IT202200026169A1 - Optical filter for spectroscopy - Google Patents
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Description
Filtro ottico per spettroscopia Optical filter for spectroscopy
CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD
La presente invenzione si riferisce ad un filtro ottico, in particolare un interferometro di Mach-Zehnder, per sopprimere o attenuare la componente elastica di Rayleigh di una luce diffusa o riflessa. Detto filtro ottico ? integrabile in almeno un circuito fotonico. Inoltre, la presente invenzione si riferisce ad uno spettrometro che comprende detto filtro e un apparato per la spettroscopia, microscopia o endoscopia di Brillouin comprendente detto spettrometro. The present invention relates to an optical filter, in particular a Mach-Zehnder interferometer, for suppressing or attenuating the Rayleigh elastic component of a scattered or reflected light. Said optical filter is integrable in at least one photonic circuit. Furthermore, the present invention relates to a spectrometer comprising said filter and an apparatus for Brillouin spectroscopy, microscopy or endoscopy comprising said spectrometer.
STATO DELL?ARTE STATE OF THE ART
La spettroscopia di Brillouin ? una tecnica nota per misurare otticamente le propriet? meccaniche della materia. La diffusione luminosa di Brillouin ? un processo di diffusione inelastico derivante dall'interazione della luce con onde acustiche spontanee della materia (fononi acustici). La luce diffusa elasticamente (Rayleigh) da un sistema biologico presenta la medesima frequenza del fascio di illuminazione. Tuttavia, lo spettro mostra due bande laterali aggiuntive, solitamente definite come picchi di Brillouin Stokes (SB) e picchi di Brillouin Anti-Stokes (ASB), leggermente spostate di 1-20 GHz dalla frequenza di Rayleigh. Brillouin spectroscopy is a well-known technique for optically measuring the mechanical properties of matter. Brillouin light scattering is an inelastic scattering process resulting from the interaction of light with spontaneous acoustic waves of matter (acoustic phonons). Elastically scattered (Rayleigh) light from a biological system has the same frequency as the illumination beam. However, the spectrum shows two additional sidebands, usually referred to as Brillouin Stokes (SB) peaks and Brillouin Anti-Stokes (ASB) peaks, slightly shifted by 1-20 GHz from the Rayleigh frequency.
La frequenza e la larghezza di riga dei picchi di Brillouin sono indicative delle propriet? viscoelastiche di un campione. In particolare, noti la densit? e l'indice di rifrazione di un materiale, lo spostamento in frequenza e la larghezza di riga Brillouin offrono informazioni sui moduli elastici caratterizzanti il materiale illuminato. The frequency and linewidth of the Brillouin peaks are indicative of the viscoelastic properties of a sample. In particular, given the density and refractive index of a material, the frequency shift and the Brillouin linewidth provide information on the elastic moduli characterizing the illuminated material.
Metodi standard per misurare le propriet? meccaniche di un materiale richiedono un contatto fisico con il campione, rendendo pertanto queste tecniche invasive e limitate alla superficie topografica. Al contrario, la microscopia o l'endoscopia di Brillouin utilizza la luce come sonda in modo da evitare qualsiasi forma di contatto. La spettroscopia di Brillouin sonda le propriet? meccaniche con una risoluzione ottica sotto al micron (micrometro) e, applicata alla microscopia, pu? realizzare un'analisi tridimensionale del volume dei sistemi biologici (ad esempio cellule e tessuti). Standard methods for measuring the mechanical properties of a material require physical contact with the sample, making these techniques invasive and limited to the topographic surface. In contrast, Brillouin microscopy or endoscopy uses light as a probe so as to avoid any form of contact. Brillouin spectroscopy probes mechanical properties with an optical resolution of the submicron (micrometer) and, applied to microscopy, can perform a three-dimensional analysis of the volume of biological systems (e.g. cells and tissues).
Poich? le propriet? biomeccaniche sono coinvolte criticamente in varie forme di patologie come ad esempio l'aterosclerosi, il cancro e il glaucoma, la spettroscopia di Brillouin ha grandi potenzialit? di diventare un nuovo strumento diagnostico per il settore biomedico. Since biomechanical properties are critically involved in various forms of diseases such as atherosclerosis, cancer and glaucoma, Brillouin spectroscopy has great potential to become a new diagnostic tool for the biomedical field.
