CN103427334A - 用于发射波长扫描光的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于发射波长扫描光的方法和设备。所述方法包括：控制施加到第一光发生器的第一增益介质和第二光发生器的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，以控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围；在第一光发生器中基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光；在第二光发生器中基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光；通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来发射输出波长扫描光。

Description

用于发射波长扫描光的方法和设备
本申请要求于2012年5月14日提交的第61/646,464号美国专利申请和于2012年12月4日提交至韩国知识产权局的第10-2012-0139829号韩国专利申请的权益，所述专利申请的公开通过引用完整地合并于此。
技术领域
本公开涉及用于发射波长扫描光的方法和设备。
背景技术
通过使用光的特性（诸如单色性、相干性和方向性）将光用于各种领域中。甚至在生物领域和医学领域中，光还被用于各种组织和细胞的观察、疾病的诊断以及激光治疗。
具体地，在医学领域中，由于光的特性允许能够在不直接切开人体的情况下观察人体的内部结构，因此可使用光容易且安全地检测每种疾病的原因、位置和进展。随着产生光的技术的发展（诸如高功率、连续波和波长扫描），光透射深度等得到了提高，从而以高分辨率实时获取活组织或细胞的断层扫描图像。
发明内容
提供一种输出波长扫描光的方法和发光设备。
提供一种非暂时性计算机可读存储介质，在其上存储有当被计算机运行时执行所述方法的程序指令。
其它方面将在以下描述中被部分阐述，并且从描述中部分将是显然的，或者可通过呈现的实施例的实施来得知。
根据本发明的一方面，一种用于发射波长扫描光的发光设备包括：第一光发生器，包括第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元，并产生第一波长扫描光；第二光发生器，包括第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元，并产生具有与第一波长扫描光的中心波长不同的中心波长的第二波长扫描光；耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；控制器，用于通过控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
根据本发明的另一方面，一种用于发射波长扫描光的发光设备包括：第一光发生器，包括第一增益介质、第一波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第一光放大器，并产生第一波长扫描光；第二光发生器，包括第二增益介质、第二波长扫描滤波器、第二光学谐振单元和第二光放大器，并产生具有与第一波长扫描光的中心波长不同的中心波长的第二波长扫描光；耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；控制器，用于通过控制施加到第一光放大器和第二光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，其中，第一光发生器通过使用第一光放大器放大使用第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光，第二光发生器通过使用第二光放大器放大使用第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光。
根据本发明的另一方面，一种用于发射波长扫描光的发光设备包括：第一增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第一中心波长的光；第二增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第二中心波长的光，其中，第二中心波长与第一中心波长不同；第一光学谐振单元，用于将第一增益介质和第二增益介质并联连接，对由第一增益介质和第二增益介质发射的光进行谐振并移动；波长扫描滤波器，用于扫描由第一增益介质和第二增益介质发射的光的波长；第二光学谐振单元，用于将第一光学谐振单元和波长扫描滤波器串联连接，并将通过波长扫描滤波器扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质和第二增益介质；耦合单元，用于将由第一增益介质产生的第一波长扫描光和由第二增益介质产生的第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；控制器，用于通过控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
根据本发明的另一方面，一种用于发射波长扫描光的发光设备包括：第一增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第一中心波长的光；第二增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第二中心波长的光，其中，第二中心波长与第一中心波长不同；第一光学谐振单元，用于将第一增益介质和第二增益介质并联连接，对由第一增益介质和第二增益介质发射的光进行谐振并移动；波长扫描滤波器，用于扫描由第一增益介质和第二增益介质发射的光的波长；第二光学谐振单元，用于将第一光学谐振单元和波长扫描滤波器串联连接，并将通过波长扫描滤波器扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质和第二增益介质；第一缓冲器，用于存储使用第一增益介质和第二增益介质中的任何一个、波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第二光学谐振单元产生的波长扫描光，并将第三波长扫描光与存储的波长扫描光进行耦合以输出波长扫描光，其中，第三波长扫描光是使用第一增益介质和第二增益介质中的任何一个、波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第二光学谐振单元产生的，并在与存储的波长扫描光的波长范围不同的波长范围内被扫描；第一光放大器，用于通过放大从第一缓冲器输出的波长扫描光中的使用第一增益介质产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光；第二光放大器，与第一光放大器并联连接，并通过放大从第一缓冲器输出的波长扫描光中的使用第二增益介质产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光；耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；控制器，用于通过控制施加到第一光放大器和第二光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
根据本发明的另一方面，一种发射波长扫描光的方法包括：控制施加到第一光发生器的第一增益介质和第二光发生器的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，以控制由第一光发生器产生的第一波长扫描光和由第二光发生器产生的第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围；基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光其中，该产生的步骤是通过第一光发生器执行的；基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光，其中，该产生的步骤是通过第二光发生器执行的；通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来发射输出波长扫描光。
根据本发明的另一方面，一种光学相干断层扫描设备包括：发光设备，用于控制施加到第一光发生器的第一增益介质和第二光发生器的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个以控制由第一光发生器产生的第一波长扫描光和由第二光发生器产生的第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光的步骤，其中，所述产生的步骤是通过第一光发生器执行的，基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光的步骤，其中，所述产生的步骤是通过第二光发生器执行的，并通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来发射输出波长扫描光；干涉仪，用于将输出波长扫描光分离为测量光和参考光，将测量光辐射到目标对象上，并接收在测量光被目标对象反射时返回的响应光；检测器，用于检测由于响应光和参考光所产生的干涉信号；图像信号处理器，用于通过使用检测到的干涉信号来产生目标对象的断层扫描图像。
根据本发明的另一方面，一种非暂时性计算机可读存储介质，在其上存储有当被计算机运行时执行输出波长扫描光的方法的程序指令。
附图说明
通过下面结合附图进行的实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚和更易于理解，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的发光设备的框图；
图2是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图3是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图4是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图5是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图6是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图7A是根据本发明的实施例的用于描述图1的发光设备的用于控制一个或多个光发生器的控制器的操作的框图；
