ES2613256T3

ES2613256T3 - Instrumento espectroscópico y proceso para análisis espectral

Info

Publication number: ES2613256T3
Application number: ES11808601.6T
Authority: ES
Inventors: Claudia Gorschboth; Tobias Jeglorz; Ole Massow; Henning WISWEH; Klaus Vogler
Original assignee: Wavelight GmbH
Current assignee: Wavelight GmbH
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2017-05-23
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: EP2798321B1; JP6014166B2; AU2011384697A1; WO2013097874A1; KR20160086990A; KR20140108668A; EP2798321A1; KR101768050B1; JP2015506471A; CA2856570A1; PT2798321T; CN104040308A; CN104040308B; AU2011384697B2; PL2798321T3; US20140362384A1; IN2014KN01350A; DK2798321T3

Abstract

Instrumento espectroscópico (38), que incluye: un primer componente óptico (48) configurado para dividir de manera espacial espectralmente un haz de luz (46) policromática que incide sobre el primer componente óptico (48), en donde el primer componente óptico (48) exhibe una dispersión angular (dθ/dk), en cuyo caso un ángulo de refracción (θ) del haz de luz (46a, 46c) que emerge del primer componente óptico (48) en relación con el haz de luz (46) que entra en el primer componente óptico (48) depende de manera no lineal sobre el número de onda (k), un objetivo (50) configurado para encaminar distintas regiones espectrales (B1, B2, B3) del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido sobre diferentes regiones espaciales (52a, 52b, 52c), en donde el objetivo (50) está dispuesto en relación con el primer componente óptico (48) de tal manera que el primer componente óptico (48) está ubicado en el centro de una pupila de entrada del objetivo (50), y en donde el objetivo (50) está configurado para encaminar el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido por el primer componente óptico de tal manera que las medianas (Mk1, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre sí en el espacio k, de distintas regiones espectrales (B1, B2, B3) están enfocadas a diferentes focos (78a, 78b, 78c), cuyos centros están situados equidistantes entre sí en el espacio de configuración, y un sensor (54), situado aguas abajo del objetivo (50) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, con una pluralidad de elementos sensores (54a, 54b, 54c) sensibles a la luz, estando dispuestos los elementos sensores (54a, 54b, 54c) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, configurado cada elemento sensor (54a, 54b, 54c) para registrar la intensidad de un sector espectral (A1, A2, A3) del haz de luz (46) y las medianas (Mk1, Mk2, Mk3) de los sectores espectrales (A1, A2, A3) están situadas equidistantes entre sí en el espacio k, donde k indica el número de onda.

Description

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DESCRIPCION

Instrumento espectroscopico y proceso para analisis espectral

La invencion se refiere un instrumento espectroscopico, en particular un sistema de formacion de imagenes para un instrumento espectroscopico, a un sistema para la tomograffa de coherencia optica y tambien a un proceso para analisis espectral.

La tomograffa de coherencia optica (OCT para abreviar) sirve para un examen estructural bidimensional y tridimensional (2D y 3D para abreviar) de un especimen. En el asf llamado OCT de dominio espectral (SD OCT para abreviar) o en el asf llamado OCT de dominio de frecuencia (FD OCT para abreviar) una banda ancha espectralmente, es decir un haz de luz policromatica es analizado espectralmente. Con este proposito se hace funcionar un instrumento espectroscopico. El haz de luz es acoplado al instrumento espectroscopico, es dividido espectralmente en el, y una distribucion de intensidad espectral (un espectro) I es registrado con la ayuda de un sensor que tiene varios elementos sensores. A partir de esta distribucion de intensidad espectral I se puede deducir a continuacion la estructura espacial del especimen, y puede ser determinado un tomograma unidimensional (1D para abreviar) del especimen (un asf llamado escaneo A).

Para determinar un escaneo A, la distribucion de intensidad espectral I debena ser una distribucion sobre el numero de onda k, es decir I = I(k), por lo que las periodicidades que aparecen aqu (las asf llamadas frecuencias de modulacion) proporcionan informacion acerca de la estructura espacial del especimen directamente. Las frecuencias de modulacion pueden ser facilmente determinadas a partir de la distribucion de intensidad espectral si sus valores de intensidad estan disponibles para distintos numeros de onda k que difiere en entre sf por un intervalo de numero de onda fijo Ak (o un multiplo del mismo). Esto permite la formacion de imagenes del espectro lineal sobre el numero de onda k.

Sin embargo, en instrumentos espectroscopicos convencionales para medir la distribucion de intensidad espectral se forma generalmente la imagen del espectro en el sensor de tal manera que los valores de intensidad son registrados para distintas longitudes de onda A que difieren entre sf sustancialmente en un intervalo de longitud de onda fijo AA (o un multiplo del mismo). Es decir, la distribucion de intensidad espectral se muestrea linealmente sobre la longitud de onda A. Como la longitud de onda A y el numero de onda k estan conectados entre sf de manera no lineal mediante k = 2n/A, el espectro esta por consiguiente disponible de una forma no lineal sobre k. Para la determinacion de las frecuencias de modulacion, un espectro I(k) que es lineal sobre k por lo tanto ha de ser determinado desde a partir del espectro I(A) que es lineal sobre A por tratamiento de datos adecuado. Este procedimiento es llamado re-muestreo. El re-muestreo requiere un cierto tiempo de computacion, lo que dificulta una rapida representacion de las senales de OCT, particularmente cuando grandes cantidades de datos estan siendo determinadas para la distribucion de intensidad espectral. Ademas, el re-muestreo es generalmente acompanado por una cafda en sensibilidad sobre la profundidad de medicion (es decir una perdida de calidad en la relacion senal a ruido, llamada cafda SNR, termino medio de SNR o cafda de sensibilidad).

Una informacion mas amplia sobre la tomograffa de coherencia optica, particularmente sobre el analisis espectral en conexion con la tomograffa de coherencia optica, puede ser acumulada a partir de las siguientes publicaciones:

W. Drexler, J.G. Fujimoto: Optical Coherence Tomography: Technology and Applications, Springer Verlag, Berlin Heidelberg New York 2010;

V.M. Gelikonov, G.V. Gelikonoc, P.A. Shilyagin: Linear-Wavenumber Spectrometer for High-Speed Spectral-Domain Optical Coherence Tomography. Optics and Spectroscopy, 106, 459-465, 2009;

V.M. Gelikonov, G.V. Gelikonoc, P.A. Shilyagin: Linear-wave-number Spectrometer for spectral domain optical coherence tomography, Proc. SPIE 6847, 68470N, 2008;

Z. Hu, A.M. Rollins: Fourier domain optical coherence tomography with a linear-in-wavenumber spectrometer, Optics Letters, 32, 3525-3527, 2007.

El documento US 2011/102802 A1 se refiere a un GRISM k-lineal que es una combinacion de un prisma y una rejilla, en la que la dispersion de numero de onda del prisma equilibra la dispersion de numero de onda de la rejilla. Alternativamente, una rejilla holografica "gorjeada" puede ser confeccionada a medida para replicar la funcion de transmision del GRISM.