Il componente principale di una spettroscopia, microscopia o endoscopia di Brillouin ? lo spettrometro che richiede sia una risoluzione spettrale inferiore al GHz che un alto contrasto spettrale. Un contrasto spettrale elevato ? per esempio richiesto per misurare campioni biologici opachi, dove la luce diffusa elasticamente e le riflessioni sono vari ordini di grandezza superiori al debole segnale di luce di Brillouin. Quando la quantit? di luce di background elastica supera il contrasto degli spettrometri, emergono segnali parassiti di crosstalk lungo l'asse di dispersione, i quali oscurano i picchi di Brillouin che sono meno intensi. Come descritto da J.Phys. E 10, 150 (1977), nella spettroscopia di Brillouin il campione ? illuminato da una sorgente laser e la luce diffusa ? analizzata spettralmente utilizzando interferometri multipli di Fabry-Perot (FP) posizionati in tandem. Sebbene gli interferometri FP e gli "etalon" abbiano un contrasto e una risoluzione spettrale notevoli, questi solitamente richiedono un tempo di integrazione (dwell time) lungo (> 1 sec) che determina una spettroscopia di Brillouin limitata a misure di singolo punto, non consentendo quindi l'estensione ad una tecnica di imaging. The main component of a Brillouin spectroscopy, microscopy or endoscopy is the spectrometer which requires both sub-GHz spectral resolution and high spectral contrast. High spectral contrast is for example required to measure opaque biological samples, where the elastically scattered light and reflections are several orders of magnitude larger than the weak Brillouin light signal. When the amount of elastic background light exceeds the contrast of the spectrometers, parasitic crosstalk signals emerge along the scattering axis, which obscure the less intense Brillouin peaks. As described by J.Phys. E 10, 150 (1977), in Brillouin spectroscopy the sample is illuminated by a laser source and the scattered light is spectrally analyzed using multiple Fabry-Perot (FP) interferometers positioned in tandem. Although FP interferometers and etalons have remarkable contrast and spectral resolution, they usually require a long integration time (> 1 sec) which results in Brillouin spectroscopy being limited to single point measurements, thus not allowing extension to an imaging technique.
Negli ultimi decenni, ? stato introdotto un nuovo tipo di interferometro FP etalon, noto come VIPA (Virtual Imaged Phased Array). L'impiego di spettrometri VIPA nella spettroscopia di Brillouin ha fatto scendere il tempo di acquisizione dei dati da decine di secondi fino a circa 100 msec utilizzando sorgenti a bassa potenza ottica (< 10 mW), garantendo allo stesso tempo l'impiego di una spettroscopia di Brillouin in una modalit? di imaging tridimensionale senza contatto per mappare le propriet? viscoelastiche nel volume di sistemi biologici. Sebbene molto efficienti, gli spettrometri VIPA convenzionali sono intrinsecamente limitati da un contrasto spettrale di circa 30 dB. Per aumentare il contrasto spettrale nella microscopia di Brillouin, attualmente esistono metodi che utilizzano diversi etalon VIPA (multi-stage VIPA) posizionati in cascata tra loro [ Opt. Express 19, 10913 (2011)]. Tuttavia, ci? comporta un'efficienza ridotta a circa il 25% con associato un aumento del tempo di acquisizione dell'immagine. Inoltre, spettrometri VIPA in cascata necessitano di un alto numero di componenti ottiche che rendono questi sistemi costosi e difficili da allineare. In the last decades, a new type of FP etalon interferometer, known as Virtual Imaged Phased Array (VIPA), has been introduced. The use of VIPA spectrometers in Brillouin spectroscopy has brought the data acquisition time down from tens of seconds to about 100 msec using low optical power sources (< 10 mW), while enabling the use of Brillouin spectroscopy in a non-contact three-dimensional imaging mode to map the viscoelastic properties in the volume of biological systems. Although very efficient, conventional VIPA spectrometers are intrinsically limited by a spectral contrast of about 30 dB. To increase the spectral contrast in Brillouin microscopy, there are currently methods using several VIPA etalons (multi-stage VIPA) cascaded together [ Opt. Express 19, 10913 (2011)]. However, this is not possible with conventional VIPA spectrometers. results in a reduced efficiency of about 25% with an associated increase in image acquisition time. Furthermore, cascaded VIPA spectrometers require a high number of optical components which make these systems expensive and difficult to align.
In aggiunta, l?attenzione dovuta alla tolleranza di fabbricazione relativa al parallelismo e all?uniformit? delle superfici ottiche (tipicamente superiori a 100?) impone alti costi di produzione. Sebbene siano considerevoli gli sforzi per l?impiego di spettrometri di Brillouin, questi sono ancora privi di un sufficiente contrasto spettrale per misurare campioni altamente eterogenei e opachi come ad esempio i tessuti umani. Per superare questi svantaggi, negli ultimi anni sono stati proposti molti metodi di filtraggio con l?obiettivo di sopprimere la luce elastica di fondo. Tuttavia, le soluzioni attualmente presenti si basano ancora su componenti ingombranti e su interferometri larghi che sono particolarmente sensibili alla temperatura e allo spostamento in frequenza del laser rendendo pertanto necessario un continuo riallineamento e ricalibrazione. Recentemente, sono stati effettuati progressi nell?ambito dello scattering di Brillouin stimolato al fine di velocizzare l?acquisizione dei dati. Tuttavia, questo approccio richiede l?uso di laser ad alta potenza che non sono pratici in un contesto di misure invivo e di applicazioni cliniche. In addition, the manufacturing tolerances related to parallelism and uniformity of optical surfaces (typically higher than 100?) impose high production costs. Although considerable efforts have been made to deploy Brillouin spectrometers, they still lack sufficient spectral contrast to measure highly heterogeneous and opaque samples such as human tissue. To overcome these drawbacks, several filtering methods have been proposed in recent years with the aim of suppressing elastic background light. However, current solutions still rely on bulky components and large interferometers that are particularly sensitive to temperature and laser frequency shift, thus requiring continuous realignment and recalibration. Recently, progress has been made in the field of stimulated Brillouin scattering to speed up data acquisition. However, this approach requires the use of high-power lasers that are not practical in the context of in vivo measurements and clinical applications.