图7B是根据本发明的另一实施例的用于描述图1的发光设备的用于控制一个或多个光发生器的控制器的操作的框图；
图8是根据本发明的另一实施例的发光设备的框图；
图9是根据本发明的实施例的包括图1的发光设备的光学相干断层扫描设备的框图；
图10是示出根据本发明的实施例的在发光设备中发射波长扫描光的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，在附图中示出实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。在这点上，本实施例可具有不同形式，不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，以下通过参照附图仅描述实施例，以解释本描述的各个方面。如在此使用的，当诸如“…中的至少一个”的表达位于一列元素之后时，其修饰整列元素，而不修饰列中的单个元素。
图1是根据本发明的实施例的发光设备100的框图。参照图1，发光设备100可包括第一光发生器110、第二光发生器120、耦合单元130和控制器140。
对于发光设备100，在图1中仅示出与当前实施例相关的组件，以防止当前实施例的特征模糊。因此，本领域的普通技术人员将理解的是，除了图1中示出的组件之外，也可包括其它通用组件。
第一光发生器110产生第一波长扫描光。第一光发生器110可包括第一增益介质（未示出）、第一波长扫描滤波器（未示出）和第一光学谐振单元（未示出）。可以以使用第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元的各种形式来实现第一光发生器110。以下将参照图2至图6描述与此相关的详细实施例。然而，第一光发生器110不限于图2至图6的实施例，除了第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元之外，第一光发生器110还可包括光放大器（未示出）、缓冲器（未示出）、非线性放大器（未示出）、光隔离器（未示出）、光耦合器（未示出）等。
第一增益介质在根据第一增益介质的特性确定的预定波长范围内执行光的受激发射，并放大发射的光。根据本发明的实施例，第一增益介质可以是半导体光放大器（SOA），但是不限于此。
第一波长扫描滤波器通过扫描由第一增益介质发射的光的波长来产生波长扫描光。例如，第一波长扫描滤波器可以是法布里-珀罗滤波器或多边形扫描滤波器，但是不限于此。
第一光学谐振单元对使用第一增益介质和第一波长扫描滤波器产生的波长扫描光进行谐振并移动以放大波长扫描光，直到波长扫描光具有预定功率为止。波长扫描光通过第一光学谐振单元被反馈给第一增益介质并被重复放大。例如，第一光学谐振单元可包括一个或多个环形腔，但是不限于此。根据本发明的实施例，第一增益介质和第一波长扫描滤波器可连接到包括一个或多个环形腔的第一光学谐振单元。
第二光发生器120可包括第二增益介质（未示出）、第二波长扫描滤波器（未示出）和第二光学谐振单元（未示出），并产生中心波长与第一波长扫描光的中心波长不同的第二波长扫描光。如第一光发生器110一样，也可以以使用第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元的各种形式实现第二光发生器120，并且第二光发生器120不限于图2至图6的实施例。另外，如第一光发生器110一样，除了第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元之外，第二光发生器120还可进一步包括光放大器（未示出）、缓冲器（未示出）、非线性放大器（未示出）、光隔离器（未示出）、光耦合器（未示出）等。
由于第二光发生器120的第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元的操作分别与第一光发生器110的第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元的操作相同，因此不重复其描述。
根据第二增益介质的特性确定由第二增益介质产生的第二波长扫描光的波长范围和中心波长。通过使用如第二增益介质的具有与第一增益介质的特性不同的特性的增益介质，第二波长扫描光的中心波长不同于由第一增益介质产生的第一波长扫描光的中心波长。例如，第一增益介质和第二增益介质可以分别是1.2μm量子点SOA和1.3μm量子阱SOA，但是不限于此。
耦合单元130通过将由第一光发生器110产生的第一波长扫描光和由第二光发生器120产生的第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。耦合单元130可通过将由第一增益介质确定的预定波长范围与由第二增益介质确定的预定波长范围相加来产生宽带波长扫描光。因此，发光设备100可通过耦合两个或更多个波长扫描光来输出波长带比可使用一个增益介质产生的光的波长带更宽的光。例如，耦合单元130可使用光耦合器或波分复用（WDM）方法来实现，但是不限于此。
控制器140通过控制施加到第一光发生器110的第一增益介质和第二光发生器120的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
例如，当施加到第一增益介质的电流的大小通过控制器140增加时，第一波长扫描光的强度增加。另外，当施加到第一增益介质的电流通过控制器140被截止预定时间时，可不产生在与电流被截止的预定时间对应的预定波长范围内的波长扫描光。因此，控制器140可控制施加到第一增益介质的电流的导通/截止时序，以确定产生波长扫描光的波长范围。
另外，控制器140可在第一波长扫描光的光谱中控制波长扫描光的强度在第一波长范围内为低并且在第二波长范围内为高。
根据本发明的实施例，控制器140可控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，使得从发光设备100输出的输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。
根据本发明的另一实施例，控制器140可控制分别施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的导通/截止时序，使得第一波长扫描光的波长范围和第二波长扫描光的波长范围不彼此重叠。例如，控制器140可控制电流的导通/截止时序，使得当施加到第一增益介质的电流截止时施加到第二增益介质的电流导通，并且当施加到第二增益介质的电流截止时施加到第一增益介质的电流导通。因此，发光设备100可去除当波长扫描光的波长范围彼此重叠时发生的强度噪声。
控制器140可对应于或包括至少一个处理器。另外，控制器140可如图1所示位于发光设备100的内部，但是不限于此。即，控制器140可位于发光设备100的外部。
根据本发明的实施例，除了第一光发生器110和第二光发生器120之外，发光设备100还可包括至少一个光发生器。在此情况下，耦合单元130可通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的光进行耦合来输出输出波长扫描光，控制器140可控制第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的光中的每一个的强度和波长范围。
发光设备100输出通过将强度和波长范围受到控制的第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合所获得的输出波长扫描光。因此，发光设备100可产生宽波长范围的具有高斯形状的光谱的波长扫描光。另外，发光设备100可产生宽波长范围的波长扫描光，所述波长扫描光由于去除了强度噪声而具有窄线宽。
图2是根据本发明的另一实施例的发光设备200的框图。参照图2，发光设备200可包括第一光发生器210、第二光发生器220和耦合单元130。第一光发生器210可包括第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213和第一耦合器214，第二光发生器220可包括第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224。
图2中示出的电流信号241和242从控制器（未示出）分别施加到第一增益介质211和第二增益介质221。虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在图2的发光设备200中未示出用于施加电流信号241和242的控制器，但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图2的发光设备200的内部或外部。
第一光发生器210通过使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213和第一耦合器214产生第一波长扫描光。参照图2，第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一耦合器214串联连接到第一光学谐振单元213。
第一增益介质211在根据第一增益介质211的特性确定的预定波长范围内执行光的受激发射，并放大发射的光。第一增益介质211可以是SOA，但是不限于此。即，第一增益介质211可包括强度和波长范围受施加的电流的控制的增益介质。
第一波长扫描滤波器212通过扫描由第一增益介质211发射的光的波长来产生具有各种波长的波长扫描光。例如，第一波长扫描滤波器212可以是法布里-珀罗滤波器或多边形扫描滤波器，但是不限于此。即，第一波长扫描滤波器212可包括用于通过扫描由第一增益介质211发射的光的波长来产生波长扫描光的波长扫描滤波器。
第一光学谐振单元213对使用第一增益介质211和第一波长扫描滤波器212产生的波长扫描光进行谐振并移动以放大波长扫描光，直到波长扫描光具有预定功率为止。波长扫描光通过第一光学谐振单元213被反馈给第一增益介质211，反馈的波长扫描光被第一增益介质211再次放大。第一光发生器210通过重复所述反馈和放大来产生具有预定功率的第一波长扫描光。第一光学谐振单元213可包括一个或多个环形腔。
