154耦合到作为环602中的光放大器的SOA 174中。如前所述，优选地将SOA 174通过垫块725安装在具座110上。
离开SOA 174的光由环602中的第三透镜组件722所校准。两个随后的折叠镜614和616使得可调谐光信号变向。然后可调谐光信号被传送通过第二环隔离件618和两个透镜组件：第四透镜组件724和第五透镜组件726。折叠镜620将可调谐光信号返回至环PBS 610。如前所述，第二环隔离件618旋转可调谐光信号的偏振达90°，从水平转向垂直偏振。因此，由环PBS 610所接收的可调谐光信号被反射回可调谐过滤器150。
可调谐光过滤器150应用其带通过滤器功能，再次过滤可调谐光信号154。在第二次通过可调谐过滤器150过程中，光以相反方向传播且具有与第一次通过正交的偏振。来自可调谐过滤器的可调谐光信号的垂直偏振由PBS 120反射作为输出信号190。
输出信号路径被折叠以获得紧凑设计。更具体地，折叠镜730将输出信号190反射至与原始宽带信号114平行的方向。第六透镜组件738将光聚焦在光纤320的入口刻面上。光纤入口刻面经由光纤安装结构740被紧固在光具座110上。
图12示出作为图10实施例的扫频光源100d的变型的扫频光源100f。
总体上，对于之前扫频光源100d的描述适用于这个实施例100f，存在一些例外。
扫频光源100f不同于图10的扫频光源之处在于在环602中添加了第二放大级。更具体地，第三隔离件810被添加至环602。在所说明的示例中，第三隔离件810位于SOA 174之后且位于折叠镜614和616之间。第二环SOA 812跟随第三隔离件810。然后来自第二环SOA 812的光然后被传送通过第二隔离件618至环PBS 610。
添加第二放大级改进了由扫频光源100f所产生的可调谐光信号的功率，从而能应用于要求甚至更高功率的光信号的应用中。
图13示出作为图12实施例的扫频光源100f的变型的扫频光源100g。
总体上，对于之前扫频光源100f的描述适用于这个实施例100g，不过这个实施例包括为获得潜在更高性能和添加的能力的附加组件。
在这个实施例中，透射追踪过滤器910被添加在第一环SOA 174和第二环SOA 812之间。更具体地，从SOA 174离开的可调谐信号由折叠镜614反射至第三隔离件810。这防止背反射从后继的追踪过滤器910进入SOA 174。这个追踪过滤器910具有类似于可调谐过滤器150的可调谐通带。其由调谐控制器125、以及自追踪过滤器150所调谐，从而其通带对应于可调谐过滤器150的通带的光谱位置。简而言之，在扫频光源操作中，透射追踪过滤器910由控制器125被与可调谐过滤器150同步地调谐。
追踪可调谐过滤器910移除了在可调谐信号154的信号带之外的任何噪声。例如，其抑制了来自SOA 174的任何ASE发射。然后来自透射追踪过滤器910的可调谐信号被传送通过第四隔离件912。这防止了后继的SOA 812发出激光。
图14示出作为图10实施例的扫频光源100d的变型的扫频光源100h。
总体上，对于之前图10的扫频光源100d的描述适用于这个实施例100h，不过这个实施例包括为获得潜在更高性能和所添加的能力的附加组件。
该扫频光源100h不同于图10的实施例之处在于其添加了输出放大级。更具体地，来自PBS 120的输出可调谐光信号190优选地由折叠镜1005变向。然后将输出可调谐光信号190传送至输出级隔离件1010。来自隔离件，输出信号190被耦合至输出光放大器1012，优选地是SOA。然而，在其他实施例中，使用诸如稀土掺杂(如，掺杂Er)的光纤放大器之类的其他放大器技术。
在一个特定实现中，输出级隔离件1012将输出光信号190的偏振从垂直偏振旋转至水平偏振，这对于很多商业可获得的宽带SOA而言是优选的偏振。
在操作中，一旦信号被充分地放大(一般-15dBm)，最终级放大器1012被驱动至饱和。在这个操作模式中，过滤器通带之外的增益被显著地减少，因此减少了过滤器通带外的ASE贡献。应该注意的是第一放大器SOA 174相关于输出增益SOA 1012被不同地设置。第一SOA 174被以高增益设置操作，而输出SOA 1012以高饱和状态操作以降低ASE输出。
图15示出扫频光源的另一个实施例，具有使用偏振多样性的同向自追踪可调谐过滤器和环放大级的扫频光源100i，其根据本发明的原理而被构建。
使用宽带光源112来产生宽带ASE信号114。在优选实施例中，光源112是LED或在实现在SLED设置中的SOA。
在一个特定示例中，与功率提升反射器1105一起使用SOA，该反射器被添加在与SOA112的后刻面1108相对处。功率提升反射器1105的功能是将从后刻面1108发出的ASE光反射回SOA。没有这个反射器的情况下，这个ASE光对于设备而言是丢失的，且变成设备封装内的杂散光。这样的功率提升反射器用作增加由芯片产生的宽带信号114的输出功率。在很多情况下，然而，其具有减少宽带信号114的光谱带或光谱范围的有害效果。这样，在期望宽带信号112功率增加的其他实施例中功率提升反射器1105组件可被添加至SOA宽带光源。另一方面，当要求包括较大光谱带的宽带信号时，移除功率提升反射器1108。注意，这样的双通过SOA放大器设置将操作以产生仅被放大的同步发射且不会进入发出激光状态，因为相邻于放大器的单个反射器不会形成具有可被要求实现发出激光的周期性反馈的光学谐振器。
宽带信号114被传送通过隔离件196以阻挡背反射进入SOA112。这防止了激光腔的形成。然后宽带信号114被传输通过偏振分束器1110。在典型实施例中，由SOA112发射的光具有水平偏振，且PBS1110被设置为传送这个水平偏振。
来自PBS1110的宽带信号114在第一次通过中被传输通过自追踪可调谐过滤器150。这将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。后继的隔离件1112防止来自可调谐过滤器150的背反射到达环1130中的后继的放大器174，其被实现为无关偏振的SOA。这个SOA174是无关偏振的，其中沿两个偏振(即，水平和垂直偏振)给光信号优选地提供相等的增益。
SOA 174所发射的光由第一折叠镜1114和第二折叠镜1116所反射。然后可调谐信号154被传送通过第二环隔离件1118然后被传送通过半波片1120。该半波片将可调谐信号154的偏振旋转达90°。因此，在一个特定示例中，在传送通过半波片1120之后，原始地被水平偏振的可调谐信号现在在垂直方向被偏振。
第二PBS1122被设置为在可调谐光信号第一次在环1130上传送过程中反射该可调谐光信号。因此在一个实施例中，PBS1122被设置为反射垂直偏振中的光。
这个被垂直偏振的光被返回第一PBS1110且因此由其反射以具有正交偏振地在第二同向穿过中再次穿过可调谐过滤器150，后跟隔离件1112、SOA 174和第二环隔离件在第二次穿过半波片1120时，可调谐光信号现在被旋转至水平偏振，其被穿过PBS 1112以表现为输出信号190。
图15的实施例(100i)不同于其他实施例之处在于其环1130同时支持环中的两个偏振模式的传输。这个设置有利地在同向自追踪设置中使用了可调谐过滤器150，同时也有效地创建了单个SOA 174的两个增益级输出。
图16示出扫频光源的另一实施例100j。在设置方面，其与图15中所示的扫频光源的实施例100i具有很多类似性。区别在于，在这个实施例中，可调谐光信号仅穿过环单次。这降低了环所提供的潜在增益且移除了环中对于无关偏振的放大的必要性。
更具体地，如结合前一个实施例所讨论的那样，宽带信号114在宽带光源112中产生并被传送通过隔离件196，然后被传输通过PBS1110到可调谐过滤器150。在可调谐过滤器后，现在窄带的可调谐信号154被传送至第PBS1212。后继的第一环隔离件1112防止反射进入后继的SOA 174，其提供环1210中的放大。从SOA 174输出的光由两个折叠镜1114和1116所反射，然后被传输通过第二环隔离件1118。再一次，第二环隔离件1118防止背反射进入SOA174从而藉此防止发出激光。
后继的半波片1120将环1210中的可调谐光信号154旋转达90°。因此，在一个设置中，原本处于水平偏振的可调谐光信号154，现在处于垂直偏振。
后继的折叠镜1216将可调谐光信号变向至环PBS 1110。可调谐光信号的经旋转的偏振现在由第一PBS1110所反射并再次由可调谐过滤器150过滤(以正交的偏振第二次同向穿过)，且然后由第二PBS1212所反射。因此，在可调谐光信号154显示作为输出信号190之前，光信号仅穿过环1210单次。在穿过可调谐过滤器150之后，输出信号190随即形成；这减少了在输出信号中所不期望的残余宽带自发发射的量。
图17示出扫频光源的又一个实施例100k，其在双通过反射设置中使用SOA且还结合了围绕同向自追踪可调谐过滤器150的环。
更具体地，宽带信号由宽带光源112产生并被传输通过隔离件196至PBS1110。PBS 110被设置为通过SOA 112的偏振，一般是水平偏振。然后宽带信号114第一次通过可调谐过滤器150以产生可调谐光信号154。后继的隔离件1308防止了背反射。然后，可调谐光信号154被传送通过第二PBS1310。
然后可调谐光信号进入双通过增益级。具体地，法拉第旋转器1312将偏振旋转45°，然后后继的半波片1314以相反方向旋转可调谐光信号的偏振达45°，从而产生例如对SOA 174而言方便的水平偏振。所得到的偏振被传输通过起偏器1316从而在放大器或SOA 174中被放大。位于SOA 174输出刻面或相邻该输出刻面的反射器180反射该光信号以再次通过SOA 174用于进一步放大。优选地在这个反射放大器设置中使用偏振依赖性(即，单偏振)的SOA。由于光信号的偏振没有在SOA中被旋转，其再次被传输通过起偏器1316。后继的半波片1314逆向旋转该偏振。且该偏振再次在法拉第旋转器1312中被非逆地旋转达45°从而成为正交于其进入增益级时的偏振的偏振。由于法法拉第旋转器1312的非逆本质，返回的可调谐光信号现在被正交地偏振且由第二PBS1310所反射并进入环1318。