? scopo della presente invenzione superare in parte o in toto gli inconvenienti sopra menzionati dei sistemi noti e di fornire dispositivi ottici, come ad esempio filtri ottici oppure spettrometri comprendenti detti filtri ottici, che migliorino la soppressione della componente elastica della luce diffusa, che riducano la dipendenza delle prestazioni dalle dimensioni della struttura realizzata e che possano adattare automaticamente ed in tempo reale il punto di lavoro alle variazioni ambientali o di segnale. In particolare, ? scopo della presente invenzione quello di fornire dispositivi ottici che siano in grado di effettuare misure su materiali biologici (ed eventualmente su materiali non biologici) con una spettroscopia, microscopia o endoscopia di Brillouin, da cui ? possibile ricavare propriet? meccaniche o strutturali sui campioni analizzati. The purpose of the present invention is to overcome in part or in full the above-mentioned drawbacks of known systems and to provide optical devices, such as optical filters or spectrometers comprising said optical filters, which improve the suppression of the elastic component of the scattered light, which reduce the dependence of the performance on the dimensions of the structure created and which can automatically and in real time adapt the operating point to environmental or signal variations. In particular, the purpose of the present invention is to provide optical devices which are able to carry out measurements on biological materials (and possibly on non-biological materials) with a spectroscopy, microscopy or Brillouin endoscopy, from which it is possible to obtain mechanical or structural properties on the analyzed samples.
DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
Si presenta qui un filtro ottico, uno spettrometro comprendente detto filtro ottico ed un apparato comprendente lo spettrometro secondo le rivendicazioni indipendenti. Forme di realizzazione del filtro e dello spettrometro sono descritte nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti. Presented herein is an optical filter, a spectrometer comprising said optical filter and an apparatus comprising the spectrometer according to the independent claims. Embodiments of the filter and the spectrometer are described in the corresponding dependent claims.
In un primo aspetto dell?invenzione, ? fornito un filtro ottico per sopprimere o attenuare la componente elastica di Rayleigh di una luce diffusa o riflessa. Il filtro ottico ? posizionabile tra una sorgente di luce diffusa ed un analizzatore spettrale. Il filtro ottico ? integrabile in un circuito fotonico attivo e/o passivo. In a first aspect of the invention, an optical filter is provided for suppressing or attenuating the elastic Rayleigh component of a scattered or reflected light. The optical filter is positionable between a scattered light source and a spectral analyzer. The optical filter is integrable in an active and/or passive photonic circuit.
Il filtro ottico comprende: The optical filter includes:
almeno un ingresso per ricevere la luce diffusa o riflessa; almeno un elemento partitore per dividere la luce diffusa in un primo fascio di luce che viaggia lungo un primo percorso ed in un secondo fascio di luce, separato dal primo fascio di luce, che viaggia lungo un secondo percorso, in cui la differenza tra il primo percorso ed il secondo percorso, definita come la differenza di percorso, ? diversa da zero; almeno un modulatore di fase posizionato in corrispondenza del primo e/o del secondo percorso; at least one input for receiving the diffused or reflected light; at least one splitter element for dividing the diffused light into a first light beam traveling along a first path and a second light beam, separate from the first light beam, traveling along a second path, wherein the difference between the first path and the second path, defined as the path difference, is non-zero; at least one phase modulator positioned at the first and/or second path;
un sistema di controllo a circuito chiuso accoppiato al modulatore di fase; a closed-loop control system coupled to the phase modulator;
un elemento combinatore per combinare il primo fascio di luce in uscita dal primo percorso con il secondo fascio di luce in uscita dal secondo percorso, ed a combining element for combining the first light beam exiting the first path with the second light beam exiting the second path, and
una prima uscita ed una seconda uscita accoppiate all?elemento combinatore, a first output and a second output coupled to the combining element,
in cui la prima uscita ? configurata per propagare un primo segnale di uscita dove la componente elastica di Rayleigh dello spettro di luce ? attenuata o soppressa a seguito di un?interferenza distruttiva di detta componente elastica di Rayleigh tra il primo fascio di luce ed il secondo fascio di luce. wherein the first output is configured to propagate a first output signal where the elastic Rayleigh component of the light spectrum is attenuated or suppressed as a result of destructive interference of said elastic Rayleigh component between the first light beam and the second light beam.