第一耦合器214将使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的第一波长扫描光的部分输出到耦合单元130以与第二波长扫描光耦合，并将第一波长扫描光的其它部分经由第一光学谐振单元213反馈给第一增益介质211以放大第一波长扫描光的所述其它部分的功率。第一耦合器214可以是光耦合器或WDM装置。
通过控制器将电流信号241施加到第一增益介质211。当电流信号241被施加到第一增益介质211时，第一光发生器210产生强度和波长范围受电流信号241控制的第一波长扫描光。当电流信号241处于导通状态时，在相应波长范围内输出第一波长扫描光，当电流信号241处于截止状态时，在相应波长范围内不输出第一波长扫描光。因此，可如图2所示获取第一波长扫描光的光谱250。参照图2的光谱250，当电流信号241处于截止状态时，在黑色部分的相应波长带内不输出第一波长扫描光。因此，通过调整由控制器施加的电流信号241的导通/截止时序，可确定由第一光发生器210产生的第一波长扫描光的波长范围。
另外，通过电流信号241的大小确定光谱250中的光强度。因此，通过调整由控制器施加的电流信号241的大小，可确定由第一光发生器210产生的第一波长扫描光的强度。图2中示出的光谱250仅是可通过第一光发生器210获取的光谱的实施例。第一光发生器210可通过控制电流信号241获取除了图2中示出的光谱250之外的各种形状的光谱。
如第一光发生器210一样，在第二光发生器220中，第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二耦合器224串联连接到第二光学谐振单元223。由于第二光发生器220的第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224的操作分别与第一光发生器210的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213和第一耦合器214的操作相同，因此不重复其描述。
根据第二增益介质221的特性确定由第二光发生器220产生的第二波长扫描光的波长范围和中心波长。通过使用如第二增益介质221的具有与第一增益介质211的特性不同的特性的增益介质，第二波长扫描光的中心波长与由第一光发生器210产生的第一波长扫描光的中心波长不同。例如，第一增益介质211可以是中心波长为1.2μm的量子点SOA，第二增益介质221可以是中心波长为1.3μm的量子阱SOA，但是第一增益介质211和第二增益介质221不限于此。
通过控制器将电流信号242施加到第二增益介质221。第二光发生器220产生强度和波长范围受电流信号242控制的第二波长扫描光。如第一波长扫描光一样，当电流信号242处于导通状态时，在相应波长范围内输出第二波长扫描光，当电流信号242处于截止状态时，在相应波长范围内不输出第二波长扫描光。
参照图2的光谱260，当电流信号242处于截止状态时，在黑色部分的相应波长带内不输出第二波长扫描光。因此，如第一波长扫描光一样，通过调整由控制器施加的电流信号242的导通/截止时序，可确定由第二光发生器220产生的第二波长扫描光的波长范围。另外，通过调整由控制器施加的电流信号242的大小，还可确定第二波长扫描光的强度。图2中示出的光谱260仅是可通过第二光发生器220获取的光谱的实施例，可获取除了光谱260之外的各种形状的光谱。
耦合单元130通过将由第一光发生器210产生的第一波长扫描光与由第二光发生器220产生的第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。因此，可获取图2中示出的输出波长扫描光的光谱270。由于与图1的耦合单元130相关的描述还可应用于图2示出的耦合单元130，因此不重复其描述。
参照图2，通过在经排除当电流信号241和242处于截止状态时的黑色部分的相应波长范围所剩余的波长范围内将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来获得光谱270。因此，当通过将具有不同波长范围的两个或更多个波长扫描光进行耦合产生了一个宽带波长扫描光时，可控制施加到光发生器的增益介质的电流的导通/截止时序，使得波长扫描光的波长范围不彼此重叠。因此，可去除由于波长扫描光的波长范围的重叠而发生的强度噪声，从而产生宽波长范围和窄线宽的波长扫描光。参照光谱270，从耦合单元130输出的输出波长扫描光的带宽是比由第一光发生器210产生的第一波长扫描光的带宽或由第二光发生器220产生的第二波长扫描光的带宽宽得多的带宽。
另外，通过控制由控制器施加的电流信号241和242的大小和导通/截止时序，由发光设备200产生的输出波长扫描光的光谱形状为高斯形状。例如，发光设备200可控制电流信号241和242，使得输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。图2中示出的光谱270仅是可通过发光设备200获取的光谱的实施例。除了图2中示出的光谱270之外，发光设备200还可通过控制电流信号241和242来获取包括高斯形状的各种形状的光谱。
图3是根据本发明的另一实施例的发光设备300的框图。参照图3，发光设备300可包括第一光发生器310、第二光发生器320和耦合单元130。第一光发生器310可包括第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214和第一光放大器315，第二光发生器320可包括第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223、第二耦合器224和第二光放大器325。通过控制器（未示出）分别将图3中示出的电流信号341和342施加到第一光放大器315和第二光放大器325。
由于图3中示出的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214、第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224分别对应于图2中示出的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214、第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224，因此不重复其描述。
虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在图3的发光设备300中未示出用于施加电流信号341和342的控制器，但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图3的发光设备300的内部或外部。
第一光放大器315放大使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光。第一光放大器315可以是SOA，但是不限于此。即，第一光放大器315可包括用于通过施加的电流控制发射的光的强度和波长范围的光放大器。
第一光发生器310通过使用第一光放大器315放大使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光。
参照图3，第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一耦合器214串联连接到第一光学谐振单元213。第一光放大器315位于由串联连接的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213和第一耦合器214构成的环路的外部。因此，在第一光发生器310中，使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光经由第一耦合器214输出到第一光放大器315（而不被反馈给第一增益介质211），并被第一光放大器315放大以作为第一波长扫描光进行输出。
与图2的发光设备200不同，在图3的发光设备300中，电流信号341被施加到第一光放大器315。图3的发光设备300通过控制施加到第一光放大器315（而非第一增益介质211）的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光的强度和波长范围。当电流信号341被施加到第一光放大器315时，第一光发生器310产生强度和波长范围受电流信号341控制的第一波长扫描光。根据由控制器施加的电流信号341，由第一光发生器310产生的第一波长扫描光可具有形状为在图3中示出的光谱350的形状的光谱。图3中示出的光谱350仅是可通过第一光发生器310获取的光谱的实施例。
第二光放大器325放大使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的波长扫描光。如第一光放大器315一样，第二光放大器325可以是SOA，但是不限于此。
第二光发生器320通过使用第二光放大器325放大使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光。第二光发生器320产生中心波长与由第一光发生器310产生的第一波长扫描光的中心波长不同的第二波长扫描光。如第一光发生器310一样，在第二光发生器320中，第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二耦合器224串联连接到第二光学谐振单元223。第二光放大器325也位于由串联连接的第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224构成的环路的外部。
在发光设备300中，通过控制器将电流信号342施加到第二光放大器325。图3的发光设备300通过控制施加到第二光放大器325（而非第二增益介质221）的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第二波长扫描光的强度和波长范围。当电流342被施加到第二光放大器325时，第二光发生器320产生强度和波长范围受电流信号342的控制的第二波长扫描光。根据由控制器施加的电流信号342，由第二光发生器320产生的第二波长扫描光可具有形状为在图3中示出的光谱360的形状的光谱。图3中示出的光谱360仅是可通过第二光发生器320获取的光谱的实施例。
耦合单元130通过将由第一光发生器310产生的第一波长扫描光和由第二光发生器320产生的第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。因此，可获取图3中示出的输出波长扫描光的光谱370。由于与图1和图2的耦合单元130相关的描述还可应用于图3中示出的耦合单元130，因此不重复其描述。