环1318中的第一折叠镜1320反射可调谐光信号从而穿过隔离件1322，且然后由第二折叠镜1324所反射。这将可调谐光信号返回至第一PBS 1110。由于可调谐光信号的偏振现在被相对于宽带信号114的原始偏振而旋转至，在一个示例中为旋转至垂直偏振，可调谐光信号154被PBS 1110反射从而第二次通过可调谐过滤器150，相对于第一次通过是同向且被正交地偏振的，且然后通过隔离件1308。现在，带有被旋转的偏振，可调谐光信号154由第二PBS 1310反射以显示为输出信号190。
图18示出类似于图17中所示的设置(100k)的扫频光源1001。这个特定设置更有效地使用了隔离件，能用比图17的实施例少一个隔离件的设置获得类似的功能。
此处，由宽带光源112所产生的宽带信号114在没有中间隔离件的情况下被直接地耦合入PBS 1110。而是，隔离件196被移入环1410。即，宽带信号114被传输通过PBS 1110至第一隔离件196。然后，宽带信号114被耦合至可调谐过滤器150来在第一次通过中产生后继的窄带可调谐信号154。第二隔离件1308也位于环1410中。可调谐信号154被传送通过第二PBS1310。然后可调谐信号被耦合入类似于相关图9所描述的双通过反射增益级，该增益级含有双通过反射设置中的法拉第旋转器1312、半波片1314、起偏器1316、以及SOA174。
由于法拉第旋转器1312的非逆操作，被放大的可调谐信号154被以正交偏振从双通过增益级接收回来。因此，可调谐信号由第二PBS 1310反射回环1410至一对折叠镜1320和1324。这将可调谐信号返回第一PBS 1110，其在此被反射。它第二次、与第一次通过同向地具有正交偏振，穿过隔离件196和可调谐过滤器150。在穿过第二隔离件1308之后，现在具有被正交地旋转的偏振的可调谐信号154，由第二PBS 1310反射以显示为输出信号190。
图19示出另一个实施例100m，其使用了双通过环设置与同向自追踪过滤器的组合，之后跟随第二增益级。
更具体地，宽带光源1510位于双通过环1516中。在优选实施例中，宽带光源1510是诸如SOA之类具有防反射涂覆的前和后刻面的半导体增益芯片。另外，SOA 1510被选择为偏振各向同性或无关偏振的。因此，其在两个偏振均放大了光，优选地是相同地放大。
SOA1510产生ASE光用作宽带种114。这个宽带光被传送通过第一隔离件1512以防止发出激光。然后，由宽带信号通过可调谐过滤器150的传送而产生窄带可调谐信号154。然后这个窄带信号154由PBS 1514所反射，PBS选择单偏振用于在这个环中再放大。第一折叠镜1518反射可调谐信号从而穿过第二隔离件1520和半波片1522。然后，使用两个折叠镜1524和1526，现在处于正交偏置的窄带信号被返回至SOA 1510的后刻面。
从SOA 1510的后刻面射出的可调谐光信号由该SOA所放大。它第二次、与第一次通过同向地具有正交偏振，穿过隔离件1512和可调谐过滤器150。由于半波片1522的操作，现在经放大的可调谐信号现在是被正交地偏振的且现在被穿过PBS 1514。然后，可调谐信号154穿过第三隔离件1528且优选地经受放大器或SOA 174中的进一步放大。优选地使用最终隔离件1530来防止SOA174的背反射和发出激光。
在一个实施例中，提供了最终的追踪可调谐过滤器1532。这个追踪过滤器对于衰减在可调谐信号154的信号带之外的ASE发射是有用的。调谐追踪过滤器1532以使其通带与可调谐过滤器150的通带一致。在高速操作中，其与可调谐过滤器150同步地被调谐。
这个实施例在优化地使用第一SOA 1510的方面具有优势。它既作为ASE种又作为第一放大级。
图20示出使用两个环1626和1640来支撑同向自追踪过滤器150的又一个实施例100n。
更具体地，宽带光源1610用作ASE种。优选地，宽带光源是在其前和后刻面具有防反射涂覆的SOA。ASE光从SOA 1610的后刻面输出。第一偏振分束器1612选择传送由SOA 1610所产生的ASE光的单个偏振。然后宽带信号114被传送通过第二PBS 1614。后继的隔离件1616防止背反射且将宽带信号114传送至自追踪可调谐过滤器150。
对于宽带信号114的过滤功能的操作产生了窄带可调谐信号154。设置后继的第三PBS 1620来反射在宽带信号114的偏振处的光和第一次通过可调谐过滤器150的可调谐信号154。
PBS 1620将这个第一次通过的光转向至第一环1626。两个折叠镜1630和1634将可调谐信号返回至第二PBS 1614。第一环1626中的半波片旋转该偏振达90°。因此，一旦返回至第二PBS 1614，可调谐信号154被反射回再次通过隔离件1616和可调谐过滤器150，与第一次通过同向且具有正交偏振。在第二次通过之后，具有其经旋转的偏振的可调谐信号154，被传输通过第三PBS 1620至第二环1640。三个折叠镜1642、1644、以及1648形成第二环1640且将可调谐信号返回至第一PBS 1612。且优选地将隔离件1646放置在第二环1642中防止背反射。
一旦从第二环1640返回，可调谐光被第一PBS 1612再一次地反射通过SOA 1610，现在处于相反方向且具有正交偏振。这允许SOA 1610用作可调谐信号154的放大器。然后输出信号190被从隔离件1650中获取。
图21示出与相关于图20所描述的实施例(100n)相关联的另一个实施例100o。这是两环设置。然而，这增加了两级放大。
更具体地，如相关于图20所描述的，SOA 1610用作ASE种。宽带光114被传输通过第一PBS 1612和第二PBS 1614。然后宽带信号被传输通过第一隔离件和可调谐过滤器150从而产生窄带可调谐信号154。后继的隔离件1710和放大器或SOA 1711一起被添加。优选地，这个第一SOA、放大级，是偏振各向同性的。因此，其沿两个偏振均放大了光。第三PBS 1620反射经放大的可调谐信号至隔离件1712，该隔离件防止背反射进入SOA 1711。两个折叠镜1630和1634形成环1708，且将经放大的可调谐信号返回第二PBS 1614。
优选地第一环1708进一步包括起偏器1714、半波片1632、以及第二SOA放大级1716。第二SOA放大级1716可以是偏振各向异性的。即，其仅沿单个偏振(诸如垂直)而主要地放大光。还可翻转半波片1632和SOA 1716的顺序，环1708中的光束首先穿过SOA 1716然后穿过偏振旋转半波片1632。在这个情况下，SOA 1716可在水平增益偏振下操作。如前一个实施例中所描述的那样，第一环1708中的半波片1632旋转了偏振，从而返回第二PBS 1614的光被反射以再次通过隔离件1616、可调谐过滤器150、隔离件1710、以及第一放大级SOA 1711。
现在被放大的可调谐信号154的经旋转的偏振意味着经放大的可调谐信号被传输通过第三PBS 1620至第二环1640。如前一个实施例中所描述的那样，第二环1640将可调谐信号返回至第一PBS 1612。现在，可调谐信号154被再次传输通过种SAO 1610。位于输出路径上的最终隔离件1650获得输出信号190的同时防止种SOA 1610中发出激光。
总体而言，图21的实施例提供了四级放大。这仅用三个光放大器就实现了。
在其他实施例中，如果不要求全部四级放大的话，可消除第一SOA放大级171和/或第二SOA放大级1716。采用这样的修改，可消除一些附加隔离件。
图22示出使用上述扫频光源100、200的光相干分析系统300。
更具体地，使用迈克逊干涉仪50来分析来自样本10的光信号。来自扫频光源模块100的可调谐输出光信号190在光纤320上被输出至，例如，90/10光纤耦合器322。可调谐信号190由耦合器322在系统的参考臂326和样本臂1618之间分割。参考臂326的光纤终止于光纤端面328。离开参考臂光纤端面328的光由透镜330校准然后由镜子332反射从而返回。
外部镜子332具有可调整的光纤至镜子的距离(见箭头334)。这个距离确定了被成像的深度范围，即，样本10中参考臂326和样本臂1618之间具有零路径长度差异的位置。对于不同采样探针和/或所成像的样本而调整这个距离。从参考镜332返回的光被返回至参考臂循环器342且被引导至50/50光纤耦合器346。
样本臂1618上的光纤终止于样本臂探针336。离开的光由探针336聚焦至样本10上。从样本10返回的光被返回至样本臂循环器341且被引导至50/50光纤耦合器346。参考臂信号和样本臂信号在该光纤耦合器346中被组合。被组合的/相干信号由平衡的接收器所检测到，该接收器含有位于光纤耦合器346的各自输出处的两个检测器348。来自平衡的接收器348的电相干信号由放大器350所放大。
使用模数转换系统315来采样从放大器350输出的相干信号。从扫频光源中导出的频率时钟和扫频触发信号由该A2D板315用于将系统数据获取与扫频光源的频率调谐同步。
一旦通过空间地光栅扫描样本上所聚焦的探针光束点而从样本10收集了完整的数据组，以笛卡尔几何的x-y形式或圆柱体几何的太塔-z形式，从扫频光源100的频率调谐中产生出位于这些点中的每一个处的光谱响应，数字信号处理器380在数据上执行傅里叶变换从而重建图像并对样本10执行2D或3D的层析重建。然后由数字信号处理器380所产生的这个信息可被显示在视频显示器上。
图23示出另一个应用，例如扫频光源100、200的光谱应用。在这个实施例中，扫频光源100、200产生窄带可调谐输出信号190。这在光纤320上被传输至探针199。样本10由来自探针199的可调谐信号190所照亮。检测器198检测一般来自样本10的扩散或镜面反射率。通过在波长扫描带上调谐扫频光源100，检测器198的时间解析的响应对应于样本10的光谱响应。以此方式，在光谱分析系统384中使用扫频光源。
扫频光源100、200的一个优势在于，其具有广泛可控程度的相干性，因为它不是激光。这对于控制和限制斑点(其可破坏光谱分析的准确度)是重要的。具有较宽动态线宽的可调谐信号，诸如可能用过滤的ASE扫频光源，相比一般非常窄线宽的扫频激光光源，将具有较低的所测得的斑点级别。
