CN103827644A - 分光成像装置调整方法以及分光成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种调整分光成像装置的方法，其能够容易地对所述分光成像装置中各部件之间的相对布置关系进行调整。分光成像装置（30）包括：准直透镜（32）、衍射光栅（33）、聚光透镜（34）、阵列式光接收单元（35）、以及用于调整这些部件之间的相对布置关系的调整装置。对所述部件之间的相对布置关系进行调整，以使得标准具滤光器被布置在光输入至准直透镜（32）的光路上，并且由聚光透镜（34）聚集的各种波长的光的焦点均位于阵列式光接收单元（35）的特定路线上。
Description
技术领域
本发明涉及分光成像装置调整方法以及分光成像系统。
背景技术
分光成像装置包括：准直透镜，其使输入光准直；衍射光栅，其接收由准直透镜准直了的光并根据光的波长来沿不同的方向输出光；聚光透镜，其根据光的波长来将从衍射光栅输出的光聚集在不同位置；以及阵列式光接收单元。阵列式光接收单元包括沿着预定路线以阵列方式布置的多个光接收传感器，并且阵列式光接收单元通过使用其中的一个光接收传感器来接收由聚光透镜聚集的光。分光成像装置可测量输入光的光谱。
例如，分光成像装置可通过测量物质的吸收光谱来分析该物质的成分。此外，分光成像装置可通过测量由物体光束和参考光束形成的干涉条纹的光谱来获得物体的厚度或相对距离。
为了使用分光成像装置以高精确度测量光谱，需要知道被阵列式光接收单元的多个光接收传感器中的每一个接收到的光的波长。日本未经审查的专利申请公开第61-56922（专利文献1）以及2007年7/8月的期刊Journal of Biomedical Optics12（4），041205，由Mircea Mujat等人撰写的文章“Autocalibration ofspectral-domain optical coherence tomography spectrometersfor in vivo quantitative retinal nerve fiber layerbirefringence determination”（非专利文献1）描述了将分光成像装置中的阵列式光接收单元的每个光接收传感器与波长相关联的方法。
为了使用分光成像装置以高波长分辨率来测量光谱，由聚光透镜聚集的每种波长的光的焦点需要位于上述预定的路线上。然而，分光成像装置的各部件之间的相对布置关系可能由于外部撞击或随时间产生松动等原因而被改变。在这种情况下，当由聚光透镜聚集的各种波长的光的焦点偏离所述预定路线时，关于被测光谱的波长分辨率或检测效率降低。通过在专利文件1和非专利文献1中描述的方法，上述问题无法得到解决。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种能够在分光成像装置中容易地对各部件之间的相对布置关系进行调整的分光成像装置调整方法以及提供一种可应用这样的分光成像装置调整方法的分光成像系统。
解决问题的方案
为了解决上述问题，提供了调整分光成像装置的方法，所述分光成像装置包括：准直透镜，其使输入光准直；衍射光栅，其接收通过准直透镜准直了的光并根据光的波长来沿不同的方向输出光；聚光透镜，其根据光的波长来将从衍射光栅输出的光聚集在不同位置；以及阵列式光接收单元，其包括沿着预定路线（直线）以阵列方式布置的多个光接收传感器，并且阵列式光接收单元通过使用其中的一个光接收传感器来接收由所述聚光透镜聚集的光。在调整分光成像装置的方法中，标准具滤光器被布置在光输入至所述准直透镜的光路上，并且调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，使得在已通过标准具滤光器的光被输入到所述分光成像装置的状态下，由所述聚光透镜聚集的每种波长的光的焦点均位于所述预定路线上。