参照图3，通过在排除当电流信号341和342处于截止状态时的黑色部分的相应波长范围所剩余的波长范围内将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来获得光谱370。因此，可控制施加到用于产生波长扫描光的光发生器的增益介质的电流的导通/截止时序，使得波长扫描光的波长范围不彼此重叠。发光设备300可通过控制电流信号341和342来获取除了图3中示出的光谱370之外的各种形状的光谱。例如，发光设备300可控制电流信号341和342的导通/截止时序和大小，使得输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。
控制器可通过控制施加到第一光放大器315和第二光放大器325中的每一个的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
图4是根据本发明的另一实施例的发光设备400的框图。参照图4，发光设备400可包括第一光发生器410、第二光发生器420和耦合单元130。第一光发生器410可包括第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214、第一光放大器315和第一缓冲器415，第二光发生器420可包括第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223、第二耦合器224、第二光放大器325和第二缓冲器425。通过控制器（未示出）分别将图4中示出的电流信号441和442施加到第一光放大器315和第二光放大器325。
由于图4中示出的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214、第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224分别对应于图2中示出的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213、第一耦合器214、第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224，因此不重复其描述。
虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在图4的发光设备400中未示出用于施加电流信号441和442的控制器，但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图4的发光设备400的内部或外部。
第一光放大器315放大使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光。详细地，第一光放大器315放大通过将使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光与存储在第一缓冲器415中的至少一个波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光。
第一缓冲器415存储使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的波长扫描光。第一缓冲器415可使用光耦合器等来实现。
例如，第一缓冲器415存储使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的第三波长扫描光。第一缓冲器415可将通过将第五波长扫描光与第三波长扫描光进行耦合所获得的一个波长扫描光输出到第一光放大器315，其中，第五波长扫描光是在自第三波长扫描光产生后过去第一时间之后使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的，第三波长扫描光被存储在第一缓冲器415中。第三波长扫描光指示具有在能够通过第一增益介质211产生的光波长范围中的第三波长范围内扫描的波长的光，第五波长扫描光指示在自第三波长扫描光产生后的第一时间之后产生的波长扫描光，即，具有在不同于第三波长范围的第五波长范围内扫描的波长的光。
因此，在第一光发生器410中，当使用第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一光学谐振单元213产生的第五波长扫描光经由第一耦合器214输出到第一缓冲器415而没有被反馈给第一增益介质211时，第一光发生器410可通过将第五波长扫描光与存储在第一缓冲器415中的第三波长扫描光进行耦合并使用第一光放大器315放大耦合的波长扫描光，来产生第一波长扫描光。
参照图4，在发光设备400中，第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212和第一耦合器214串联连接到第一光学谐振单元213。第一缓冲器415和第一光放大器315串联连接并位于由串联连接的第一增益介质211、第一波长扫描滤波器212、第一光学谐振单元213和第一耦合器214构成的环路的外部。
如图3的发光设备300一样，在图4的发光设备400中，电流信号441被施加到第一光放大器315。因此，第一光发生器410可产生强度和波长范围受电流信号441控制的第一波长扫描光。第一波长扫描光可具有形状为图4中示出的光谱450的形状的光谱。图4中示出的光谱450仅是可通过第一光发生器410获取的光谱的实施例。
第二光放大器325放大使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的波长扫描光。详细地，第二光放大器325放大通过将使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的波长扫描光与存储在第二缓冲器425中的至少一个波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光。
第二缓冲器425存储使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的波长扫描光。例如，第二缓冲器425可使用光耦合器等来实现。
例如，第二缓冲器425存储使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的第四波长扫描光。第二光放大器325可放大通过将使用第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二光学谐振单元223产生的第六波长扫描光与存储在第二缓冲器425中的第四波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光。第四波长扫描光指示具有在能够通过第一增益介质221产生的光波长范围中的第四波长范围内扫描的波长的光，第六波长扫描光指示在自第四波长扫描光产生后的第二时间之后产生的波长扫描光，即，具有在不同于第四波长范围的第六波长范围内扫描的波长的光。
参照图4，如第一光发生器410一样，在第二光发生器420中，第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222和第二耦合器224串联连接到第二光学谐振单元223。第二缓冲器425和第二光放大器325串联连接并位于由串联连接的第二增益介质221、第二波长扫描滤波器222、第二光学谐振单元223和第二耦合器224构成的环路的外部。
如第一光发生器410一样，电流信号442被施加到第二光放大器325。因此，第二光发生器420可产生强度和波长范围受电流信号442控制的第二波长扫描光。第二波长扫描光可具有形状为图4中示出的光谱460的形状的光谱。图4中示出的光谱460仅是可通过第二光发生器420获取的光谱的实施例。
耦合单元130通过将由第一光发生器410产生的第一波长扫描光与由第二光发生器420产生的第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。因此，可获取图4中示出的输出波长扫描光的光谱470。由于与图1至图3的耦合单元130相关的描述还可应用于在图4中示出的耦合单元130，因此不重复其描述。
控制器可通过控制施加到第一光放大器315和第二光放大器325中的每一个的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
因此，发光设备400可通过在将产生的波长扫描光与存储的波长扫描光进行耦合之后通过光放大器的电流控制来控制波长扫描光的波长范围和功率，来补偿在将产生的波长扫描光与存储的波长扫描光进行耦合的处理中发生的耦合损失。
图5是根据本发明的另一实施例的发光设备500的框图。参照图5，发光设备500可包括第一增益介质510、第二增益介质520、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第二耦合器543、第三耦合器544和第二光学谐振单元545。通过控制器（未示出）分别将图5中示出的电流信号551和552施加到第一增益介质510和第二增益介质520。
虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在发光设备500中未示出用于施加电流信号551和552的控制器，但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图5的发光设备500的内部或外部。
发光设备500通过使用第一增益介质510、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第二耦合器543、第三耦合器544和第二光学谐振单元545产生第一波长扫描光。用于产生第一波长扫描光的发光设备500的组件可形成第一光发生器（未示出）。
发光设备500通过使用第二增益介质520、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第二耦合器543、第三耦合器544和第二光学谐振单元545产生第二波长扫描光。用于产生第二波长扫描光的发光设备500的组件可形成第二光发生器（未示出）。
根据当前实施例，第一增益介质510和第二增益介质520通过第一光学谐振单元542并联连接。第一光学谐振单元542和波长扫描滤波器530串联连接到第二光学谐振单元545，使得第一增益介质510和第二增益介质520中的每一个串联连接到波长扫描滤波器530。