尽管已经参考本发明的较佳实施例具体示出并描述了本发明，但本领域的技术人员将理解可在其中进行各种形式和细节上的改变，而不会脱离由所附权利要求书涵盖的本发明的范围。

Claims (74)

1.一种波长扫频光源，包括：
微型光具座；
用于产生宽带光的光源；
安装于所述光具座上、用于光谱地过滤来自所述宽带光源的所述宽带光从而产生可调谐信号的第一法布里波罗可调谐过滤器；
安装在所述光具座上、用于放大所述可调谐信号的放大器；以及
安装在所述光具座上、用于光谱地过滤来自所述放大器的经放大的可调谐信号的第二法布里波罗可调谐过滤器。
2.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括气密封装，所述微型光具座被安装在所述气密封装中。
3.如权利要求2所述的波长扫频光源，其特征在于，所述气密封装是蝶形封装。
4.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括附着至所述光具座背侧的热电冷却器来控制所述光具座的温度。
5.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，所述光源包括被安装在所述具座上的超辐射发光二极管。
6.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，所述光源包括被安装在所述具座上的半导体光放大器。
7.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，在反射模式中操作所述第一法布里波罗可调谐过滤器和所述第二法布里波罗可调谐过滤器。
8.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，所述第一法布里波罗可调谐过滤器的全宽半峰值带宽小于20GHz。
9.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，所述第一法布里波罗可调谐过滤器的全宽半峰值带宽约10GHz或更小。
10.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，所述放大器是半导体光放大器。
11.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括用于放大来自所述第二法布里波罗可调谐过滤器的经放大的可调谐信号的第二放大器。
12.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括位于所述第一法布里波罗可调谐过滤器和所述放大器之间的隔离件。
13.如权利要求1所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括位于所述放大器和所述第二法布里波罗可调谐过滤器之间的隔离件。
14.一种光断层扫描系统，包括：
波长扫频光源，含有：微型光具座、用于产生宽带光的光源、安装在所述具座上用于光谱地过滤来自所述宽带光源的宽带光以产生可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、以及安装在所述具座上的用于放大所述可调谐信号的放大器；以及
用于将所述经放大的可调谐信号从所述波长扫频光源传送至样本和参考臂，并将来自所述样本和所述参考臂的光信号组合以产生相干信号的干涉计。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述波长扫频光源还包括安装在所述具座上、用于放大来自所述放大器的所述经放大的可调谐信号的第二放大器。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述波长扫频光源还包括安装在所述具座上、用于光谱地过滤来自所述放大器的经放大的可调谐信号的第二法布里波罗可调谐过滤器。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括气密封装，所述微型光座具被安装在所述气密封装中。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述气密封装是蝶形封装。
19.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括附着至所述光座具背侧的热电冷却器来控制所述光座具的温度。
20.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述光源包括被安装在所述座具上的超辐射发光二极管。
21.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述光源包括被安装在所述座具上的半导体光放大器。
22.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述法布里波罗可调谐过滤器是微机电过滤器。
23.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一法布里波罗可调谐过滤器的全宽半峰值带宽小于20GHz。
24.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一法布里波罗可调谐过滤器的全宽半峰值带宽为约10GHz或更小。
25.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述放大器是半导体光放大器。
26.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述放大器之间的隔离件。
27.一种波长扫频光源，包括：
用于产生宽带光的光源；
用于光谱地过滤来自所述宽带光源的所述宽带光从而产生可调谐信号的第一法布里波罗可调谐过滤器；
用于放大所述可调谐信号的第一放大器；以及
用于放大来自所述第一放大器的所述可调谐信号的第二放大器。
28.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括用于光谱地过滤来自所述第一放大器的经放大的可调谐信号的第二法布里波罗可调谐过滤器。
29.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，所述光源包括超辐射发光二极管。
30.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，所述光源包括半导体光放大器。
31.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，所述法布里波罗可调谐过滤器在反射模式起作用。
32.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，所述第一放大器和所述第二放大器是半导体光放大器。
33.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述光源之间的隔离件。
34.如权利要求27所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述第一放大器之间的隔离件。
35.一种光断层扫描系统，包括：
波长扫频光源，含有：用于产生宽带光的光源、用于光学地过滤来自所述宽带光源的宽带光以产生可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器、用于放大所述可调谐信号的第一放大器、以及用于放大来自所述第一放大器的所述可调谐信号的第二放大器；以及
用于将所述经放大的可调谐信号从所述波长扫频光源传送至样本和参考臂，并将来自所述样本和所述参考臂的光信号组合以产生相干信号的干涉计。
36.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述波长扫频光源还包括用于过滤来自所述第一放大器的经放大的可调谐信号的第二法布里波罗可调谐过滤器。
37.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述光源包括超辐射发光二极管。
38.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述光源包括半导体光放大器。
39.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述法布里波罗可调谐过滤器是微机电过滤器。
40.如权利要求35所述的系统，其特征在于，所述第一放大器和所述第二放大器是半导体光放大器。
41.如权利要求35所述的系统，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述第一放大器之间的隔离件。
42.如权利要求35所述的系统，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述光源之间的隔离件。
43.如权利要求35所述的系统，其特征在于，还包括位于所述法布里波罗可调谐过滤器和所述第一放大器之间的隔离件。
44.一种波长扫频光源，包括：
用于产生宽带光的宽带光源；
用于光谱地过滤来自所述宽带光源的所述宽带光从而以反射产生在半导体光放大器中被放大的可调谐信号的法布里波罗可调谐过滤器；以及
隔离，用于防止经放大的可调谐信号的背反射进入所述半导体光放大器。
45.如权利要求44所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括用于放大来自所述半导体光放大器的经放大的可调谐信号的第二半导体光放大器。
46.如权利要求44所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括用于光谱地过滤来自所述半导体光放大器的经放大的可调谐信号的第二法布里波罗过滤器。