在本发明的调整分光成像装置的方法中，所述标准具滤光器的透射光谱的半峰全宽度（FWHM）可以小于所述阵列式光接收单元的波长分辨率。此外，所述标准具滤光器的透射光谱的自由光谱范围（FSR）可以是所述阵列式光接收单元的波长分辨率的十倍以上，并且由所述阵列式光接收单元接收到的光的波长带宽可以是所述标准具滤光器的透射光谱的FSR的十倍以上。
在本发明的调整分光成像装置的方法中，可以对由所述阵列式光接收单元接收到的光的强度分布执行傅里叶变换并可以获得空间频率分布，并且可以调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，以使得所述空间频率分布中的高频分量的值变大。在这种情况下，所述阵列式光接收单元中的每个光接收传感器都可以与一个波长相关联，以使得通过执行傅里叶变换获得的所述空间频率分布中的基波分量的相位与被分配给所述阵列式光接收单元中的每个光接收传感器的波数之间的关系是线性的。
在本发明的调整分光成像装置的方法中，可以调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，以使得所述阵列式光接收单元的多个光接收传感器各自的输出数值的α（α>1）次方值的总和变大。
作为本发明的另一个方面，提供了一种分光成像系统，其包括：准直透镜，其使输入光准直；衍射光栅，其接收通过所述准直透镜成准直的光并根据光的波长来以不同的方向输出光；聚光透镜，其根据光的波长来将从所述衍射光栅输出的光聚集在不同位置；阵列式光接收单元，其通过使用被沿着预定路线以阵列方式布置的多个光接收传感器之中的一个光接收传感器来接收由所述聚光透镜聚集的光；标准具滤光器，其被设置为根据需要布置在光输入至所述准直透镜的光路上或从所述光路上移除；以及调整装置，其用于调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系。
在本发明的分光成像系统中，所述标准具滤光器的透射光谱的FWHM可以小于所述阵列式光接收单元的波长分辨率。此外，所述标准具滤光器的透射光谱的FSR可以是所述阵列式光接收单元的波长分辨率的十倍以上，并且由所述阵列式光接收单元接收到的光的波长带宽可以是所述标准具滤光器的透射光谱的FSR的十倍以上。
发明的有益效果
根据本发明，在分光成像装置中可以容易地调整各部件之间的相对布置关系。
附图说明
图1是示出本发明的分光成像系统的实施例的示意图。
图2是图1的分光成像系统的实施例中的分光成像装置的示意图。
图3包括多个曲线图，它们各自示出了由阵列式光接收单元接收到的光的强度分布。
图4包括多个曲线图，它们各自示出了对图3的每个光强度分布执行傅里叶变换而获得的空间频率分布。
具体实施方式
本发明的实施例通过参考附图描述如下。附图用于进行说明而非旨在限制本发明的范围。在附图中，相同的数字表示相同的元件以避免多余的描述。在附图中尺寸的比例不一定精确。
图1是示出作为本发明的实施例的分光成像系统1的示意图。分光成像系统1包括光源10、标准具滤光器20、以及分光成像装置30，并且分光成像系统1能够对测量目标2的吸收光谱或干涉光谱进行测量。在测量吸收光谱的情况下，测量目标2是发射光学系统，其包括彼此相对的两个透镜以及布置在所述两个透镜之间的测量物体；而在测量干涉光谱的情况下，测量目标2是诸如迈克尔逊干涉仪、马赫—策德尔干涉仪等。
标准具滤光器20和测量目标2被各自设置为根据需要布置在从光源10延伸至分光成像装置30的光路上或从该光路上移除。可通过移动标准具滤波器20或测量目标2或者通过使用诸如光开关、分光器、光耦合器、或快门等切换所述光路来使标准具滤光器20和测量目标2各自根据需要布置在所述光路上或从所述光路上移除。
光源10可输出宽带连续光。作为光源10，可以优选地使用诸如超连续（SC）光源、放大自发发射（ASE）光源、超辐射发光二极管（SLD）等。标准具滤光器20由两个反射表面形成，每个反射表面都具有高反射系数，并且两个反射表面以一定距离彼此相对。优选地，标准具滤光器具有高精密度（high finesse）。