Es un objeto de las realizaciones de la invencion especificar un instrumento espectroscopico, en particular un sistema de formacion de imagenes para un instrumento espectroscopico, un sistema para tomograffa de coherencia optica y tambien un proceso para analisis espectral que permita una determinacion rapida de tomogramas de alta calidad de imagen.

Este objeto es conseguido por un instrumento espectroscopico de acuerdo con la reivindicacion 1 o 7, un sistema para tomograffa de coherencia optica de acuerdo con la reivindicacion 8, y un proceso para analisis espectral de acuerdo con la reivindicacion 9 o 10.

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De acuerdo con realizaciones ventajosas, un instrumento espectroscopico incluye un primer componente optico para division espectral espacial de un haz de luz policromatica que impacta sobre el primer componente optico, un objetivo, que encamina distintas regiones espectrales del haz de luz dividido sobre diferentes regiones espaciales, y tambien un sensor, situado aguas abajo del objetivo en el trayecto del haz del haz de luz, con una pluralidad de elementos sensores sensibles a la luz, estando dispuestos los elementos sensores en el trayecto del haz del haz de luz dividido de tal manera que cada elemento sensor registra la intensidad de un sector espectral del haz de luz y los intermedios de los sectores espectrales estan situados equidistantes entre sf en el espacio k, donde k indica el numero de onda. En otras palabras: despues de pasar a traves del primer componente optico y el objetivo, se forma la imagen del espectro del haz de luz policromatica sobre el sensor linealmente sobre el numero de onda k.

Por consiguiente el propio instrumento espectroscopico proporciona una distribucion de intensidad espectral que es lineal sobre el numero de onda k. Un re-muestreo posterior de los datos en bruto que han sido emitidos desde el instrumento espectroscopico no es por tanto necesario. El instrumento espectroscopico propuesto hace posible que se reduzca el tiempo requerido para la extraccion de un tomograma de OCT. Ademas, puede ser evitada y/o reducida una perdida de sensibilidad, sobre la profundidad de medicion, debido al re-muestreo.

El primer componente optico puede tener la forma de un componente de difraccion. En particular, un componente de difraccion puede tener la forma de una rejilla de difraccion, una rejilla de transmision, una rejilla de reflexion, una rejilla de volumen, una rejilla de relieve, una rejilla de amplitud, una rejilla holografica y/o una placa de zona de Fresnel. Los centros de difraccion del componente de difraccion estan constituidos, en particular, por hendiduras, ranuras, lamas, pletinas y/o zonas de Fresnel. Los centros de difraccion del primer componente optico pueden estar dispuestos de manera no equidistante entre sf, en particular, con una separacion entre centros de difraccion redproca ligeramente variable. En particular, los centros de difraccion del primer componente optico estan dispuestos uno con respecto al otro de tal manera y/o el primer componente optico esta dispuesto en relacion con el haz de luz incidente de tal manera que el primer componente optico exhibe una dispersion angular d0/dk, en cuyo caso el angulo de difraccion 0 del haz de luz que emerge desde el primer componente optico en relacion con el haz de luz que entra en el primer componente optico depende del numero de onda k. En la medida en que es una cuestion de difraccion, solamente el primer orden de difraccion esta comprendido en lo que sigue. Los centros de difraccion pueden exhibir una constante de rejilla ligeramente variable.

El primer componente optico puede tener la forma de un componente de dispersion. Un componente de dispersion puede tener la forma de una estructura en forma de cuna y/o un prisma, en particular un prisma de dispersion y/o prisma de reflexion. La geometna (por ejemplo, el angulo de refraccion a), el material (por ejemplo, vidrio) y/o las propiedades opticas del material (por ejemplo, el mdice de refraccion n(k) y/o la dispersion dn/dk) del prisma pueden ser seleccionados de tal manera y/o el prisma puede estar dispuesto en relacion con el haz de luz incidente de tal manera que el primer componente optico exhiba una dispersion angular d0/dk, en cuyo caso el angulo de desviacion 0 del haz de luz que emerge del primer componente optico en relacion con el haz de luz que entra en el primer componente optico depende del numero de onda k.

El primer componente optico puede tener la forma de un prisma de rejilla (un asf llamado grism). El prisma de rejilla puede tener la forma de una unidad modular que consiste de un componente de dispersion (por ejemplo, un prisma) y un componente de difraccion (por ejemplo, una rejilla de difraccion). La unidad modular puede haber sido disenada de tal manera que el componente de dispersion y el componente de difraccion estan dispuestos de manera no ajustable entre sf. Con este proposito una pluralidad de centros de difraccion (por ejemplo, en virtud de revestimiento apropiado, deposito de vapor, formacion de relieve, marcado o similar) puede haber sido aplicado sobre una superficie de un prisma. La geometna (por ejemplo, el angulo de refraccion a), el material (por ejemplo, vidrio) y/o las propiedades opticas del material (por ejemplo, el mdice de refraccion n(k) y/o la dispersion dn/dk) del prisma pueden ser seleccionados de tal manera y/o los centros de difraccion de la rejilla de difraccion aplicada sobre el prisma pueden estar dispuestos entre sf de tal manera y/o el prisma de rejilla puede estar dispuesto en relacion con el haz de luz incidente de tal manera que el prisma de rejilla divida el haz de luz de acuerdo con una dispersion angular d0/dk combinada a partir de una dispersion angular de rejilla de la rejilla del prisma de rejilla y a partir de una dispersion angular de prisma del prisma del prisma de rejilla, en cuyo caso el angulo de desviacion 0 del haz de luz que emerge del primer componente optico en relacion con el haz de luz que entra en el primer componente optico depende del numero de onda k.

El objetivo puede exhibir propiedades tales como que un haz de rayos colimados, que emanan desde el primer componente optico sobre el lado del objeto, del haz de luz dividido es enfocado a un foco sobre el lado de la imagen de tal manera que despues de pasar a traves del objetivo, una separacion lateral del foco a partir de un eje optico del objetivo aumenta linealmente con el angulo de incidencia con un angulo creciente de incidencia en el que el haz de rayos colimado incide en el objetivo en relacion con el eje optico del objetivo.

El objetivo puede ser de diseno simetrico rotacionalmente. En particular, aloje activo puede ser de diseno simetrico cilmdricamente con respecto a su eje optico. El objetivo tiene la forma, en particular, de una lente de escaneo de campo plano, un objetivo f-theta o un objetivo f-theta telecentrico, en particular un objetivo f-theta que es telecentrico sobre el lado de la imagen. El objetivo puede exhibir una pupila de entrada ubicada fuera del objetivo. El objetivo puede estar dispuesto en relacion con el primer componente optico de tal manera que el primer componente optico, pero en particular tambien el punto sobre el primer componente optico en el que el haz de luz dividido emerge desde el primer componente

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optico, esta ubicado en el centro de la pupila de entrada del objetivo.

Alternativa o adicionalmente, el objetivo exhibe propiedades de formacion de imagen de carga de distorsion y/o cromatica lateral. El objetivo puede estar adaptado para encaminar el haz de luz dividido por el primer componente optico de tal manera que las medianas, situadas equidistantes entre s^ en el espacio k, de distintas regiones espectrales del haz de luz policromatica esten enfocadas a diferentes focos, cuyos centros estan situados equidistantes entre sf en el espacio de configuracion.