47.如权利要求46所述的波长扫频光源，其特征在于，还包括用于放大来自所述半导体光放大器并由所述第二法布里波罗过滤器过滤的经放大的可调谐信号的第二半导体光放大器。
48.一种扫频光源，包括：
用于光谱地过滤来自光源的光从而产生在扫描带上被光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器；以及
用于放大所述可调谐光信号的光放大器，且所述经放大的光信号由所述可调谐过滤器所过滤。
49.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述光源包括在所述扫描带上产生光的宽带光源。
50.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述光源包括在所述扫描带上产生光的放大的自发发射。
51.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐过滤器是法布里波罗可调谐过滤器。
52.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐过滤器是微机电系统法布里波罗可调谐过滤器。
53.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐光过滤器的通带小于20千兆赫(FWHM)。
54.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐光过滤器的通带小于5千兆赫(FWHM)。
55.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，还包括驱动所述可调谐过滤器以大于10千赫的速度在所述扫描带上调谐的调谐控制器。
56.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，还包括驱动所述可调谐过滤器以大于100千赫的速度在所述扫描带上调谐的调谐控制器。
57.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述光放大器包括半导体光放大器。
58.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，还包括用于将所述可调谐光信号反射至第二次通过所述光放大器并回到所述可调谐过滤器的反射器。
59.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，还包括环，含有用于将所述可调谐光信号引导回所述可调谐过滤器的光放大器。
60.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，还包括用于旋转所述可调谐光信号中的偏振的偏振旋转系统，所述偏振由所述可调谐过滤器过滤。
61.如权利要求60所述的扫频光源，其特征在于，所述偏振旋转系统包括非逆偏振旋转元件。
62.如权利要求60所述的扫频光源，其特征在于，所述偏振旋转系统包括半波片。
63.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐光信号的由所述可调谐过滤器进行的过滤与由所述可调谐过滤器对所述经放大的可调谐光信号进行的过滤是同向的。
64.如权利要求48所述的扫频光源，其特征在于，所述可调谐光信号的由所述可调谐过滤器进行的过滤与由所述可调谐过滤器对所述经放大的可调谐光信号进行的过滤是反向的。
65.一种用于产生可调谐光信号的方法，包括：
用可调谐过滤器光谱地过滤光从而产生在扫描带上被光谱地调谐的可调谐光信号；
放大所述可调谐光信号从而产生经放大的可调谐光信号；且
用所述同一个可调谐过滤器光谱地过滤所述经放大的可调谐光信号。
66.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括用产生所述扫描带上的光的宽带光源产生所述光。
67.如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述可调谐过滤器是法布里波罗可调谐过滤器。
68.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括以大于10千赫的速度在所述扫描带上调谐所述可调谐过滤器。
69.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括以大于100千赫的速度在所述扫描带上调谐所述可调谐过滤器。
70.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括使用环将所述可调谐光信号引导回所述可调谐过滤器。
71.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括使用反射器将所述可调谐光信号引导回所述可调谐过滤器。
72.一种可调谐放大器，包括
用于光谱地过滤光从而产生在频带上被光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器；以及
用于放大所述可调谐光信号的光放大器，且所述经放大的光信号由所述可调谐过滤器所过滤。
73.一种扫频光源，包括：
用于光谱地过滤来自光源的光从而产生在扫描带上被光谱地调谐的可调谐光信号；
用于在第一次通过时放大所述可调谐光信号的光放大器；以及
用于在第二次通过时反射所述可调谐光信号以通过所述光放大器的反射器。
74.一种光相干分析系统，包括：
扫频光源，包括用于光谱地过滤来自光源的光用于产生在扫描带上被光谱地调谐的可调谐光信号的可调谐过滤器，以及用于放大该可调谐光信号的光学放大器，该被放大的可调谐光信号由可调谐过滤器所过滤；以及
用于将所述经放大的可调谐光信号在参考臂和样本臂之间分割，并通过将来自所述参考臂和所述样本臂的光信号组合而产生相干信号的迈克尔逊干涉仪；以及
用于检测所述相干信号的检测器系统。
CN2010800505311A 2009-09-03 2010-09-03 Oct医学成像的过滤ase扫频光源 Pending CN102695951A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/553,295 2009-09-03
US12/553,295 US8670129B2 (en) 2009-09-03 2009-09-03 Filtered ASE swept source for OCT medical imaging
US12/776,373 US8526472B2 (en) 2009-09-03 2010-05-08 ASE swept source with self-tracking filter for OCT medical imaging
US12/776,373 2010-05-08
PCT/US2010/047813 WO2011028999A2 (en) 2009-09-03 2010-09-03 Filtered ase swept source for oct medical imaging

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102695951A true CN102695951A (zh) 2012-09-26

Family

ID=43072618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800505311A Pending CN102695951A (zh) 2009-09-03 2010-09-03 Oct医学成像的过滤ase扫频光源

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8526472B2 (zh)
EP (1) EP2473838A2 (zh)
JP (1) JP5898077B2 (zh)
CN (1) CN102695951A (zh)
WO (1) WO2011028999A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105188540A (zh) * 2013-03-15 2015-12-23 普雷维乌姆研究公司 宽范围可调谐扫频源
CN111478164A (zh) * 2020-04-17 2020-07-31 西北大学 基于双向环形腔的自扫频光纤激光器
CN112067123A (zh) * 2014-09-23 2020-12-11 赫普塔冈微光有限公司 紧凑、功率有效的堆叠宽带光学发射器

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7061618B2 (en) * 2003-10-17 2006-06-13 Axsun Technologies, Inc. Integrated spectroscopy system
DE102008045634A1 (de) 2008-09-03 2010-03-04 Ludwig-Maximilians-Universität München Wellenlängenabstimmbare Lichtquelle
US8526472B2 (en) 2009-09-03 2013-09-03 Axsun Technologies, Inc. ASE swept source with self-tracking filter for OCT medical imaging
US8670129B2 (en) 2009-09-03 2014-03-11 Axsun Technologies, Inc. Filtered ASE swept source for OCT medical imaging
US8665450B2 (en) 2009-10-02 2014-03-04 Axsun Technologies, Inc. Integrated dual swept source for OCT medical imaging