在标准具滤光器20中，设R为两个反射表面的每一个的反射系数、d为两个反射表面之间的有效光路长度（几何长度×折射率）、θ为倾斜角、λ为波长。假设标准具滤光器20中的光吸收被忽略。在这种情况下，标准具滤光器20的透射率T(λ)由等式（1）表示。标准具滤光器20的自由光谱范围（FSR）由等式（2）表示。标准具20的精密度由等式（3）表示。标准具滤光器20的透射光谱的峰值宽度，即，半峰全宽度（FWHM）由等式（4）表示。
T(λ)=1/{1+4R/(1-R)2*sin2(2πdsinθ/λ)}…（1）
FSR=λ2/2d…(2)
精密度=πR1/2/(1-R)…(3)
FWHM=FSR/精密度…(4)
例如，在标准具滤光器20中，假定两个反射表面每一个的反射系数R为95%，并且两个反射表面之间的有效光路长度为0.3mm。在这种情况下，在波长为1300nm时，标准具滤光器20的FSR为2.8nm，标准具滤光器20的精密度是61.2，并且标准具滤光器20的峰值宽度或FWHM为0.06nm。
标准具滤光器20的透射光谱T(λ)具有使得分别具有高透射率的多个波峰周期性地出现的特征。在标准具滤光器20中未出现光吸收的情况下，透射率的峰值理论上为1。在两个反射表面每一个的反射系数R均为接近1的情况下，透射光谱的峰值宽度或FWHM较窄。在该实施例中，优选地，两个反射表面每一个的反射系数R均为接近1（例如，90%或以上）。
分光成像装置30测量从测量目标2或标准具滤光器20到达分光成像装置30的光的光谱。图2是分光成像系统1中的分光成像装置30的示意图。分光成像装置30包括光导纤维31、准直透镜32、衍射光栅33、聚光透镜34、以及阵列式光接收单元35。分光成像装置30进一步包括用于调整准直透镜32、衍射光栅33、聚光透镜34、以及阵列式光接收单元35之间的相对布置关系的调整装置。
光导纤维31引导从测量目标2或标准具滤光器20输出的光并从其端面输出光。准直透镜32使从光导纤维31的端面输出的光准直。衍射光栅33接收通过准直透镜32准直后的光并根据光的波长以不同的方向输出光。聚光透镜34根据光的波长来将从衍射光栅33输出的光聚集在不同位置。阵列式光接收单元35包括沿着预定路线以固定间距布置为阵列的多个光接收传感器，并且该阵列式光接收单元35接收由聚光透镜34聚集的光。
用于调整所述相对布置关系的所述调整装置包括用于对准直透镜32、衍射光栅33、聚光透镜34、和阵列式光接收单元35中的每一个进行平移的装置以及用于改变这些部件的定向的装置。具体地，所述调整装置包括用于调整准直透镜32的位置的装置以及用于调整聚光透镜34和阵列式光接收单元35之间的距离的装置。作为上述的调整装置，诸如使用了可移动台等。
当在标准具滤光器20的两个反射表面每一个的反射系数R均为接近1的情况下从标准具滤光器20输出的光被分光成像装置30接收时，对于最佳的调整状态而言，被衍射光栅33散布的每种波长的光在阵列式光接收单元35的多个光接收传感器之中的相应光接收传感器中聚集。在这种情况下，如图3的（a）的区域中所示，在将阵列式光接收单元35中的多个光接收传感器布置为阵列所沿的预定路线上观察到光强度分布具有这样的图案：其中各自具有较窄宽度的多个波峰周期性地出现。
另一方面，在分光成像装置30的调整未处于最佳状态的情况下，被衍射光栅33散布的每种波长的光不仅被阵列式光接收单元35的多个光接收传感器之中的相应光接收传感器接收，而且还被所述相应光接收传感器附近的光接收传感器接收。在这种情况下，如图3的（b）的区域中所示，在将阵列式光接收单元35中的多个光接收传感器布置为阵列所沿的预定路线上观察到的光强度分布中，各个波峰的宽度均较宽。