Para este proposito, por seleccion adecuada de los vidrios utilizados dentro del objetivo para los elementos de refraccion, en particular el material y/o sus formas, el objetivo puede exhibir tales propiedades de formacion de imagen de carga de distorsion y/o cromatica lateral que una separacion axial adicional, dependiendo de la longitud de onda, produzca resultados que obedecen a una funcion no lineal. En particular, este efecto puede ser utilizado por ajuste de la posicion y/u orientacion del objetivo en relacion con el trayecto de haz del haz de luz dividido por el primer componente optico de tal manera que el haz de luz dividido es encaminado por el objetivo de tal manera que las medianas, situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintos sectores espectrales esten enfocadas a diferentes focos, cuyos centros estan situados equidistantes entre sf en el espacio de configuracion.

"Lateral" significa a lo largo de un eje orientado perpendicular al eje optico del objetivo. “Cromatica" depende de la longitud de onda A. "Axial adicional" significa en la direccion lateral con una separacion desde el eje optico sin desvanecimiento.

El objetivo puede estar dispuesto en relacion con el primer componente optico de tal manera que el haz de luz dividido pasa a traves del objetivo sustancial o exclusivamente por encima de un plano en el cual esta situado un eje optico del objetivo. Adicional o alternativamente, el objetivo puede haber sido dispuesto en relacion al primer componente optico de tal manera que un eje optico del objetivo ha sido inclinado en relacion con la direccion de propagacion de un tren de ondas de haz de luz dividido que representa la mediana del espectro completo del haz de luz policromatica en el espacio k.

El instrumento espectroscopico puede incluir un segundo componente optico que tiene la forma de un componente de dispersion y/o de difraccion, que ha sido combinado con el objetivo de modo que forme una unidad modular de tal manera que el objetivo y el segundo componente optico esten dispuestos de manera no ajustable entre sf En particular, el segundo componente optico puede tener la forma de una accesorio de objetivo. El segundo componente optico puede haber sido dispuesto aguas arriba del objetivo en el trayecto de haz del haz de luz. Alternativamente, segundo componente optico puede haber sido dispuesto aguas abajo del objetivo en el trayecto del haz del haz de luz.

El primer componente optico, el objetivo, el sensor, los elementos sensores, una de las unidades modulares descritas antes y/o todos los demas componentes del instrumento espectroscopico pueden haber sido formados tal como sobre una placa base del instrumento espectroscopico de manera posicionalmente ajustable con la ayuda de medios de ajuste proporcionados para ello, tales como carriles, mesas deslizantes, articulacion de barra, postes, etapas de traslacion o etapas de rotacion. En particular, las posiciones y/u orientaciones mutuas del primer componente optico, del objetivo, del sensor, de los elementos sensores y/o de la unidad modular entre ellos mismos son ajustables, en particular de manera manual. Los componentes de una unidad modular, por otro lado, han sido conectados firmemente entre sf previamente de tal manera que la posicion y/u orientacion relativas de los mismos no es ajustable.

Los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores del sensor pueden estar dispuestos equidistantes entre sf Alternativamente, los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores del sensor pueden haber sido dispuestos espacialmente de acuerdo con los focos o los centros de los focos sobre los que el objetivo enfoca las medianas, situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales del haz de luz policromatica sobre el lado de la imagen. En particular, el sensor puede tener la forma de un sensor de lmea CCD o sensor de lmea CMOS en donde los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores se encuentran en lmea recta. Las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores pueden haber sido disenadas para ser de igual o de diferente tamano.

Un sistema de formacion de imagenes para un instrumento espectroscopico incluye uno de los primeros componentes opticos descritos antes, uno de los objetivos descritos antes y/o una de las unidades modulares descritas antes.

Un sistema para la tomograffa de coherencia optica incluye uno de los instrumentos espectroscopicos descritos antes. El sistema incluye ademas una fuente de luz para hacer disponible la luz policromatica coherente, y un divisor de haz que ha sido configurado para acoplar la luz policromatica coherente a un brazo de referencia y a un brazo de especimen, para superponer la luz retro-dispersada desde el brazo de referencia y desde el brazo de especimen de modo que forme un haz de luz policromatica, y acople el haz de luz policromatica al instrumento espectroscopico para el proposito de analisis espectral.

Un proceso para el analisis espectral comprende las operaciones de la reivindicacion 9 o 10.

En la medida en que un proceso u operaciones individuales de un proceso para analisis espectral es/son descritos en esta descripcion, el proceso u operaciones individuales del proceso pueden ser ejecutados por un aparato configurado

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de manera adecuada. Observaciones analogas se aplican a la elucidacion del modo de operacion de un aparato que ejecuta operaciones del proceso. En esta medida, las caractensticas del aparato y las caractensticas del proceso de esta descripcion son equivalentes. En particular, es posible realizar el proceso o las operaciones individuales del proceso con un ordenador sobre el cual es ejecutado un programa adecuado de acuerdo con la invencion.

La invencion sera elucidada ademas, a continuacion sobre la base de los dibujos adjuntos, de los que:

La fig. 1 muestra una representacion general esquematica de un sistema para tomograffa de coherencia optica de acuerdo con un ejemplo,

La fig. 2 muestra una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico,

Las figs. 3a a 3e muestra una representacion esquematica de una distribucion de medianas de distintas regiones espectrales,

Las figs. 4a y 4b muestran una ilustracion de un espectro que es lineal sobre la longitud de onda A y no lineal sobre el numero de onda k,

Las figs. 5a y 5b muestran una ilustracion de un espectro que es lineal sobre el numero de onda k y no lineal sobre la longitud de onda A,

La fig. 6 muestra una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico de acuerdo con un ejemplo,

La fig. 7 muestra una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico de acuerdo con un segundo ejemplo,

La fig. 8 muestra una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico de acuerdo con una primera realizacion de la invencion,

La fig. 9 muestra una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico de acuerdo con una primera realizacion de la invencion,

Las figs. 10a y 10b muestran una representacion esquematica de un instrumento espectroscopico de acuerdo con ejemplos, y

La fig. 11 muestra una representacion esquematica de un instrumento de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion.

Un sistema para la tomograffa de coherencia optica esta indicado generalmente en la fig. 1 por 10. El sistema 10 sirve en el caso ejemplar para examinar un objeto 12 mostrado en la forma de un ojo humano. La tomograffa de coherencia optica esta basada sobre SD OCT o sobre FD OCT.

El sistema 10 incluye una fuente de luz 14 para emitir un haz de luz 16 policromatica coherente. La fuente de luz 14 emite un espectro de luz coherente que es de banda ancha dentro del espacio de frecuencia. El haz de luz emitido desde la fuente de luz 14 es dirigido a un divisor de haz 18. El divisor de haz 18 es una parte constituyente de un interferometro 20 y divide la salida optica incidentes del haz de luz 16 de acuerdo con una relacion de division predeterminada, por ejemplo 50:50. Un haz de rayos 22 discurre dentro de un brazo de referencia 24; otro haz de rayos 26 discurre dentro de un brazo de especimen 28.