US8947770B2 (en) * 2010-08-13 2015-02-03 Aeon Corporation Systems and methods for measuring power levels in an optical device
US8705167B2 (en) * 2010-08-25 2014-04-22 Fujitsu Limited System and method for compensating for polarization dependent loss
US8687666B2 (en) 2010-12-28 2014-04-01 Axsun Technologies, Inc. Integrated dual swept source for OCT medical imaging
US8437007B2 (en) 2010-12-30 2013-05-07 Axsun Technologies, Inc. Integrated optical coherence tomography system
US9046337B2 (en) 2010-12-30 2015-06-02 Volcano Corporation Integrated OCT detector system with transimpedance amplifier
US8582619B2 (en) 2011-03-15 2013-11-12 Lightlab Imaging, Inc. Methods, systems, and devices for timing control in electromagnetic radiation sources
US8660164B2 (en) * 2011-03-24 2014-02-25 Axsun Technologies, Inc. Method and system for avoiding package induced failure in swept semiconductor source
US9164240B2 (en) 2011-03-31 2015-10-20 Lightlab Imaging, Inc. Optical buffering methods, apparatus, and systems for increasing the repetition rate of tunable light sources
WO2012165389A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 古河電気工業株式会社 レーザ装置および加工装置
US8582109B1 (en) 2011-08-01 2013-11-12 Lightlab Imaging, Inc. Swept mode-hopping laser system, methods, and devices for frequency-domain optical coherence tomography
JP2013131724A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Gigaphoton Inc レーザ装置
US9243885B2 (en) 2012-04-12 2016-01-26 Axsun Technologies, LLC Multi-speed OCT swept source with optimized k-clock
US8687201B2 (en) 2012-08-31 2014-04-01 Lightlab Imaging, Inc. Optical coherence tomography control systems and methods
WO2014084847A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Massachusetts Institute Of Technology A rin reduced broadband light source employing soa in saturation
US9717422B2 (en) 2012-12-12 2017-08-01 Volcano Corporation Sheath with optically interrogatable sensors
JP2016507892A (ja) * 2012-12-21 2016-03-10 デイビッド ウェルフォード， 光の波長放出を狭幅化するためのシステムおよび方法
US20140176958A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Axsun Technologies, Inc. OCT System with Bonded MEMS Tunable Mirror VCSEL Swept Source
US8994954B2 (en) 2012-12-28 2015-03-31 Axsun Technologies, Inc. System and method for stabilizing mode locked swept laser for OCT medical imaging
WO2014121186A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 The General Hospital Corporation Apparatus and method which can include center-wavelength selectable, bandwidth adjustable, spectrum customizable, and/or multiplexable swept-source laser arrangement
US8922782B2 (en) 2013-03-15 2014-12-30 Axsun Technologies, Inc. OCT medical imaging system using gain waveguide array swept source
JP6244672B2 (ja) * 2013-06-04 2017-12-13 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光源モジュール、および光送受信装置
MX362047B (es) * 2013-10-16 2019-01-07 Halliburton Energy Services Inc Dispositivo informatico optico independiente de la intensidad.
US9310182B2 (en) 2013-12-30 2016-04-12 Axsun Technologies Llc Spectral filtering of k-clock signal in OCT system and method
US9599554B2 (en) * 2014-03-07 2017-03-21 Halliburton Energy Services, Inc. Wavelength-dependent light intensity modulation in multivariate optical computing devices using polarizers
EP3114511A4 (en) 2014-03-07 2017-10-11 Aeponyx Inc. Methods and system for wavelength tunable optical components and sub-systems
US9869542B2 (en) 2014-04-21 2018-01-16 Axsun Technologies, Inc. System and method for resampling optical coherence tomography signals in segments
DE102014006305B4 (de) * 2014-04-30 2017-11-23 Attocube Systems Ag Optisches Längenmesssystem mit einem interferometrischen Wegsensor zur Integration in Werkzeugmaschinen und Halbleiter-Lithografiesystemen
DK3172527T3 (da) 2014-07-25 2024-05-27 Excelitas Tech Corp Fpga-gensampling i realtid for optisk swept-source-kohærenstomografi
JP2016171156A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 ソニー株式会社 光増幅装置、及び光源装置
EP3106828B1 (en) 2015-06-16 2023-06-07 Academisch Medisch Centrum Common-path integrated low coherence interferometry system and method therefor
JP6601007B2 (ja) 2015-06-18 2019-11-06 セイコーエプソン株式会社 分光測定装置、画像形成装置、及び分光測定方法
NL2015448B1 (en) * 2015-09-16 2017-04-03 Technobis Group B V Fiber Bragg grating interrogator assembly and method for the same.