因此，准直透镜32、衍射光栅33、聚光透镜34、以及阵列式光接收单元35之间的相对布置关系可以被调整，使得被阵列式光接收单元35接收到的光的强度分布中，各个波峰的宽度均如图3的（a）的区域中所示那样较窄。处于最佳调整状态的波峰宽度可以比衍射极限更窄。通过执行上述调整，通过聚光透镜34聚集的每种波长的光的焦点均位于在将阵列式光接收单元35中的多个光接收传感器布置为阵列所沿的预定路线上，这是最佳状态。
在分光成像装置30处于最佳调整状态的情况下，当对图3的（a）的区域中所示的光强度分布执行离散傅里叶变换时，获得了如图4的（a）的区域中所示的空间频率分布。在这种情况下的空间频率分布中，多个波峰周期性地出现并且基波分量（图4的（a）中用粗线绘制的分量）的峰值基本上等于高频分量的峰值。
另一方面，在分光成像装置30未处于最佳调整状态的情况下，当对图3的（b）的区域中所示的光强度分布执行离散傅里叶变换时，获得了如图4的（b）的区域中所示的空间频率分布。在这种情况下的空间频率分布中，多个波峰周期性地出现，高频分量的峰值小于基波分量（图4的（b）中用粗线绘制的分量）的峰值，并且峰值随着频率增加变得更小。
因此，构成所述分光成像装置的部件之间的相对布置关系可被调整，使得在空间频率分布中高频分量的值变大（即，如图4的（a）的区域中所示的高频分量的值），所述空间频率分布是通过对由阵列式光接收单元35接收到的光的强度分布执行傅里叶变换来获得的。同样通过执行上述调整，由聚光透镜34聚集的每种波长的光的焦点均位于在将阵列式光接收单元35中的多个光接收传感器布置为阵列所沿的预定路线上，这是最佳状态。
在这种情况下，阵列式光接收单元35的每个光接收传感器和波长之间的对应关系可以基于一个复变函数的相位来被修改，所述复变函数的相位是通过在执行傅里叶变换获得的空间频率分布中使用带通滤波器
提取基波分量并对所提取的基波分量执行傅里叶逆变换来获得的。更具体地，（1）将波数的初始值被分配给赋予以固定间距布置在阵列式光接收单元35中以固定间距布置的多个光接收传感器的每一个；（2）对通过上述滤波获得的复变函数的相位与上述波数的初始值之间的非线性分量被进行提取；以及（3）对多个光接收传感器的每一个的波数赋值被进行修改，使得非线性分量较小。
此外，准直透镜32、衍射光栅33、聚光透镜34、以及阵列式光接收单元35之间的相对布置关系可以被调整，以使得阵列式光接收单元35的多个光接收传感器各自的输出数值的α（α>1）次方值的总和变大。同样通过执行上述调整，由聚光透镜34聚集的每种波长的光的焦点均位于在将阵列式光接收单元35中的多个光接收传感器布置为阵列所沿的预定路线上，这是最佳状态。
为了有效地执行上述调整，标准具滤光器20的FSR需要大于阵列式光接收单元35的波长分辨率（分别对应于彼此相邻的两个光接收传感器的波长之间的差值）并且小于阵列式光接收单元35的波长带宽（分别对应于位于一端的光接收传感器和位于另一端的光接收传感器的波长之间的差值）。此外，优选地，标准具滤光器20的透射光谱的峰值宽度或FWHM小于阵列式光接收单元35的波长分辨率。
例如，假定阵列式光接收单元35中的光接收传感器的数目是256，并且阵列式光接收单元35的波长分辨率是0.2nm。标准具滤光器20如上述示例形成。此外，假定中心波长是1300nm。在这种情况下，在阵列式光接收单元35中每隔14至15个光接收传感器出现一个光强度的波峰，并且在最优调整的情况下光可以被聚集在一个光接收传感器中。作为执行傅里叶变换的结果，每隔18至19个光接收传感器出现一个高阶波峰，从而得到适于光轴调整的状态。
在标准具滤光器20的透射光谱的FSR的值相对于阵列式光接收单元35的波长分辨率较小的情况下，阵列式光接收单元35很难识别标准具滤光器的透射光谱的每个波峰。因此，FSR优选地是阵列式光接收单元35的波长分辨率的十倍以上。在阵列式光接收单元35的波长带宽的值相对于标准具滤光器20的透射光谱的FSR较小的情况下，可以仅对阵列式光接收单元35的波长带宽中的特定波长执行调整。因此，阵列式光接收单元35的波长带宽优选地是标准具滤光器20的透射光谱的FSR的十倍以上。此外，标准具滤光器20的透射光谱的FWHM小于阵列式光接收单元35的波长分辨率。只要满足上述条件，就能够有效地执行调整。