第一增益介质510通过使用光的受激发射和放大来发射具有第一中心波长的光。第二增益介质520通过使用光的受激发射和放大来发射具有不同于第一中心波长的第二中心波长的光。例如，第一增益介质510和第二增益介质520中的每一个可以是SOA，但是不限于此。
波长扫描滤波器530扫描由第一增益介质510和第二增益介质520发射的光的波长。即，波长扫描滤波器530通过扫描由第一增益介质510和第二增益介质520发射的光的波长来产生具有各种波长的波长扫描光。例如，波长扫描滤波器530可以是法布里-珀罗滤波器或多边形扫描滤波器，但是不限于此。
第一光学谐振单元542对由第一增益介质510和第二增益介质520发射的光进行谐振并移动。例如，第一光学谐振单元542可包括至少一个环形腔。
第二光学谐振单元545将通过波长扫描滤波器530扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质510和第二增益介质520。因此，第二光学谐振单元545放大使用第一增益介质510、第二增益介质520和波长扫描滤波器530产生的波长扫描光，直到产生的波长扫描光具有预定功率为止。例如，第二光学谐振单元545可包括至少一个环形腔。
第一耦合器541将通过第一增益介质510或第二增益介质520发射的光输出到第二光学谐振单元545。例如，第一耦合器541可以是光耦合器。
第二耦合器543输出通过将由第一增益介质510产生的第一波长扫描光与由第二增益介质520产生的第二波长扫描光进行耦合所获得的输出波长扫描光。在此情况下，第二耦合器543对应于图1中示出的耦合单元130。第二耦合器543将输出波长扫描光的一部分输出到发光设备500的外部，或者将输出波长扫描光的所述一部分经由第二光学谐振单元545反馈给第一增益介质510或第二增益介质520，以放大输出波长扫描光的功率。例如，第二耦合器543可以是光耦合器或WDM装置。
第三耦合器544将通过波长扫描滤波器530扫描的波长扫描光输出到第一光学谐振单元542，从而将通过波长扫描滤波器530扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质510或第二增益介质520。例如，第三耦合器544可以是光耦合器。
控制器通过控制施加到第一增益介质510和第二增益介质520中的每一个的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
在发光设备500中，电流信号551和552分别被施加到第一增益介质510和第二增益介质520。因此，发光设备500产生强度和波长范围受电流信号551和552控制的第一波长扫描光和第二波长扫描光。例如，第一波长扫描光和第二波长扫描光可分别具有形状如在图5中示出的光谱560和570的形状的光谱。发光设备500可通过将强度和波长范围受控制的第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来获取输出波长扫描光的光谱（诸如光谱580）。
根据本发明的实施例，发光设备500还可包括至少一个增益介质，所述至少一个增益介质用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有与第一中心波长和第二中心波长不同的中心波长的光。因此，耦合单元130可通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个增益介质产生的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，并且控制器可通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个增益介质产生的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，其中，控制器通过控制施加到第一增益介质510、第二增益介质520和所述至少一个增益介质中的每一个的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个增益介质产生的波长扫描光的强度和波长范围。
图6是根据本发明的另一实施例的发光设备600的框图。参照图6，发光设备600可包括第一增益介质510、第二增益介质520、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第二耦合器543、第三耦合器544、第二光学谐振单元545、第一缓冲器610、第一光放大器620、第二光放大器630、第四耦合器641和第五耦合器642。通过控制器（未示出）分别将图6中示出的电流信号651和652施加到第一光放大器620和第二光放大器630。
由于图6中示出的第一增益介质510、第二增益介质520、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第三耦合器544和第二光学谐振单元545分别对应于图5中示出的第一增益介质510、第二增益介质520、波长扫描滤波器530、第一耦合器541、第一光学谐振单元542、第三耦合器544和第二光学谐振单元545，因此不重复其描述。
虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在发光设备600中未示出用于施加电流信号651和652的控制器，但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图6的发光设备600的内部或外部。
第二耦合器543输出通过将由第一增益介质510产生的波长扫描光与由第二增益介质520产生的波长扫描光进行耦合所获得的一个波长扫描光。第二耦合器543将耦合的波长扫描光的一部分输出到发光设备600的外部，或者将耦合的波长扫描光的所述一部分经由第二光学谐振单元545反馈给第一增益介质510或第二增益介质520，以放大耦合的波长扫描光的功率。
第一缓冲器610存储使用第一增益介质510和第二增益介质520中的任何一个、波长扫描滤波器530、第一光学谐振单元542和第二光学谐振单元545产生的波长扫描光。第一缓冲器610通过将第三波长扫描光与存储的波长扫描光进行耦合来输出波长扫描光，其中，第三波长扫描光是使用第一增益介质510和第二增益介质520中的任何一个、波长扫描滤波器530、第一光学谐振单元542和第二光学谐振单元545产生的，并在与存储的波长扫描光的波长范围不同的波长范围内被扫描。
第四耦合器641将从第一缓冲器610输出的波长扫描光分离为使用第一增益介质510产生的波长扫描光和使用第二增益介质520产生的波长扫描光，并将分离的波长扫描光分别输出到第一光放大器620和第二光放大器630。第四耦合器641可以是光耦合器。
第一光放大器620通过放大从第一缓冲器610输出的波长扫描光中的使用第一增益介质510产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光。在此情况下，第一光放大器620可以是SOA，但是不限于此。
第二光放大器630通过放大从第一缓冲器610输出的波长扫描光中的使用第二增益介质520产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光。在此情况下，如第一光放大器620一样，第二光放大器630可以是SOA，但是不限于此。
第五耦合器642通过将从第一光放大器620输出的第一波长扫描光与从第二光放大器630输出的第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。在此情况下，第五耦合器642对应于图1中示出的耦合单元130。第五耦合器642可使用光耦合器或WDM装置来实现。
发光设备600通过使用第一缓冲器610将使用第一增益介质510产生的波长扫描光进行耦合并使用第一光放大器620放大耦合的波长扫描光，来产生第一波长扫描光。在此情况下，用于产生第一波长扫描光的发光设备600的组件可形成第一光发生器（未示出）。
发光设备600通过使用第一缓冲器610将使用第二增益介质520产生的波长扫描光进行耦合并使用第二光放大器630放大耦合的波长扫描光，来产生第二波长扫描光。在此情况下，用于产生第二波长扫描光的发光设备600的组件可形成第二光发生器（未示出）。
参照图6，第一增益介质510和第二增益介质520通过第一光学谐振单元542并联连接，第一光学谐振单元542和波长扫描滤波器530串联连接到第二光学谐振单元545，因此，第一增益介质510和第二增益介质520中的每一个串联连接到波长扫描滤波器530。第二光学谐振单元545串联连接到第一缓冲器610，第一缓冲器610串联连接到并联连接的第一光放大器620和第二光放大器630。
控制器通过控制施加到第一光放大器620和第二光放大器630中的每一个的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
在发光设备600中，电流信号651和652分别被施加到第一光放大器620和第二光放大器630。因此，发光设备600产生强度和波长范围受电流信号651和652控制的第一波长扫描光和第二波长扫描光。例如，第一波长扫描光和第二波长扫描光可分别具有形状如图6中示出的光谱660和670的形状的光谱。发光设备600可通过将强度和波长范围受控制的第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来获取输出波长扫描光的光谱（诸如光谱680）。
图7A是根据本发明的实施例的用于描述在图1中示出的用于控制一个或多个光发生器的控制器140的操作的框图。参照图7A，发光设备700可包括第一光发生器210至第N光发生器710、耦合单元130和控制器140。发光设备700还可包括光信号提取器730和同步信号产生器740。
对于发光设备700，在图7A中仅示出与当前实施例相关的组件，以防止当前实施例的特征模糊。因此，本领域的普通技术人员将理解，除了图7A中示出的组件之外，还可包括其它通用组件。由于图7A中示出的耦合单元130和控制器140对应于图1中示出的耦合单元130和控制器140，因此不重复其描述。