JPWO2017138649A1 (ja) * 2016-02-12 2018-12-13 古河電気工業株式会社 レーザモジュール
US10849547B2 (en) * 2017-05-04 2020-12-01 Junebrain, Inc. Brain monitoring system
US10209477B1 (en) * 2017-05-25 2019-02-19 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Systems and methods for reconfigurable micro-optic assemblies
WO2019222885A1 (zh) * 2018-05-21 2019-11-28 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 一种三维层析成像系统及方法
RU2688962C1 (ru) * 2018-05-30 2019-05-23 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Способ стабилизации параметров выходного оптического излучения источника усиленной спонтанной эмиссии
US11698445B2 (en) * 2018-09-04 2023-07-11 GM Global Technology Operations LLC Automotive Lidar with multi-spectral depth imaging and discrete scanning mechanism
US20200096311A1 (en) 2018-09-24 2020-03-26 Axsun Technologies, Inc. OCT system calibration method for improved image resolution and reduced image artifacts
JP7364840B2 (ja) * 2019-09-02 2023-10-19 国立大学法人埼玉大学 波長可変レーザー装置
US11309678B2 (en) * 2019-10-09 2022-04-19 Molex, Llc Spectrum and power tunable ASE light source
CN115667890B (zh) * 2020-05-20 2024-02-02 Ysi公司 基于空间梯度的荧光计
FR3112659B1 (fr) * 2020-07-20 2022-07-15 Airbus Defence & Space Sas Terminal de communication optique par signaux laser
US20240080101A1 (en) * 2021-01-11 2024-03-07 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Rf steganography based on photonics
JP2023084807A (ja) * 2021-12-08 2023-06-20 古河電気工業株式会社 光源、光源装置、光源の駆動方法、ラマン増幅器、およびラマン増幅システム
US11606147B1 (en) * 2022-06-06 2023-03-14 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Frequency and bandwidth agile optical bench

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050083533A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Axsun Technologies, Inc. Integrated spectroscopy system
US20060065834A1 (en) * 2004-09-29 2006-03-30 Axsun Technologies, Inc. Method and system for noise control in semiconductor spectroscopy system
US20060072112A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Axsun Techonologies, Inc. Method and system for spectral stitching of tunable semiconductor sources
JP2009060022A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Optical Comb Inc 波長走査型光源

Family Cites Families (127)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914055A (en) 1974-05-23 1975-10-21 Lansing Research Corp Instrument for high resolution spectral analysis with large optical throughput
US4466699A (en) 1982-01-22 1984-08-21 Honeywell Inc. Curved tunable Fabry-Perot filter
US4697888A (en) 1982-04-21 1987-10-06 Chevron Research Company Frequency shifted cavity for electromagnetic radiation
US4929063A (en) 1986-01-22 1990-05-29 Honeywell Inc. Nonlinear tunable optical bandpass filter
JP2605023B2 (ja) 1986-10-07 1997-04-30 富士通株式会社 フアイバリングレーザ
CA1330242C (en) 1987-11-30 1994-06-14 Gte Laboratories Incorporated Subcarrier-multiplexed optical transmission systems using optical channel selection
US4989216A (en) * 1990-04-18 1991-01-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Double conjugate laser amplifier
US5263037A (en) 1990-08-01 1993-11-16 Hewlett-Packard Company Optical oscillator sweeper
US5140599A (en) 1990-08-01 1992-08-18 Hewlett-Packard Company Optical oscillator sweeper
IT1246572B (it) 1991-02-27 1994-11-24 Cise Spa Procedimento e apparecchio per misure interferometriche assolute di grandezze fisiche.
US6134003A (en) 1991-04-29 2000-10-17 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for performing optical measurements using a fiber optic imaging guidewire, catheter or endoscope
US5465147A (en) 1991-04-29 1995-11-07 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for acquiring images using a ccd detector array and no transverse scanner
US5956355A (en) 1991-04-29 1999-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for performing optical measurements using a rapidly frequency-tuned laser
US6564087B1 (en) 1991-04-29 2003-05-13 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic needle probes for optical coherence tomography imaging
US6501551B1 (en) 1991-04-29 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic imaging endoscope interferometer with at least one faraday rotator
US6485413B1 (en) 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
US6111645A (en) 1991-04-29 2000-08-29 Massachusetts Institute Of Technology Grating based phase control optical delay line
US5748598A (en) 1995-12-22 1998-05-05 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods for reading multilayer storage media using short coherence length sources
DE69227902T3 (de) 1991-04-29 2010-04-22 Massachusetts Institute Of Technology, Cambridge Vorrichtung für optische abbildung und messung
DE4122925C2 (de) 1991-07-11 1994-09-22 Fraunhofer Ges Forschung Optisches Spektrometer
DE69212927T2 (de) 1991-07-22 1997-02-27 Hewlett Packard Co Kontinuierlich abgestimmbarer optischer Resonator
US6381022B1 (en) 1992-01-22 2002-04-30 Northeastern University Light modulating device
US5627668A (en) 1992-02-10 1997-05-06 Gte Laboratories Incorporated Subcarrier-multiplexed optical transmission systems using optical channel selection
FI96450C (fi) 1993-01-13 1996-06-25 Vaisala Oy Yksikanavainen kaasun pitoisuuden mittausmenetelmä ja -laitteisto
FR2704651B1 (fr) 1993-04-27 1995-06-02 Thomson Csf Détecteur de gaz à diode laser.
JP2776210B2 (ja) * 1993-08-23 1998-07-16 日本電気株式会社 光通信用光源
US5509093A (en) 1993-10-13 1996-04-16 Micron Optics, Inc. Temperature compensated fiber fabry-perot filters
US5434943A (en) 1993-11-03 1995-07-18 At&T Corp. Nanosecond fast electrically tunable Fabry-Perot filter
JP3193220B2 (ja) 1993-12-28 2001-07-30 安藤電気株式会社 光周波数制御装置
GB9401488D0 (en) 1994-01-26 1994-03-23 British Telecomm Optical communications
JP3303515B2 (ja) 1994-03-18 2002-07-22 キヤノン株式会社 光通信方式及びそれを用いた光通信システム
US5475221A (en) 1994-05-11 1995-12-12 Brimrose Corporation Of America Optical spectrometer using light emitting diode array
US5430574A (en) 1994-07-25 1995-07-04 Litton Systems, Inc. Rugged optical filter and switch for communication networks
JP3846918B2 (ja) 1994-08-02 2006-11-15 富士通株式会社 光伝送システム、光多重伝送システム及びその周辺技術
FI945124A0 (fi) 1994-10-31 1994-10-31 Valtion Teknillinen Spektrometer
US5574739A (en) 1995-05-12 1996-11-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polarization-stable pulsed laser
US5619368A (en) 1995-05-16 1997-04-08 Massachusetts Inst. Of Technology Optical frequency shifter
WO1997001167A1 (en) 1995-06-21 1997-01-09 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for accessing data on multilayered optical media
KR100194421B1 (ko) 1996-01-29 1999-06-15 윤종용 광섬유증폭기
GB9618764D0 (en) 1996-09-09 1996-10-23 Univ Southampton Wavelength-swept fiber laser with frequency shifted feedback