Claims (9)
1.一种调整分光成像装置的方法，所述分光成像装置包括：准直透镜，其使输入光准直；衍射光栅，其接收通过所述准直透镜成准直的光并根据所述光的波长来以不同的方向输出所述光；聚光透镜，其根据所述光的波长来将从所述衍射光栅输出的光聚集在不同位置；以及阵列式光接收单元，其包括沿着预定路线以阵列方式布置的多个光接收传感器，并且所述阵列式光接收单元通过使用所述多个光接收传感器之一来接收由所述聚光透镜聚集的光，其中
将标准具滤光器布置在光输入至所述准直透镜的光路上，并且
调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，使得在已通过所述标准具滤光器的光被输入到所述分光成像装置的状态下，由所述聚光透镜聚集的每种波长的光的焦点均位于所述预定路线上。
2.根据权利要求1所述的调整分光成像装置的方法，其中
所述标准具滤光器的透射光谱的半峰全宽度小于所述阵列式光接收单元的波长分辨率。
3.根据权利要求1或2所述的调整分光成像装置的方法，其中，
所述标准具滤光器的透射光谱的自由光谱范围是所述阵列式光接收单元的波长分辨率的十倍以上，并且
由所述阵列式光接收单元接收到的光的波长带宽是所述标准具滤光器的透射光谱的自由光谱范围的十倍以上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的调整分光成像装置的方法，其中
对由所述阵列式光接收单元接收到的光的强度分布执行傅里叶变换，并获得空间频率分布，并且
调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，以使得所述空间频率分布中的高频分量的值变大。
5.根据权利要求4所述的调整分光成像装置的方法，其中
所述阵列式光接收单元中的每个光接收传感器与一个波长相关联，以使得通过执行傅里叶变换获得的所述空间频率分布中的基波分量的相位与被分配给所述阵列式光接收单元中的每个光接收传感器的波数之间的关系是线性的。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的调整分光成像装置的方法，其中
调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系，以使得所述阵列式光接收单元的所述多个光接收传感器各自的输出数值的α（α>1）次方值的总和变大。
7.一种分光成像系统，其包括：
准直透镜，其使输入光准直；
衍射光栅，其接收通过所述准直透镜成准直的光并根据所述光的波长来以不同的方向输出所述光；
聚光透镜，其根据所述光的波长来将从所述衍射光栅输出的光聚集在不同位置；
阵列式光接收单元，其通过使用被沿着预定路线以阵列方式布置的多个光接收传感器之中的一个光接收传感器来接收由所述聚光透镜聚集的光；
标准具滤光器，其被设置为根据需要布置在光输入至所述准直透镜的光路上或从所述光路上移除；以及
调整装置，其用于调整所述准直透镜、所述衍射光栅、所述聚光透镜、以及所述阵列式光接收单元之间的相对布置关系。
8.根据权利要求7所述的分光成像系统，其中
所述标准具滤光器的透射光谱的半峰全宽度小于所述阵列式光接收单元的波长分辨率。
9.根据权利要求7或8所述的分光成像系统，其中，
所述标准具滤光器的透射光谱的自由光谱范围是所述阵列式光接收单元的波长分辨率的十倍以上，并且
由所述阵列式光接收单元接收到的光的波长带宽是所述标准具滤光器的透射光谱的自由光谱范围的十倍以上。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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