第一光发生器210至第N光发生器710分别产生第一波长扫描光至第N波长扫描光。虽然为了便于描述，以图2中示出的第一光发生器210和第二光发生器220的形式来显示图7A中示出的第一光发生器210至第N光发生器710，但是图7A中示出的第一光发生器210至第N光发生器710中的每一个可被实现为参照图2至图6描述的光发生器中的任何一个。例如，如图3中示出的第一光发生器310和第二光发生器320中的任何一个的形式，第一光发生器210至第N光发生器710还可分别包括第一光放大器（未示出）至第N光放大器（未示出）。
耦合单元130通过将由第一光发生器210至第N光发生器710产生的第一波长扫描光至第N波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。
光信号提取器730从通过将第一波长扫描光至第N波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光中提取预定波长范围的光信号。为便于描述，尽管示出了光信号提取器730从通过将第一波长扫描光至第N波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光中提取光信号，但是光信号提取器730不限于此。光信号提取器730可从由第一光发生器210至第N光发生器710中的任何一个产生的波长扫描光中提取光信号，并且参照图7B来描述其实施例。虽然如图7A所示光信号提取器730可通过光电二极管（PD）、光纤布拉格光栅（FBG）和环形器实现，但是光信号提取器730不限于此，并可通过各种装置实现。
同步信号产生器740产生同步信号，所述同步信号用于基于提取的光信号分别将在第一增益介质211至第N增益介质711中执行光的受激发射和放大的操作与在第一波长扫描滤波器212至第N波长扫描滤波器712中扫描光的波长的操作进行同步。产生的同步信号可以是晶体管-晶体管逻辑（TTL）信号，但是不限于此。
控制器140通过控制施加到第一光发生器210至第N光发生器710中的第一增益介质211至第N增益介质711中的每一个的电流来控制第一波长扫描光至第N波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。根据本发明的实施例，控制器140可通过基于同步信号产生施加到第一增益介质211至第N增益介质711中的每一个的电流以及施加到第一波长扫描滤波器212至第N波长扫描滤波器712中的每一个的电压，来控制第一增益介质211至第N增益介质711的操作以及第一波长扫描滤波器212至第N波长扫描滤波器712的操作。
根据本发明的另一实施例，当第一光发生器210至第N光发生器710被实现为图3中示出的第一光发生器310或第二光发生器320的形式时，控制器140可通过基于同步信号进一步产生施加到第一光放大器至第N光放大器中的每一个的电流，来控制第一增益介质211至第N增益介质711的操作、第一波长扫描滤波器212至第N波长扫描滤波器712的操作以及第一光放大器至第N光放大器（未示出）的操作。
发光设备700可连接到干涉仪720。因此，从发光设备700输出的耦合的波长扫描光被输入到干涉仪720。干涉仪720将从发光设备700输出的耦合的波长扫描光分离为测量光和参考光，并接收在测量光和参考光反射时返回的响应光。例如，光信号提取器730可从干涉仪720的参考臂提取光信号。参考臂辐射从发光设备700输出的耦合的波长扫描光分离的参考光，并接收在参考光反射时返回的响应光。
图7B是根据本发明的另一实施例的用于描述在图1中的用于控制一个或多个光发生器的控制器140的操作的框图。由于图7B中示出的第一光发生器210至第N光发生器710、耦合单元130、控制器140、光信号提取器730和同步信号产生器740分别对应于图7A中示出的第一光发生器210至第N光发生器710、耦合单元130、控制器140、光信号提取器730和同步信号产生器740，因此不重复其描述。
参照图7B，光信号提取器730从由第一光发生器210产生的第一波长扫描光提取光信号。在此情况下，第一光发生器210还可包括用于输出来自第一光发生器210的第一波长扫描光的一部分的耦合器735，以允许光信号提取器730从第一波长扫描光提取光信号。通过耦合器735从第一光发生器210分离的第一波长扫描光的所述一部分被输入到光信号提取器730。如图7A的光信号提取器730一样，图7B的光信号提取器730可通过PD、FBG和环形器实现，但是不限于此。即，图7B的光信号提取器730可通过各种装置实现。
如从由第一光发生器210产生的第一波长扫描光提取光信号一样，光信号提取器730可从由第二光发生器（未示出）至第N光发生器710产生的第二波长扫描光至第N波长扫描光提取光信号。因此，光信号提取器730可从第一波长扫描光至第N波长扫描光中的任何一个提取预定波长范围的光信号，或者从通过将第一波长扫描光至第N波长扫描光进行耦合所获得的波长扫描光提取预定波长范围的光信号。
图8是根据本发明的另一实施例的发光设备800的框图。参照图8，发光设备800可包括第一光发生器810、第二光发生器820、第三光发生器830、第四光发生器840、耦合单元850和非线性光纤放大器890。耦合单元850可包括第一耦合器860、第二耦合器870和第三耦合器880。
虽然为了清楚地描述当前实施例的特征，在发光设备800中未示出用于控制由第一光发生器810至第四光发生器840产生的波长扫描光的强度和波长范围的控制器（未示出），但是本领域的普通技术人员将理解，控制器还可被包括在图8的发光设备800的内部或外部。
第一光发生器810产生强度和波长范围受控制器控制的具有第一中心波长λ1的第一波长扫描光。
第二光发生器820产生强度和波长范围受控制器控制的具有第二中心波长λ2的第二波长扫描光。
第三光发生器830产生强度和波长范围受控制器控制的具有第三中心波长λ3的第三波长扫描光，其中，第三波长扫描光具有与第一波长扫描光的波长范围不同的波长范围。
第四光发生器840产生强度和波长范围受控制器控制的具有第四中心波长λ4的第四波长扫描光，其中，第四波长扫描光具有与第二波长扫描光的波长范围不同的波长范围。
第一光发生器810至第四光发生器840可被实现为与在图2至图6中描述的光发生器相同的形式。例如，第一光发生器810至第四光发生器840可被实现为与图2中示出的第一光发生器210或第二光发生器220相同的形式。这里，控制器可通过控制施加到第一增益介质211至第四增益介质（未示出）中的每一个的电流的大小和导通/截止时序，来控制第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。可选地，第一光发生器810至第四光发生器840可被实现为与图3中示出的第一光发生器310或第二光发生器320相同的形式。这里，控制器可通过控制施加到第一光放大器至第四光放大器（未示出）中的每一个的电流的大小和导通/截止时序，来控制第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
耦合单元850通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。因此，发光设备800输出通过将强度和波长范围受控制的第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光进行耦合所获得的输出波长扫描光。
例如，耦合单元850可包括第一耦合器860、第二耦合器870和第三耦合器880。在此情况下，第一耦合器860可将第一波长扫描光与第三波长扫描光进行耦合，第二耦合器870可将第二波长扫描光与第四波长扫描光进行耦合，第三耦合器880可通过将第一波长扫描光和第三波长扫描光的耦合的波长扫描光与第二波长扫描光和第四波长扫描光的耦合的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。因此，从第一耦合器860输出的波长扫描光是具有第一中心波长λ1的第一波长扫描光与具有第三中心波长λ3的第三波长扫描光的耦合的波长扫描光。第一耦合器860的耦合的波长扫描光可具有如图8的光谱865的形状。从第二耦合器870输出的波长扫描光是具有第二中心波长λ2的第二波长扫描光与具有第四中心波长λ4的第四波长扫描光的耦合的波长扫描光。第二耦合器870的耦合的波长扫描光可具有如图8的光谱875的形状。第三耦合器880可通过将光谱865的耦合的波长扫描光与光谱875的耦合的波长扫描光进行耦合来产生具有光谱885的形状的输出波长扫描光。
根据本发明的实施例，第一耦合器860可通过使用WDM方法将第一波长扫描光与第三波长扫描光进行耦合，第二耦合器870可通过使用WDM方法将第二波长扫描光与第四波长扫描光进行耦合。随后，第三耦合器880可按照WDM方法将第一耦合器860的耦合的波长扫描光与第二耦合器870的耦合的波长扫描光进行耦合。此外，耦合单元850可按照各种方法将由第一光发生器810至第四光发生器840产生的波长扫描光进行耦合。
非线性光纤放大器890通过利用光纤的非线性来放大从耦合单元850输出的波长扫描光。非线性光纤放大器890可补偿在耦合单元850中将波长扫描光进行耦合的处理中可能发生的波长扫描光的耦合损失。
图9是根据本发明的实施例的包括图1的发光设备100的光学相干断层扫描设备900的框图。包括在光学相干断层扫描设备900中的发光设备100可以是在图1至图8中示出的发光设备100至800中的任何一个。因此，尽管在下文中省略，但是与图1至图8中示出的发光设备100至800相关的描述还可应用于图9中示出的发光设备100。下文中，为便于描述，假设图9中示出的发光设备100是图1中示出的发光设备100。
对于图9中示出的发光设备100，在图9中仅示出与当前实施例相关的组件，以防止当前实施例的特征模糊。因此，本领域的普通技术人员将理解，除了图9中示出的组件之外，还可包括其它通用组件。
发光设备100控制施加到第一光发生器110的第一增益介质和第二光发生器120的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个以控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，在第一光发生器110中基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光，在第二光发生器120中基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光，并通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。发光设备100将输出波长扫描光输出到干涉仪920。