El haz de rayos 22 derivado al brazo de referencia 24 incide sobre un espejo 30 que refleja el haz de rayos 22 de forma colineal sobre el divisor de haz 18. Un tren optico 32 de enfoque y los componentes 34 de escaneo controlable estan previstos dentro del brazo del especimen 28. Los componentes 34 de escaneo controlable han sido configurados para encaminar el haz de rayos 26 que llega desde el divisor de haz 18 a traves del tren optico 32 de enfoque al objetivo 12. A este respecto el angulo de incidencia con el que el haz de rayos 26 que llega desde el divisor de haz 18 entra en el tren optico 32 de enfoque es ajustable con la ayuda de los componentes 34 de escaneo. En el ejemplo mostrado en la fig. 1 los componentes 34 de escaneo sido disenados para este proposito como espejos soportados giratoriamente. Los ejes de rotacion de los espejos pueden ser perpendiculares entre sf. El angulo de rotacion de los espejos es establecido, por ejemplo, con la ayuda de un elemento que opera de acuerdo con el principio de un galvanometro. El tren optico 32 de enfoque enfoca el haz de rayos 26 sobre o hacia el objeto 12.

El haz de rayos 26 retro-dispersado desde el objeto 12 en el brazo de especimen 28 es superpuesto en el divisor de haz 18 de forma colineal con el haz de rayos 22 reflejado desde el espejo 30 en el brazo de referencia 24 de modo que forme un haz de luz 36 policromatica. Las longitudes del trayecto optico en el brazo de referencia 24 y en el brazo de especimen 28 son sustancialmente igual de largas, de manera que el haz de luz 36 presenta una interferencia entre los haces de rayos 22 y 26 retro-dispersados desde el brazo de referencia 24 y el brazo de especimen 28. Un instrumento espectroscopico o espectrometro 38 registra la distribucion de intensidad espectral del haz de luz 36 policromatica.

En vez de la configuracion de espacio libre representada en la fig. 1, el interferometro 20 puede haber sido tambien

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realizado parcial o completamente con la ayuda de componentes de fibra optica. En particular, el divisor de haz 18 puede tener la forma de un divisor de haz de fibra optica y los rayos 16, 22, 26, 36 pueden ser guiados con la ayuda de fibras.

El instrumental espectroscopico 38 esta representado en mas detalle en la fig. 2. Como puede verse en la fig. 2, el haz de luz 36 que llega desde el divisor de haz 18 es acoplado al instrumental espectroscopico 38 con la ayuda de una fibra 40. La fibra termina en un colimador 44 mediante un acoplamiento de fibra 42. El colimador 44 puede comprender distintas lentes y ha sido configurado para recoger el haz de luz 36 que emerge de manera divergente desde la fibra 40, para formarlo en un haz de luz 46 policromatica colimado y dirigir el ultimo sobre un primer componente optico 48. Para el proposito de un diseno estructural compacto entre el colimador 44 y el primer componente optico 48, en el trayecto de haz del haz de luz 46 un espejo deflector adicional (no representado) puede haber sido dispuesto que ha sido configurado para encaminar el haz de luz 46 colimado hacia el primer componente optico 48.

El primer componente optico 48 sido configurado para dividir el haz de luz 46 policromatica que incide sobre el primer componente optico 48 espacialmente en sus constituyentes espectrales. De manera ejemplar se ha representado el recorrido de tres haces de luz colimados 46a, 46b, 46c de diferentes regiones espectrales del haz 46 de luz policromatica dividido. Un objetivo 50 recoge los haces de luz 46a, 46b, 46c y dirige los ultimos hacia diferentes regiones espaciales 52a, 52b, 52c. El objetivo 50 puede comprender varias lentes. El objetivo 50 exhibe una pupila de entrada (no representada) que esta dispuesta en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido aguas arriba de todas las superficies de refraccion del objetivo 50. El objetivo 50 puede estar dispuesto en relacion con el primer componente optico 48 de tal manera que el punto sobre el primer componente optico 48 en el cual emerge el haz de luz 46a, 46b, 46c dividido desde el primer componente optico 48 esta ubicado en el centro de la pupila de entrada del objetivo 50.

Hay un sensor 54 ubicado aguas abajo del objetivo 50 en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido con una pluralidad de elementos sensores 54a, 54b, 54c sensibles a la luz. En el ejemplo que se ha mostrado aqrn, el sensor 54 tiene la forma de una camara CMOS o una camara CCD (o camara en ltaea) que exhibe una pluralidad de pfxeles, por ejemplo 4096 pfxeles. Los elementos sensores 54a, 54b, 54c representan por consiguiente los pfxeles individuales de la camara 54. Los elementos sensores 54a, 54b, 54c estan dispuestos en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido de tal manera que cada elemento sensor 54a, 54b, 54c registra la intensidad de un sector espectral diferente Ai, A2, A3 del espectro del haz de luz 46. La totalidad de los valores de intensidad registrados por los elementos sensores 54a, 54b, 54c produce una distribucion de intensidad espectral en forma de una senal de salida 56.

La senal de salida 56 generada por el instrumento espectroscopico 38 es transferida a un dispositivo de control 60; vease la fig. 1. Sobre la base de la distribucion intensidad espectral registrada el dispositivo de control 60 discierne un tomograma del objeto 12. El dispositivo de control 60 controla los componentes 34 de escaneo de tal manera que es posible la extraccion de tomogramas de 1D, 2D y/o 3D. Los tomogramas discernidos son presentados sobre una unidad de presentacion 62 y pueden ser almacenados en una memoria 64.

El haz de luz 46 policromatica colimado consiste de un gran numero de trenes de ondas que se propagan sustancialmente en paralelo. En el caso de los trenes de ondas, las ondas planas armonicas pueden ser asumidas con objeto de simplicidad. Cada tren de ondas del haz de luz 46 es caracterizado precisamente por un vector de onda k. La direccion/orientacion del vector de onda k representa la direccion de propagacion del tren de ondas. La magnitud k del vector k, llamada el numero de onda k, es una medida de la separacion espacial de dos frentes de onda dentro del tren de ondas. La periodicidad espacial del tren de ondas es reflejada en la longitud de onda A. Se mantiene que A = (2n)/k.

El espectro 66 del haz de luz 46 esta representado esquematicamente en la fig. 3a. De manera ejemplar el espectro 66 en el espacio k consiste de tres regiones espectrales B1, B2, B3. Por "espacio k" ha de entenderse una ltaea recta o eje sobre el cual los numeros de onda k son ordenados linealmente por magnitud. Cada region B1, B2, B3 esta caracterizada por una mediana Mk1, Mk2, Mk3. Alternativamente, sin embargo para las implementaciones siguientes (tales como las que utilizan 4096 pfxeles), por ejemplo, pueden definirse tambien diferentes regiones espectrales con un numero correspondiente de medianas. En lo que sigue, la mediana Mk2 representa, al mismo tiempo, la mediana del espectro completo 66 en el espacio k.