US5724373A (en) * 1996-11-15 1998-03-03 Hewlett-Packard Company Microphotonic acousto-optic tunable laser
US6204920B1 (en) 1996-12-20 2001-03-20 Mcdonnell Douglas Corporation Optical fiber sensor system
US6510261B2 (en) 1997-06-06 2003-01-21 Novera Optics, Inc. Acousto-optic variable attenuator with active cancellation of back reflections
DE69829009T2 (de) 1997-10-20 2005-12-29 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Vorrichtung zur Erzeugung einer Referenzwellenlänge
US20010013934A1 (en) * 1997-11-15 2001-08-16 Malcolm Paul Varnham Seismic sensor with interferometric sensing apparatus
US6357913B1 (en) 1998-02-12 2002-03-19 Novera Optics, Inc. Add/drop acousto-optic filter
KR100269040B1 (ko) 1998-04-28 2000-10-16 서원석 파장이동 레이저 광원 및 파장이동 레이저 광 생성방법
US20020161351A1 (en) 1998-09-01 2002-10-31 Samson Wilfred J. Method and apparatus for treating acute myocardial infarction with selective hypothermic perfusion
US6282215B1 (en) 1998-10-16 2001-08-28 New Focus, Inc. Continuously-tunable external cavity laser
JP3361305B2 (ja) 1999-01-14 2003-01-07 日本電信電話株式会社 光 源
US6191862B1 (en) 1999-01-20 2001-02-20 Lightlab Imaging, Llc Methods and apparatus for high speed longitudinal scanning in imaging systems
US6879619B1 (en) 1999-07-27 2005-04-12 Intel Corporation Method and apparatus for filtering an optical beam
US6853654B2 (en) 1999-07-27 2005-02-08 Intel Corporation Tunable external cavity laser
US6445939B1 (en) 1999-08-09 2002-09-03 Lightlab Imaging, Llc Ultra-small optical probes, imaging optics, and methods for using same
US6999491B2 (en) * 1999-10-15 2006-02-14 Jmar Research, Inc. High intensity and high power solid state laser amplifying system and method
US6416937B1 (en) 1999-11-15 2002-07-09 Axsun Technologies, Inc. Optical component installation process
KR100325687B1 (ko) 1999-12-21 2002-02-25 윤덕용 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원
US6608711B2 (en) 2000-03-03 2003-08-19 Axsun Technologies, Inc. Silicon on insulator optical membrane structure for fabry-perot MOEMS filter
US6407376B1 (en) 2000-03-03 2002-06-18 Axsun Technologies, Inc. Optical channel monitoring system with self-calibration
US6776536B1 (en) 2000-03-03 2004-08-17 Axsun Technologies, Inc. Integrated optical system monitoring system
US6373632B1 (en) 2000-03-03 2002-04-16 Axsun Technologies, Inc. Tunable Fabry-Perot filter
US7120176B2 (en) 2000-07-27 2006-10-10 Intel Corporation Wavelength reference apparatus and method
US6381066B1 (en) * 2000-09-28 2002-04-30 Axsun Technologies, Inc. Integrated semiconductor optical amplifier system
US6345059B1 (en) 2000-10-25 2002-02-05 Axsun Technologies, Inc. Short cavity tunable laser with mode position compensation
US6339603B1 (en) 2000-10-25 2002-01-15 Axsun Technologies, Inc. Tunable laser with polarization anisotropic amplifier for fabry-perot filter reflection isolation
US7231243B2 (en) 2000-10-30 2007-06-12 The General Hospital Corporation Optical methods for tissue analysis
US20020054614A1 (en) 2000-11-07 2002-05-09 Hong Jin Wavelength discretely tunable semiconductor laser
US7110169B1 (en) 2000-12-14 2006-09-19 Finisar Corporation Integrated optical device including a vertical lasing semiconductor optical amplifier
US6628407B2 (en) 2000-12-22 2003-09-30 Axsun Technologies, Inc. System and process for side mode suppression by tunable filter train alignment in fiber optic system
US6473234B2 (en) 2001-02-28 2002-10-29 Axsun Technologies, Inc. Tunable filter system with backreflection reference
US6768756B2 (en) 2001-03-12 2004-07-27 Axsun Technologies, Inc. MEMS membrane with integral mirror/lens
US6619864B2 (en) 2001-03-15 2003-09-16 Optinel Systems, Inc. Optical channel monitor with continuous gas cell calibration
US6377386B1 (en) 2001-03-15 2002-04-23 Axsun Technologies, Inc. System and process fabry-perot filter train configuration using derived mode field size in fiber optic system
US6570659B2 (en) 2001-03-16 2003-05-27 Lightlab Imaging, Llc Broadband light source system and method and light source combiner
US6552796B2 (en) 2001-04-06 2003-04-22 Lightlab Imaging, Llc Apparatus and method for selective data collection and signal to noise ratio enhancement using optical coherence tomography
JP2002329910A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光利得等化器、及びその光利得等化器を有する光増幅装置並びに光通信システム
US6706004B2 (en) 2001-05-31 2004-03-16 Infraredx, Inc. Balloon catheter
US6879851B2 (en) 2001-06-07 2005-04-12 Lightlab Imaging, Llc Fiber optic endoscopic gastrointestinal probe
US7049004B2 (en) 2001-06-18 2006-05-23 Aegis Semiconductor, Inc. Index tunable thin film interference coatings
US6639666B2 (en) 2001-11-08 2003-10-28 Axsun Technologies, Inc. System and method for optical spectrum fast peak reporting
JP2005510756A (ja) 2001-11-28 2005-04-21 アイギス セミコンダクター インコーポレイテッド 電気光学構成部品用パッケージ
US6776538B2 (en) * 2001-12-12 2004-08-17 Axsun Technologies, Inc. MEMS tunable optical filter system with moisture getter for frequency stability
US6862136B2 (en) 2002-01-31 2005-03-01 Cyoptics Ltd. Hybrid optical transmitter with electroabsorption modulator and semiconductor optical amplifier
US6847662B2 (en) 2002-03-25 2005-01-25 Fujitsu Limited Wavelength-selectable laser capable of high-speed frequency control
KR100515259B1 (ko) 2002-05-03 2005-09-15 한국과학기술원 파장 가변 광원 구현 방법 및 장치와 이 광원을 이용한 파장분할 다중방식 광전송 장치
SE0201413D0 (sv) 2002-05-10 2002-05-10 Proximion Fiber Optics Ab Scanning light source
US6845121B2 (en) 2002-06-15 2005-01-18 Intel Corporation Optical isolator apparatus and methods
US6891984B2 (en) 2002-07-25 2005-05-10 Lightlab Imaging, Llc Scanning miniature optical probes with optical distortion correction and rotational control
US7027198B2 (en) 2003-08-08 2006-04-11 General Photonics Corporation Generation and analysis of state of polarization using tunable optical polarization rotators
US7218436B2 (en) 2003-08-08 2007-05-15 General Photonics Corporation Optical instrument and measurements using multiple tunable optical polarization rotators
US7075058B2 (en) 2003-03-28 2006-07-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Photothermal imaging scanning microscopy
US20100076320A1 (en) 2003-04-25 2010-03-25 Lightlab Imaging, Llc Flush catheter with flow directing sheath
US7241286B2 (en) 2003-04-25 2007-07-10 Lightlab Imaging, Llc Flush catheter with flow directing sheath
US7466726B2 (en) 2003-10-14 2008-12-16 Polaronyx, Inc. Fast continuously wavelength tuning single frequency fiber laser using tunable polymer optical filters
JP4332067B2 (ja) 2004-05-25 2009-09-16 富士通株式会社 波長可変レーザ装置
WO2006039091A2 (en) 2004-09-10 2006-04-13 The General Hospital Corporation System and method for optical coherence imaging
US20060095065A1 (en) 2004-09-24 2006-05-04 Tetsuaki Tanimura Fluid occluding devices and methods