根据本发明的另一实施例，发光设备100可控制施加到第一光发生器110的第一光放大器和第二光发生器120的第二光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个以控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，并可通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。
干涉仪920将从发光设备100输出的输出波长扫描光分离为测量光和参考光，向目标对象10辐射测量光，并接收在测量光被目标对象10反射时返回的响应光。
干涉仪920可包括波束分离器922和参考镜924。从发光设备100输出的输出波长扫描光被波束分离器922分离为测量光和参考光。在被波束分离器922分离的光中，测量光被提供给光探测器930，参考光被提供给参考镜924，被参考镜924反射，并返回至波束分离器922。提供给光探测器930的测量光被辐射到将捕获内部断层扫描图像的目标对象10上，在辐射的测量光被目标对象10反射时返回的响应光经由光探测器930被提供给波束分离器922。提供的响应光和被参考镜924反射的参考光在波束分离器922中引起干涉。
光探测器930可包括准直透镜932、Galvano扫描器934和透镜936。Galvano扫描器934是可绕特定轴在预定半径内旋转的镜，并可被实现为从微机电系统（MEMS）获得旋转所需的驱动力的MEMS扫描器。从干涉仪920提供的测量光可通过穿过光探测器930的准直透镜932被准直，准直的测量光的行进方向可通过被Galvano扫描器934反射被调节，经过方向调节的测量光可在穿过透镜936之后辐射到目标对象10上。
检测器940检测由于响应光和参考光产生的干涉信号。检测器940将检测到的干涉信号发送到图像信号处理器950。
图像信号处理器950通过使用干涉信号产生目标对象10的断层扫描图像。图像信号处理器950将干涉信号转换为指示目标对象10的断层扫描图像的图像信号。
因此，光学相干断层扫描设备900可通过使用从发光设备100发射的宽带波长扫描光获取目标对象10的断层扫描图像来获取轴方向上的分辨率得到提高的高分辨率断层扫描图像。
图10是示出根据本发明的实施例的在发光设备中发射波长扫描光的方法的流程图。参照图10，所述方法包括通过图1至图9中示出的发光设备100至800中的任何一个依次处理的操作。因此，虽然在下文中省略，但是与图1至图9中示出的发光设备100至800相关的描述还可应用于图10的方法。
在操作1010，控制器140控制施加到第一光发生器110的第一增益介质和第二光发生器120的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个。因此，控制器140可控制由第一光发生器110产生的第一波长扫描光和由第二光发生器120产生的第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
在操作1020，第一光发生器110基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光。
在操作1030，第二光发生器120基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光。
在操作1040，耦合单元130将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合以发射输出波长扫描光。
如上所述，根据本发明的一个或多个以上实施例，当发光设备通过将具有不同波长范围的两个或更多个波长扫描光进行耦合来产生一个宽带波长扫描光时，发光设备可通过控制施加到光发生器的每个增益介质或每个光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制每个波长扫描光的强度和波长范围，使得最终输出的宽带波长扫描光的光谱具有高斯形状。
另外，当发光设备通过将具有不同波长范围的两个或更多个波长扫描光进行耦合来产生一个宽带波长扫描光时，发光设备可通过控制施加到光发生器的增益介质或光放大器的电流的导通/截止时序来去除由于波长扫描光的波长范围的重叠所发生的强度噪声，使得波长扫描光的波长范围不彼此重叠。
另外，发光设备可通过分别控制将被耦合的波长扫描光的波长范围和强度来补偿由于具有不同波长范围的两个或更多个波长扫描光的耦合所发生的耦合损失。
上述方法可被写为计算机程序，并可在使用计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机中实现。另外，在上述方法中使用的数据结构可被以各种方式写入计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质的示例包括诸如磁存储介质（例如，ROM、软盘、硬盘等）的存储介质和光学记录介质（例如，CD-ROM或DVD）。
另外，本发明的其它实施例还可通过介质（例如，计算机可读记录介质）中/上的用于控制至少一个处理元件实现任何上述实施例的计算机可读代码/指令来实现。计算机可读记录介质可对应于允许计算机可读代码的存储和/或传输的任意介质/媒体。
可以以各种方式在介质上记录/传输计算机可读代码，所述介质的示例包括诸如磁存储介质（例如，ROM、软盘、硬盘等）和光学记录介质（例如，CD-ROM或DVD）的计算机可读记录介质以及诸如互联网传输介质的传输介质。因此，所述介质可以是包括或携带信号或信息的这样定义的和可测量的结构，诸如根据本发明的一个或多个实施例的携带比特流的装置。所述介质还可以是分布式网络，从而以分布式方式存储/传输和执行计算机可读代码。另外，处理元件可包括处理器或计算机处理器，并且处理元件可被分布于和/或包括在单个装置中。
本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在此可进行形式和细节上的各种改变。示例性实施例应仅在描述的意义上考虑，而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描述限定的，而是由权利要求限定的，并且所述范围内的所有差异将被视为包括在本发明中。

Claims (23)

1.一种用于发射波长扫描光的发光设备，包括：
第一光发生器，包括第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元，并产生第一波长扫描光；
第二光发生器，包括第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元，并产生具有与第一波长扫描光的中心波长不同的中心波长的第二波长扫描光；
耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；
控制器，用于通过控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
2.根据权利要求1所述的发光设备，其中，控制器控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，使得输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。
3.根据权利要求1所述的发光设备，其中，控制器控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的导通/截止时序，使得第一波长扫描光的波长范围与第二波长扫描光的波长范围不彼此重叠。
4.根据权利要求3所述的发光设备，其中，控制器控制电流的导通/截止时序，使得当施加到第一增益介质的电流截止时施加到第二增益介质的电流导通，并且当施加到第二增益介质的电流截止时施加到第一增益介质的电流导通。
5.根据权利要求1所述的发光设备，还包括：
光信号提取器，用于提取在第一波长扫描光、第二波长扫描光和输出波长扫描光中的任何一个的预定波长范围内的光信号；
同步信号产生器，用于产生同步信号，所述同步信号用于基于提取的光信号分别将在第一光发生器和第二光发生器中的在第一增益介质和第二增益介质中执行光的受激发射和放大的操作与在第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器中扫描光的波长的操作进行同步，
其中，控制器通过基于同步信号产生施加到第一增益介质和第二增益介质的电流以及施加到第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器的电压来控制第一增益介质、第二增益介质、第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器。
6.根据权利要求5所述的发光设备，其中，所述发光设备将输出波长扫描光输出到干涉仪，
光信号提取器从干涉仪的参考臂提取在输出波长扫描光的预定波长范围内的光信号。
7.根据权利要求1所述的发光设备，还包括：
第三光发生器，用于产生具有与第一波长扫描光的波长范围不同的波长范围的第三波长扫描光；
第四光发生器，用于产生具有与第二波长扫描光的波长范围不同的波长范围的第四波长扫描光，
其中，耦合单元通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，
控制器控制第一波长扫描光、第二波长扫描光、第三波长扫描光和第四波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
8.根据权利要求7所述的发光设备，其中，耦合单元按照波分复用（WDM）方法将第一波长扫描光和第三波长扫描光进行耦合，按照WDM方法将第二波长扫描光和第四波长扫描光进行耦合，并通过将第一波长扫描光和第三波长扫描光的耦合的波长扫描光与第二波长扫描光和第四波长扫描光的耦合的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光。
9.根据权利要求1所述的发光设备，还包括至少一个光发生器，
其中，耦合单元通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，
控制器控制第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
10.根据权利要求1所述的发光设备，还包括：非线性光纤放大器，用于放大通过耦合单元耦合的波长扫描光。
11.一种用于发射波长扫描光的发光设备，所述发光设备包括：
第一光发生器，包括第一增益介质、第一波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第一光放大器，并产生第一波长扫描光；