Una mediana Mki (i = 1,2, 3) en el espacio k es determinada como sigue: Si los numeros de onda k1 a kni crecen dentro de una region espectral Bi (o sector espectral Ai) son ordenados por magnitud en una secuencia matematica, donde n representa el numero de numeros de onda dentro de la region Bi (sector Ai), entonces la mediana Mki en el caso de que ni sea impar significa el valor en el lugar (n + 1^)esimo y, en el caso en que n sea par, significa el valor medio derivado a partir de los valores en los lugares ni/2esimo y (n/2+1)esimo. Para una distribucion continua o casi continua de los numeros de onda k1 a kni dentro de la region espectral Bi (sector Ai), alternativamente la mediana puede estar constituida por el valor medio derivado de k1 y kni, donde k1 representa el numero de onda menor y kni representa el numero de onda mayor que aparece dentro de la region espectral Bi (sector Ai). Las observaciones correspondientes se aplican a la determinacion de una mediana en el espacio A.

Antes de que el haz de luz 46 afecte al primer componente optico 48, los trenes de ondas que estan caracterizados por los numeros de onda k1, k2, k3 correspondientes a las medianas Mk1, Mk2, Mk3 se mueven sustancialmente a lo largo del mismo trayecto 67 representado en trazos en la fig. 2. La direccion del trayecto 67 es determinada a partir de la direccion de los vectores de onda ki, k2, k3. Por consiguiente, todos los tres trenes de ondas pasan a traves de la ltaea recta x

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dibujada en la fig. 2, que corta el haz de luz 46, en la misma posicion xi = X2 = X3; vease la fig. 3b.

Despues de pasar a traves del primer componente optico 48 el espectro 66 ha sido dividido espacialmente (por ejemplo, de acuerdo con una cierta dispersion angular). El primer componente 48 cambia, dependiendo del numero de onda k, la orientacion de los vectores de onda ki, k2, k3 pero no las magnitudes de los mismos, es decir los propios numeros de onda ki, k2, k3. Esto significa que los trenes de ondas correspondientes a las medianas Mki, Mk2, Mk3 se mueven ahora sustancialmente a lo largo de diferentes trayectos 68a, 68b, 68c, similarmente representados en la fig. 2 como lmeas de trazos. La direccion de los trayectos 68a, 68b, 68c es determinada a partir de las direcciones respectivas de los vectores de onda ki, k2, k3. Por tanto los tres trenes de ondas pasan a traves de la lmea recta y dibujada en la fig. 2, que corta los trayectos 68a, 68b, 68c, en diferentes posiciones yi, y2, y3; vease la fig. 3c.

Los trayectos 68a, 68b, 68c pueden ser influenciados/encaminados tambien, en particular desviados, en el otro recorrido por el objetivo 50, de manera que los trenes de ondas correspondientes a las medianas Mki, Mk2, Mk3 pasan a traves de la lmea recta z dibujada en la fig. 2, que corta los trayectos 68a, 68b, 68c encaminados por el objetivo 50, en diferentes posiciones zi, z2, z3; vease tambien la fig. 3d.

En virtud del encaminamiento de los trenes de ondas lo largo de los trayectos 68a, 68b, 68c sobre los elementos sensores 54a, 54b, 54c, se forma la imagen del espectro 66 sobre el sensor 54. Los elementos sensores 54a, 54b, 54c registran cada uno una de las regiones espectrales Bi, B2, B3 o (mas generalmente) sectores Ai, A2, A3 de las regiones espectrales Bi, B2, B3; vease la fig. 3e. Deberfa observarse que las medianas Mki, Mk2, Mk3 de las regiones espectrales Bi, B2, B3 pueden coincidir con las medianas Mki, Mk2, Mk3 de los sectores espectrales Ai, A2, A3 pero no

necesariamente tienen que coincidir con ellas.

En instrumentos espectroscopicos convencionales 38 los elementos sensores individuales 54a, 54b, 54c del sensor 54 estan dispuestos en el trayecto de haz del haz de luz dividido 46, 46a, 46b, 46c de tal manera que los elementos sensores 54a, 54b, 54c registran sectores espectrales Ai, A2, A3, cuyas medianas MAi, MA2, MA3 en el espacio A estan situadas equidistantes entre si o estan situadas al menos de manera no lineal en el espacio k.

Este estado de cosas esta representado de manera mas precisa en los diagramas en las figs. 4a y 4b. El eje vertical muestra una numeracion continua de los elementos sensores 54a, 54b, 54c, que en el ejemplo mostrado aqu comienza en i y finaliza, a modo de ejemplo, en 4096. El eje horizontal en la fig. 4a muestra la longitud de onda A de las medianas MAi, MA2, MA3 de los diferentes sectores espectrales Ai, A2, A3 registrados por los elementos sensores 54a, 54b, 54c en unidades de pm. La curva 70 representada en la fig. 4a muestra una progresion aproximadamente lineal sobre la longitud de onda A (para comparacion, ademas se ha dibujado una lmea recta 7i). Consecuentemente se forma la imagen del espectro 66 sobre el sensor 54 de manera aproximadamente lineal sobre A.

Por otro lado, esto significa, en razon de la relacion no lineal k = 2n/A entre el numero de onda k y la longitud de onda A, que en el caso de instrumentos espectroscopicos convencionales 38 se forma la imagen del espectro 66 del haz 46 de luz policromatica sobre el sensor 54 de manera no lineal sobre el numero de onda k. Esto queda claro por el diagrama en la fig. 4b, que fue calculado con ayuda de la formula anterior a partir de los datos del diagrama de la fig. 4a y en que el eje horizontal muestra el numero de onda k de las medianas Mki, Mk2, Mk3 de los diferentes sectores espectrales Ai, A2, A3 registrados por los elementos sensores 54a, 54b, 54c en unidades de i/pm (para comparacion, ademas se ha dibujado una lmea recta 7i).

En el caso del instrumento espectroscopico 38 de acuerdo con la invencion los elementos sensores 54a, 54b, 54c del sensor 54 estan dispuestos en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido de tal manera que las medianas Mki, Mk2, Mk3 de los sectores espectrales Ai, A2, A3 del espectro 66 del haz de luz 46 registradas por los elementos sensores 54a, 54b, 54c estan situados equidistantes entre si en el espacio k.

Este estado de cosas esta de nuevo representado en la fig. 5b. El eje vertical muestra de nuevo una numeracion continua de elementos sensores 54a, 54b, 54c desde i a 4096. El eje horizontal muestra el numero de onda k de las medianas Mki, Mk2, Mk3 de los diferentes sectores espectrales Ai, A2, A3 registrados por los elementos sensores 54a, 54b, 54c en unidades de i/pm. Dentro de un intervalo de desde 6,9/pm a 9,3/pm que esta mostrado de manera ejemplar la curva 72 muestra una progresion lineal sobre el numero de onda k. Consecuentemente se forma la imagen del espectro 66 del haz 46 de luz policromatica sobre el sensor 54 linealmente sobre el numero de onda k. La fig. 5a muestra la progresion calculada, resultante de la fig. 5b, sobre la longitud de onda A, que no es lineal (por comparacion, ademas se ha dibujado una lmea recta 7i).