US7406107B2 (en) 2004-09-29 2008-07-29 Axsun Technologies, Inc. Semiconductor spectroscopy system
WO2006039154A1 (en) 2004-09-29 2006-04-13 Axsun Technologies, Inc. Method and system for noise control in semiconductor spectroscopy system
US20060072632A1 (en) 2004-09-29 2006-04-06 Axsun Technologies, Inc. Semiconductor laser with tilted fabry-perot tunable filter
US7260122B2 (en) 2004-11-24 2007-08-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Modeless wavelength-agile laser
US8315282B2 (en) 2005-01-20 2012-11-20 Massachusetts Institute Of Technology Fourier domain mode locking: method and apparatus for control and improved performance
EP2264841B1 (en) 2005-01-20 2016-01-20 Massachusetts Institute of Technology (MIT) Mode locking methods and apparatus
WO2006078802A1 (en) 2005-01-21 2006-07-27 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for optical coherence tomography scanning
EP1850735A2 (en) 2005-02-10 2007-11-07 Lightlab Imaging, Inc. Optical coherence tomography apparatus and methods
US7415049B2 (en) 2005-03-28 2008-08-19 Axsun Technologies, Inc. Laser with tilted multi spatial mode resonator tuning element
US7391520B2 (en) 2005-07-01 2008-06-24 Carl Zeiss Meditec, Inc. Fourier domain optical coherence tomography employing a swept multi-wavelength laser and a multi-channel receiver
EP1744119A1 (en) 2005-07-15 2007-01-17 Proximion Fiber Systems AB Swept-source optical coherence tomography
JP2007066480A (ja) 2005-09-02 2007-03-15 Hitachi Ltd ディスクアレイ装置
JP5467864B2 (ja) * 2006-05-11 2014-04-09 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド 光放射を提供する装置
US8379297B2 (en) 2006-05-30 2013-02-19 Weatherford/Lamb, Inc. Wavelength swept light source and filter based on sweep function, and its method of operation
EP2081486B1 (en) 2006-11-08 2014-04-09 Lightlab Imaging, Inc. Opto-acoustic imaging device
JP4869895B2 (ja) * 2006-12-07 2012-02-08 富士フイルム株式会社 光断層画像化装置
CN102973243B (zh) 2007-01-10 2015-11-25 光学实验室成像公司 用于扫频源光学相干断层的方法和装置
EP2136443A1 (en) 2007-01-29 2009-12-23 Optical Comb, Inc. Wavelength scanning light source and optical coherence tomography device
DE112008001852A5 (de) 2007-05-07 2010-04-22 Ludwig-Maximilians-Universität München Abstimmbarer Laser
JP2009031238A (ja) * 2007-06-29 2009-02-12 Optical Comb Inc 光コヒーレンストモグラフィー装置
US8059277B2 (en) * 2007-08-27 2011-11-15 Axsun Technologies, Inc. Mode hopping swept frequency laser for FD OCT and method of operation
US8582934B2 (en) 2007-11-12 2013-11-12 Lightlab Imaging, Inc. Miniature optical elements for fiber-optic beam shaping
US7813609B2 (en) 2007-11-12 2010-10-12 Lightlab Imaging, Inc. Imaging catheter with integrated reference reflector
US7796671B2 (en) 2008-03-31 2010-09-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multi-pass optical power amplifier
EP2293714B1 (en) 2008-06-02 2014-08-13 Lightlab Imaging, Inc. Quantitative methods for obtaining tissue characteristics from optical coherence tomography images
JP2010005266A (ja) 2008-06-30 2010-01-14 Fujifilm Corp 光断層画像化装置
DE102008045634A1 (de) 2008-09-03 2010-03-04 Ludwig-Maximilians-Universität München Wellenlängenabstimmbare Lichtquelle
WO2010045386A1 (en) 2008-10-14 2010-04-22 Lightlab Imaging, Inc. Methods for stent strut detection and related measurement and display using optical coherence tomography
US8526472B2 (en) 2009-09-03 2013-09-03 Axsun Technologies, Inc. ASE swept source with self-tracking filter for OCT medical imaging
EP2480124B1 (en) 2009-09-23 2017-11-22 Lightlab Imaging, Inc. Lumen morphology and vascular resistance measurement data collection systems, apparatus and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050083533A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Axsun Technologies, Inc. Integrated spectroscopy system
US20060065834A1 (en) * 2004-09-29 2006-03-30 Axsun Technologies, Inc. Method and system for noise control in semiconductor spectroscopy system
US20060072112A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Axsun Techonologies, Inc. Method and system for spectral stitching of tunable semiconductor sources
JP2009060022A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Optical Comb Inc 波長走査型光源

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTOPH M. EIGENWILLING ET AL: "Wavelength swept ASE source", 《PROC. OF SPIE-OSA》, vol. 7372, 8 July 2009 (2009-07-08), XP002586268, DOI: doi:10.1117/12.831831 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105188540A (zh) * 2013-03-15 2015-12-23 普雷维乌姆研究公司 宽范围可调谐扫频源
CN105188540B (zh) * 2013-03-15 2019-03-08 普雷维乌姆研究公司 宽范围可调谐扫频源
CN112067123A (zh) * 2014-09-23 2020-12-11 赫普塔冈微光有限公司 紧凑、功率有效的堆叠宽带光学发射器
CN111478164A (zh) * 2020-04-17 2020-07-31 西北大学 基于双向环形腔的自扫频光纤激光器
CN111478164B (zh) * 2020-04-17 2021-01-01 西北大学 基于双向环形腔的自扫频光纤激光器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011028999A2 (en) 2011-03-10
JP5898077B2 (ja) 2016-04-06
US8526472B2 (en) 2013-09-03
US20130321820A1 (en) 2013-12-05
EP2473838A2 (en) 2012-07-11
JP2013504216A (ja) 2013-02-04
US9041936B2 (en) 2015-05-26
WO2011028999A3 (en) 2011-08-18
US20110051143A1 (en) 2011-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102695951A (zh) Oct医学成像的过滤ase扫频光源
US9696471B2 (en) Filtered ASE swept source for OCT medical imaging
US9593934B2 (en) Integrated dual swept source for OCT medical imaging
JP7002407B2 (ja) 波長同調発信源装置
US9574869B2 (en) Integrated dual swept source alternating same scan band for OCT medical imaging
US9791261B2 (en) Optical coherence tomography laser with integrated clock
US9048614B2 (en) Method and system for avoiding package induced failure in swept semiconductor source
US9236711B2 (en) Method of manufacturing frequency tunable terahertz transceiver
CN101194402B (zh) 具有快速波长扫描的紧凑多模激光器
US9800019B2 (en) System and method for stabilizing mode locked swept laser for OCT medical imaging
CN105263415A (zh) 可调谐激光器阵列系统
Han et al. High-speed two-dimensional spectral-scanning coherent LiDAR system based on tunable VCSEL
JP2009016396A (ja) 波長走査型ファイバレーザ光源
US20030202799A1 (en) Optical channel monitor using an angle-tuned fabry-perot optical filter
CN113412561A (zh) 表征激光增益芯片的方法和装置
US6600846B2 (en) Single-etalon, multi-point wavelength calibration reference and fully integrated optical system using the same
Saitoh et al. Optical spectrum analyzer utilizing MEMS scanning mirror
JP2014103357A (ja) 光源装置、光干渉断層撮像装置
US20230296508A1 (en) Line field swept source oct system and spectroscopy system
Yang et al. Optical Fibre Sensor Set‐Up Elements
Revin et al. Fast swept continuous wave quantum cascade laser operating in external cavity with polygon mirror
Surkamp et al. Slotted Y-branch laser for cw-THz thickness measurements at 1 THz
Sander et al. Mid-IR photothermal spectroscopy with an integrated fiber probe laser

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120926