第二光发生器，包括第二增益介质、第二波长扫描滤波器、第二光学谐振单元和第二光放大器，并产生具有与第一波长扫描光的中心波长不同的中心波长的第二波长扫描光；
耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；
控制器，用于通过控制施加到第一光放大器和第二光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，
其中，第一光发生器通过使用第一光放大器放大使用第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光，
第二光发生器通过使用第二光放大器放大使用第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光。
12.根据权利要求11所述的发光设备，其中，第一光发生器还包括：第一缓冲器，用于存储使用第一增益介质、第一波长扫描滤波器和第一光学谐振单元产生的波长扫描光，
第二光发生器还包括：第二缓冲器，用于存储使用第二增益介质、第二波长扫描滤波器和第二光学谐振单元产生的波长扫描光，
第一光发生器产生在与存储在第一缓冲器中的波长扫描光的波长范围不同的波长范围内扫描的第三波长扫描光，并通过使用第一光放大器放大如下波长扫描光来产生第一波长扫描光，其中，所述如下波长扫描光是通过将第三波长扫描光与存储在第一缓冲器中的波长扫描光进行耦合所获得的，
第二光发生器产生在与存储在第二缓冲器中的波长扫描光的波长范围不同的波长范围内扫描的第四波长扫描光，并通过使用第二光放大器放大如下波长扫描光来产生第二波长扫描光，其中，所述如下波长扫描光是通过将第四波长扫描光与存储在第二缓冲器中的波长扫描光进行耦合所获得的。
13.根据权利要求11所述的发光设备，还包括至少一个光发生器，所述至少一个光发生器包括增益介质、波长扫描滤波器、光学谐振单元和光放大器，
其中，耦合单元通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，
控制器通过控制施加到第一光放大器、第二光放大器和所述至少一个光发生器的光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，来控制第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个光发生器产生的波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
14.一种用于发射波长扫描光的发光设备，所述发光设备包括：
第一增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第一中心波长的光；
第二增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第二中心波长的光，其中，第二中心波长与第一中心波长不同；
第一光学谐振单元，用于将第一增益介质和第二增益介质并联连接，对由第一增益介质和第二增益介质发射的光进行谐振并移动；
波长扫描滤波器，用于扫描由第一增益介质和第二增益介质发射的光的波长；
第二光学谐振单元，用于将第一光学谐振单元和波长扫描滤波器串联连接，并将通过波长扫描滤波器扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质和第二增益介质；
耦合单元，用于将由第一增益介质产生的第一波长扫描光和由第二增益介质产生的第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；
控制器，用于通过控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
15.根据权利要求14所述的发光设备，还包括至少一个增益介质，所述至少一个增益介质用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有与第一中心波长和第二中心波长不同的中心波长的光，
其中，耦合单元通过将第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个增益介质产生的波长扫描光进行耦合来输出输出波长扫描光，
控制器通过控制施加到第一增益介质、第二增益介质和所述至少一个增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，来控制第一波长扫描光、第二波长扫描光和由所述至少一个增益介质产生的波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
16.一种用于发射波长扫描光的发光设备，所述发光设备包括：
第一增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第一中心波长的光；
第二增益介质，用于通过使用光的受激发射和放大来发射具有第二中心波长的光，其中，第二中心波长与第一中心波长不同；
第一光学谐振单元，用于将第一增益介质和第二增益介质并联连接，对由第一增益介质和第二增益介质发射的光进行谐振并移动；
波长扫描滤波器，用于扫描由第一增益介质和第二增益介质发射的光的波长；
第二光学谐振单元，用于将第一光学谐振单元和波长扫描滤波器串联连接，并将通过波长扫描滤波器扫描的波长扫描光反馈给第一增益介质和第二增益介质；
第一缓冲器，用于存储使用第一增益介质和第二增益介质中的任何一个、波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第二光学谐振单元产生的波长扫描光，并将第三波长扫描光与存储的波长扫描光进行耦合以输出波长扫描光，其中，第三波长扫描光是使用第一增益介质和第二增益介质中的任何一个、波长扫描滤波器、第一光学谐振单元和第二光学谐振单元产生的，并在与存储的波长扫描光的波长范围不同的波长范围内被扫描；
第一光放大器，用于通过放大从第一缓冲器输出的波长扫描光中的使用第一增益介质产生的波长扫描光来产生第一波长扫描光；
第二光放大器，与第一光放大器并联连接，并通过放大从第一缓冲器输出的波长扫描光中的使用第二增益介质产生的波长扫描光来产生第二波长扫描光；
耦合单元，用于将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合，以输出用于发射的输出波长扫描光；
控制器，用于通过控制施加到第一光放大器和第二光放大器的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个来控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围。
17.一种发射波长扫描光的方法，所述方法包括：
控制施加到第一光发生器的第一增益介质和第二光发生器的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，以控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围；
在第一光发生器中基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光；
在第二光发生器中基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光；
通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来发射输出波长扫描光。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，控制的步骤包括：控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，使得输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，控制的步骤包括：控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的导通/截止时序，使得第一波长扫描光的波长范围与第二波长扫描光的波长范围不彼此重叠。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
提取在第一波长扫描光、第二波长扫描光和输出波长扫描光中的任何一个的预定波长范围内的光信号；以及
产生同步信号，所述同步信号用于基于提取的光信号分别将在第一光发生器和第二光发生器中的在第一增益介质和第二增益介质中执行光的受激发射和放大的操作与在第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器中扫描光的波长的操作进行同步，
其中，控制的步骤包括：通过基于同步信号产生施加到第一增益介质和第二增益介质的电流以及施加到第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器的电压来控制第一增益介质、第二增益介质、第一波长扫描滤波器和第二波长扫描滤波器的操作。
21.一种光学相干断层扫描设备，包括：
发光设备，用于控制施加到第一光发生器的第一增益介质和第二光发生器的第二增益介质的电流的大小和导通/截止时序中的至少一个，以控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围；在第一光发生器中基于施加到第一增益介质的电流来产生具有第一中心波长的第一波长扫描光；在第二光发生器中基于施加到第二增益介质的电流来产生具有第二中心波长的第二波长扫描光；通过将第一波长扫描光和第二波长扫描光进行耦合来发射输出波长扫描光；
干涉仪，用于将输出波长扫描光分离为测量光和参考光，将测量光辐射到目标对象上，并接收在测量光被目标对象反射时返回的响应光；
检测器，用于检测由于响应光和参考光而产生的干涉信号；
图像信号处理器，用于通过使用检测到的干涉信号来产生目标对象的断层扫描图像。
22.根据权利要求21所述的光学相干断层扫描设备，其中，发光设备控制第一波长扫描光和第二波长扫描光中的每一个的强度和波长范围，使得输出波长扫描光的光谱具有高斯形状。
23.根据权利要求21所述的光学相干断层扫描设备，其中，发光设备控制施加到第一增益介质和第二增益介质的电流的导通/截止时序，使得第一波长扫描光的波长范围与第二波长扫描光的波长范围不彼此重叠。
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