En las figs. 8, 9 y ii estan representadas distintas realizaciones del instrumento espectroscopico 38 de acuerdo con la invencion. Meramente para mejor claridad, en algunos de estos casos solamente se han representado dos haces de luz 46a y 46c, pero no el tercer haz de luz 46b ejemplar. El haz de luz 46a (46b o 46c) representa un tren de ondas que esta caracterizado por un numero de onda ki (k2 o k3) que corresponde con la mediana Mki (Mk2 o Mk3) de la region espectral Bi (B2 o B3). Se mantiene que Mki < Mk2 < Mk3.

En un primer ejemplo representado en la fig. 6, el primer componente optico 48 tiene la forma de una rejilla de difraccion. Los centros de difraccion de la rejilla de difraccion 48 estan dispuestos uno con respecto al otro de tal manera y la rejilla

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de difraccion 48 esta orientada en relacion al haz de luz incidente 46 de tal manera que el primer componente optico 48 exhibe una dispersion angular d0/dk, en cuyo caso el angulo de difraccion 0 del haz de luz 46a, 46c que emerge desde el primer componente optico 48 en relacion al haz de luz 46 que entra en el primer componente optico 48 depende linealmente del numero de onda k, es decir d0/dk = constante. Por consiguiente se mantiene que 0i/ki = 03/k3, donde 01 es el angulo de difraccion mediante el cual el haz de luz 46a es desviado y 03 es el angulo de difraccion por el que el haz de luz 46c es desviado.

En un segundo ejemplo representado en la fig. 7, el primer componente optico 48 tiene la forma de un prisma de rejilla e incluye un prisma 74 y una rejilla de difraccion 76 con una pluralidad de centros de difraccion, que han sido aplicados sobre una cara de entrada 77a del prisma 74. Alternativamente, la rejilla de difraccion 76 puede haber sido aplicada tambien sobre una cara de salida 77b del prisma 74. El angulo de refraccion a, el material y el mdice de refraccion n(k) del material del prisma 74 han sido seleccionados de tal manera, los centros de difraccion de la rejilla de difraccion 76 han sido dispuestos uno con respecto otro de tal manera y tambien el prisma de rejilla 48 ha sido orientado en relacion al haz de luz incidente 46 de tal manera que el prisma de rejilla 48 divide el haz de luz 46 de acuerdo con una dispersion angular d0/dk combinada a partir de una dispersion angular del prisma del prisma 76 y a partir de una dispersion angular de rejilla de la rejilla 74, en cuyo caso el angulo de desviacion 0 del haz de luz 46a, 46c que emerge desde el prisma de rejilla 48 en relacion con el haz de luz 46 que entra en el prisma de rejilla 48 depende linealmente sobre el numero de onda k, es decir d0/dk = constante. Por consiguiente, aqu tambien se mantiene que 0i/ki = 03/k3, donde 0i es el angulo de difraccion por el cual el haz de luz 46a es desviado y 03 es el angulo de difraccion por el cual el haz de luz 46c es desviado.

El objetivo 50 del primer y segundo ejemplos mostrados en las figs. 6 y 7 tiene tales propiedades que un haz 46a o 46c de rayos sustancialmente colimados del haz de luz 46 dividido que emana desde el primer componente optico 48 sobre el lado del objeto es enfocado a un foco 78a, 78c sobre el lado de la imagen de tal manera despues de pasar a traves del objetivo 50 que una separacion lateral Da, Dc del foco 78a, 78c desde un eje optico 80 del objetivo 50 aumenta linealmente con el angulo de incidencia 5i, 83 con un angulo creciente de incidencia 61, 83 con el que el haz de rayos 46a, 46c es incidente en el objetivo 50 en relacion con el eje optico 80. Con este proposito el objetivo tiene la forma, por ejemplo, de un objetivo f-theta.

En las figs. 8 y 9 se ha mostrado una primera realizacion de la invencion. En las figs. i0a y i0b se han mostrado ejemplos. En la fig. ii se ha mostrado una segunda realizacion de la invencion.

En las figs. 8, 9, i0a, i0b y ii. En estas realizaciones y ejemplos el primer componente optico 48 tiene la forma, por ejemplo, de una rejilla de difraccion convencional con centros de difraccion dispuestos espacialmente equidistantes entre sf, o de un prisma de dispersion convencional. El primer componente optico 48 exhibe una dispersion angular d0/dk, en cuyo caso el angulo de difraccion 0 del haz de luz 46a, 46c que emerge desde el primer componente optico 48 en relacion con el haz de luz 46 que entra en el primer componente optico 48 depende de modo no lineal sobre el numero de onda k, es decir d0/dk t constante.

En la primera realizacion y en los ejemplos de las figs. i0a y i0b el objetivo 50 exhibe tales propiedades de formacion de imagen que el haz de luz 46a, 46b, 46c dividido por el primer componente optico 48 es encaminado por el objetivo 50 de tal manera que las medianas Mki, Mk2, Mk3, situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales Bi, B2, B3 son enfocadas a diferentes focos 78a, 78b, 78c, cuyos centros estan situados equidistantes entre sf en el espacio de configuracion; veanse, por ejemplo, las figs. 9, i0a y i0b. Asf el objetivo 50 encamina los haces de luz 46a, 46b, 46c a las posiciones zi, z2, z3 a lo largo de la lmea recta z mostrada en la fig. 2, que corta el trayecto del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido encaminado por el objetivo 50, que estan situados equidistantes espacialmente entre si; vease la fig. 3d. Con este proposito el objetivo 50 exhibe tales propiedades que el encaminamiento de un haz de luz 46a, 46b, 46c depende de su numero de onda k.

En las figs. 8 y 9 se ha representado la primera realizacion de la invencion. En estos casos, en virtud de una seleccion adecuada de los vidrios que son utilizados dentro del objetivo 50 para los elementos de refraccion el objetivo 50 exhibe propiedades de formacion de imagen cromatica lateral. Estas propiedades de formacion de imagen cromatica lateral son tales que resulta una separacion axial adicional, dependiendo de la longitud de onda, que obedece una funcion no lineal. Este efecto es utilizado por ajuste de la posicion y/o de la orientacion del objetivo 50 en relacion con el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c dividido de tal manera que el haz de luz 46a, 46b, 46c dividido es encaminado por el objetivo 50 de tal manera que las medianas Mki, Mk2, Mk3 situadas equidistantes entre si en el espacio k, de distintas regiones espectrales Bi, B2, B3 son enfocadas a diferentes focos 78a, 78b, 78c, cuyos centros estan situados equidistantes entre si en el espacio de configuracion. El ajuste es efectuado descentrando y/o inclinando el objetivo 50.

En la primera realizacion, en la fig. 8, puede verse un descentrado del objetivo 50. El objetivo 50 esta dispuesto en relacion al primer componente optico 48 de tal manera que el haz de luz 46a, 46c dividido pasa a traves del objetivo 50 sustancialmente por encima de un plano 82 en el que esta situado el eje optico 80 del objetivo 50.

En la primera realizacion, en la fig. 9, puede verse una inclinacion del objetivo 50. El objetivo 50 esta dispuesto en relacion al primer componente optico 48 de tal manera que el eje optico 80 del objetivo 50 esta inclinado en relacion con la direccion de propagacion k2 de un tren de ondas del haz de luz dividido 46b que representa la mediana Mk2 del

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espectro 66 del haz 46 de luz policromatica en el espacio k. El angulo £2 mostrado en la fig. 9 entre el eje optico 80 y la direccion de propagacion k2 es por consiguiente diferente de cero.

En las figs. 10a y 10b se han mostrados ejemplos. En estos casos el instrumento espectroscopico 38 incluye un segundo componente optico 82' que tiene la forma de un prisma, que ha sido combinado con el objetivo 50 de modo que forme una unidad modular 84 de tal manera que el objetivo 50 y el segundo componente optico 82' estan dispuestos de manera no ajustable entre sf Alternativamente, el segundo componente optico 82' puede tener la forma de un elemento optico en forma de cuna. El segundo componente optico 82' y el objetivo exhiben, en combinacion, tales propiedades que el haz de luz 46a, 46b, 46c dividido es encaminado de tal manera al pasar a traves de la unidad modular 84 que las medianas Mki, Mk2, Mk3 situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales Bi, B2, B3 del espectro 66 del haz de luz 46 son enfocadas a diferentes focos 78a, 78b, 78c, cuyos centros estan situados equidistantes entre sf en el espacio configuracion.

En la fig. 10a el segundo componente optico 82' esta dispuesto aguas arriba del objetivo 50 en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c. En este caso el segundo componente optico 82' tiene la forma de un accesorio de objetivo. En la fig. 10b, por otro lado, el segundo componente optico 82' esta dispuesto aguas abajo del objetivo 50 en el trayecto de haz del haz de luz 46a, 46b, 46c.

El primer componente optico 48, el objetivo 50, el sensor 54, los elementos sensores 54a, 54b, 54c, la unidad modular indicada por 84 y/o todos los demas componentes 40, 42, 44 del instrumento espectroscopico 38 pueden haber sido formados como tales sobre una placa base 88 del instrumento espectroscopico 38 de una manera posicionalmente ajustable con la ayuda de medios de ajuste 86 previstos para ello, tales como carriles, mesas deslizantes, articulaciones de barra, postes de espejo, etapas de traslacion o etapas de rotacion. En particular, las posiciones y/u orientaciones mutuas del primer componente optico 48, del objetivo 50, del sensor 54, de los elementos sensores 54a, 54b, 54c y/o de la unidad modular 84 entre uno y otro son ajustables, en particular manualmente. Por otro lado, los componentes 74 y 76 o 50 y 82' de las unidades modulares 48 y 84, respectivamente, han sido conectados firmemente entre sf previamente de tal manera que la posicion y/u orientacion relativa de los mismos no es/no son ajustables.

En la primera realizacion y en los ejemplos mostrados en las figs. 6 a 10b las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores 54a, 54b, 54c, del sensor 54 estan disenados para ser igual de grandes. Ademas, los centros de las superficies sensibles a la luz estan dispuestos equidistantes entre sf en el espacio de configuracion.

En la fig. 11 se ha mostrado una segunda realizacion del instrumento espectroscopico 38. En este caso el objetivo 50 tiene la forma de un objetivo convencional. El objetivo 50 exhibe tales propiedades de formacion de imagen que el haz de luz 46a, 46b, 46c dividido por el primer componente optico 48 es encaminado por el objetivo 50 de tal manera que las medianas Mk1, Mk2, Mk3, situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales B1, B2, B3 son enfocadas a diferentes focos 78a, 78b, 78c cuyos centros estan situados de forma no equidistante unos con respecto a otros en el espacio de configuracion. Por otro lado, en esta realizacion los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensibles a la luz 54a, 54b, 54c del sensor 54 estan dispuestos de acuerdo con los focos 78a, 78b, 78c a los que el objetivo 50 enfoca las medianas Mk1, Mk2, Mk3 situadas equidistantes entre si en el espacio k de distintas regiones espectrales B1, B2, B3 sobre el lado de la imagen. A este respecto los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores 54a, 54b, 54c estan situados de manera no equidistante entre si en el espacio de configuracion. Las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores 54a, 54b, 54c son grandes de forma variable.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Instrumento espectroscopico (38), que incluye:

un primer componente optico (48) configurado para dividir de manera espacial espectralmente un haz de luz (46) policromatica que incide sobre el primer componente optico (48),

en donde el primer componente optico (48) exhibe una dispersion angular (d0/dk), en cuyo caso un angulo de refraccion (0) del haz de luz (46a, 46c) que emerge del primer componente optico (48) en relacion con el haz de luz (46) que entra en el primer componente optico (48) depende de manera no lineal sobre el numero de onda (k),

un objetivo (50) configurado para encaminar distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido sobre diferentes regiones espaciales (52a, 52b, 52c), en donde el objetivo (50) esta dispuesto en relacion con el primer componente optico (48) de tal manera que el primer componente optico (48) esta ubicado en el centro de una pupila de entrada del objetivo (50), y en donde el objetivo (50) esta configurado para encaminar el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido por el primer componente optico de tal manera que las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) estan enfocadas a diferentes focos (78a, 78b, 78c), cuyos centros estan situados equidistantes entre si en el espacio de configuracion, y

un sensor (54), situado aguas abajo del objetivo (50) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, con una pluralidad de elementos sensores (54a, 54b, 54c) sensibles a la luz,

estando dispuestos los elementos sensores (54a, 54b, 54c) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, configurado cada elemento sensor (54a, 54b, 54c) para registrar la intensidad de un sector espectral (Ai, A2, A3) del haz de luz (46) y las medianas (Mki, Mk2, Mk3) de los sectores espectrales (Ai, A2, A3) estan situadas equidistantes entre si en el espacio k, donde k indica el numero de onda.
2. Un instrumento espectroscopico (38) segun la reivindicacion i, en donde el objetivo (50) exhibe las propiedades de formacion de imagen cromatica lateral.
3. Un instrumento espectroscopico (38) segun la reivindicacion i o 2, en donde el objetivo (50) esta dispuesto en relacion con el primer componente optico (48) de tal manera que el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido pasa a traves del objetivo (50) sustancialmente por encima de un plano (82) en el cual esta situado un eje optico (80) del objetivo (50).
4. Un instrumento espectroscopico (38) segun una de las reivindicaciones i a 3, en donde el objetivo (50) esta dispuesto en relacion con el primer componente optico (48) de tal manera que un eje optico (80) del objetivo (50) esta inclinado en relacion con la direccion de propagacion (k2) de un tren de ondas del haz de luz (46b) dividido que representa la mediana (Mk2) del espectro completo (66) del haz de luz (46) en el espacio k.
5. Un instrumento espectroscopico (38) segun una de las reivindicaciones i a 4, en donde el objetivo (50) esta configurado para enfocar un haz de rayos (46a, 46b, 46c) sustancialmente colimado del haz de luz (46) dividido que emana desde el primer componente optico (48) sobre el lado del objeto a un foco (78a, 78b, 78c) sobre el lado de la imagen despues de pasar a traves del objetivo (50), aumentando una separacion lateral (Da, Dc) del foco (78a, 78b, 78c) desde un eje optico (80) del objetivo (50) linealmente con el angulo de incidencia (5i, 83) con un angulo creciente de incidencia(5i, 83) en el que el haz de rayos (46a, 46c) es incidente en el objetivo (50) en relacion con el eje optico (80) del objetivo 50.
6. Un instrumento espectroscopico segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores del sensor estan dispuestos equidistantes entre sr
7. Un instrumento espectroscopico (38), que incluye:

un primer componente optico (48) configurado para dividir de manera espacial espectralmente un haz de luz (46) policromatica que incide sobre el primer componente optico (48),

en donde el primer componente optico (48) exhibe una dispersion angular (d0/dk), en cuyo caso un angulo de refraccion (0) del haz de luz (46a, 46c) que emerge desde el primer componente optico (48) en relacion con el haz de luz (46) que entra en el primer componente optico (48) depende de manera no lineal sobre el numero de onda (k),

un objetivo (50) configurado para encaminar distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido sobre diferentes regiones espaciales (52a, 52b, 52c), en donde el objetivo (50) exhibe tales propiedades de formacion de imagenes que el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido por el primer componente optico (48) es encaminado por el objetivo (50) de tal manera que las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre si en el espacio k, de distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) estan enfocadas a diferentes focos (78a, 78b, 78c), cuyos centros estan situados equidistantes entre si en el espacio de configuracion, y

un sensor (54), situado aguas abajo del objetivo (50) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, con

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una pluralidad de elementos sensores (54a, 54b, 54c) sensibles a la luz,

estando dispuestos los elementos sensores (54a, 54b, 54c) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido, estando cada elemento sensor (54a, 54b, 54c) configurado para registrar la intensidad de un sector espectral (A1, A2, A3) del haz de luz (46) y las medianas (Mki, Mk2, Mk3) de los sectores espectrales (Ai, A2, A3) estan situadas equidistantes entre sf en el espacio k, donde k indica el numero de onda, en donde los centros de las superficies sensibles a la luz del los elementos sensores (54a, 54b, 54c) del sensor (54) estan dispuestos espacialmente de acuerdo con los centros de los focos (78a, 78b, 78c) a los que el objetivo (50) enfoca las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre sf en el espacio k, de distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) sobre el lado de la imagen.
8. Sistema (10) para tomograffa de coherencia optica (OCT), que comprende: un instrumento espectroscopico (38) segun una de las reivindicacionesi a 7,

una fuente de luz (i4) configurada para proporcionar luz policromatica coherente (i6),

un divisor de haz (i8) configurado para acoplar la luz policromatica coherente (i6) a un brazo de referencia (24) y a un brazo de especimen (28), para superponer la luz (22, 26) retro-dispersada desde el brazo de referencia (24) y desde el brazo de especimen (28) de modo que forme un haz (36) de luz policromatica, y acoplar el haz (36) de luz policromatica en el instrumento espectroscopico (38) con el proposito de un analisis espectral.
9. Proceso para analisis espectral que comprende las siguientes operaciones:

division espectral espacial de un haz (46) de luz policromatica que incide sobre un primer componente optico (48),

en donde el primer componente optico (48) exhibe una dispersion angular (d0/dk), en cuyo caso un angulo de difraccion (0) del haz de luz (46a, 46c) que emerge desde el primer componente optico (48) en relacion al haz de luz (46) que entra en el primer componente optico (48) depende de manera no lineal del numero de onda (k),

encaminando una pluralidad de regiones espectrales (Bi, B2, B3) del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido sobre una pluralidad de diferentes regiones espaciales (52a, 52b, 52c) con la ayuda de un objetivo (50),

en donde el objetivo (50) esta dispuesto en relacion con el primer componente optico (48) de tal manera que el primer componente optico (48) esta ubicado en el centro de una pupila de entrada del objetivo (50), y

en donde el objetivo (50) esta configurado para encaminar el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido por el primer componente optico de tal manera que las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre si en el espacio k, de distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) estan enfocadas a diferentes focos (78a, 78b, 78c) cuyos centros estan situados equidistantes entre si en el espacio de configuracion, y

registrando una o mas intensidades desde el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido con la ayuda de un sensor (54) dispuesto aguas abajo del objetivo (50) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) con una pluralidad de elementos sensores (54a, 54b, 54c) sensible a la luz, estando cada elemento sensor (54a, 54b, 54c) configurado para registrar la intensidad de un sector espectral (Ai, A2, A3) del haz de luz (46) y estando las medianas (Mki, Mk2, Mk3) de los sectores espectrales (Ai, A2, A3) situadas equidistantes entre si en el espacio k, donde k indica el numero de onda.
10. Proceso para analisis espectral, que comprende las siguientes operaciones:

division espectral espacial de un haz (46) de luz policromatica que incide sobre un primer componente optico (48),

en donde el primer componente optico (48) exhibe una dispersion angular (d0/dk), en cuyo caso un angulo de difraccion (0) del haz de luz (46a, 46c) que emerge desde el primer componente optico (48) en relacion con el haz de luz (46) que entra en el primer componente optico (48) depende de manera no lineal del numero de onda (k),

encaminando una pluralidad de regiones espectrales del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido sobre una pluralidad de diferentes regiones espaciales (52a, 52b, 52c) con la ayuda de un objetivo (50),

en donde el objetivo (50) exhibe tales propiedades de formacion de imagenes que el haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido por el primer componente optico (48) es encaminado por el objetivo (50) de tal manera que las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre si en el espacio k, de distintas regiones espectrales (Bi, B2, B3) son enfocadas a diferentes focos (78a, 78b, 78c) cuyos centros no estan situados equidistantes entre si en el espacio de configuracion, y

registrando una o mas intensidades del haz de luz (46a, 46b, 46c) dividido con la ayuda de un sensor (54) dispuesto aguas abajo del objetivo (50) en el trayecto de haz del haz de luz (46a, 46b, 46c) con una pluralidad de elementos sensores (54a, 54b, 54c) sensibles a la luz, estando configurado cada elemento sensor (54a, 54b, 54c) para registrar la intensidad de un sector espectral (Ai, A2, A3) del haz de luz (46) y estando las medianas (Mki, Mk2, Mk3) de los sectores espectrales (Ai, A2, A3) situadas equidistantes entre si en el espacio k, donde k indica el numero de onda, en donde los centros de las superficies sensibles a la luz de los elementos sensores (54a, 54b, 54c) del sensor (54) estan dispuestos

espacialmente de acuerdo con los centros de los focos (78a, 78b, 78c) a los que el objetivo (50) enfoca las medianas (Mki, Mk2, Mk3), situadas equidistantes entre s^ en el espacio k, de distintas regiones espectrales (B1, B2, B3) sobre el lado de la imagen.