Il filtro ottico pu? essere un interferometro di Mach-Zehnder (MZI). In particolare, il filtro pu? essere costituito da un singolo MZI o da una pluralit? di MZI collegati tra loro, ad esempio in serie. The optical filter can be a Mach-Zehnder interferometer (MZI). In particular, the filter can consist of a single MZI or a plurality of MZIs connected together, for example in series.
L?impiego di un filtro ottico costituito da almeno un MZI migliora le caratteristiche di un sistema ottico di cui pu? far parte. Infatti, il filtro ottico aumenta il grado di soppressione della componente elastica e rende la fabbricazione del sistema di cui fa parte meno complessa e meno costosa. In altre parole, questo filtro ottico permette l?impiego di un analizzatore spettrale di dimensioni ridotte, aumentando cos? la compattezza del sistema ottico totale. The use of an optical filter consisting of at least one MZI improves the characteristics of an optical system of which it may be part. In fact, the optical filter increases the degree of suppression of the elastic component and makes the manufacturing of the system of which it is part less complex and less expensive. In other words, this optical filter allows the use of a spectral analyzer of reduced dimensions, thus increasing the compactness of the total optical system.
Un filtro ottico che impiega almeno un MZI arriva tipicamente a prestazioni maggiori di 10 volte superiori in termini di estinzione rispetto ad un filtro ottico differente, che impiega ad esempio risonatori ottici ad anello, grazie alla possibilit? di un bilanciamento 50%-50% dell?ampiezza della luce in ingresso sui due precorsi del filtro. Per come ? strutturalmente configurato, un risonatore ad anello che funziona da filtro ha di default un margine d?errore elevatissimo a causa dell?andamento esponenziale del grado di estinzione in funzione della separazione tra la guida d?onda di entrata ed il risonatore ad anello. Questo si riflette su una minore estinzione rispetto al filtro ottico che impiega un MZI. Inoltre, un filtro ottico costituito da almeno un MZI ? pi? facilmente riproducibile rispetto invece ad un filtro con risonatore ad anello dato che quest?ultimo ? soggetto ad una minore riproducibilit? di fabbricazione a causa della limitata risoluzione del processo di litografia. An optical filter that employs at least one MZI typically achieves performances greater than 10 times higher in terms of extinction compared to a different optical filter, which employs for example optical ring resonators, thanks to the possibility of a 50%-50% balance of the amplitude of the input light on the two filter paths. Due to its structural configuration, a ring resonator that functions as a filter has by default a very high margin of error due to the exponential behavior of the degree of extinction as a function of the separation between the input waveguide and the ring resonator. This results in a lower extinction compared to the optical filter that employs an MZI. Furthermore, an optical filter consisting of at least one MZI is more easily reproducible than a filter with a ring resonator since the latter is subject to a lower manufacturing reproducibility due to the limited resolution of the lithography process.
Il filtro MZI offre inoltre la possibilit? di essere utilizzato come filtro dinamico adattativo a ?circuito chiuso? (closed loop), ovvero permette di tarare automaticamente ed in maniera continua il picco di soppressione alla lunghezza d?onda di Rayleigh. The MZI filter also offers the possibility of being used as a "closed loop" adaptive dynamic filter, that is, it allows the suppression peak to be automatically and continuously calibrated at the Rayleigh wavelength.
In particolare, le due uscite del filtro ottico permettono l?impiego di corrispondenti segnali di uscita utilizzabili per il controllo a circuito chiuso, risolvendo il problema tecnico di allineare e mantenere la larghezza di banda di soppressione del filtro alla frequenza della sorgente luminosa che produce la luce diffusa (ad es. la sorgente laser). Ci? conduce ai seguenti vantaggi: In particular, the two outputs of the optical filter allow the use of corresponding output signals that can be used for closed-loop control, solving the technical problem of aligning and maintaining the filter suppression bandwidth to the frequency of the light source producing the scattered light (e.g. the laser source). This leads to the following advantages:
-riduzione del rumore dovuto alla luce diffusa di Rayleigh e riflessioni speculari e quindi un segnale-rumore dei picchi Brillouin pi? alto; -reduction of noise due to Rayleigh scattered light and specular reflections and therefore a higher signal-to-noise ratio of the Brillouin peaks;
- riduzione degli errori regolando automaticamente gli input del sistema potendo cos? contenere l?overshooting; - error reduction by automatically adjusting system inputs thus containing overshooting;
- miglioramento della stabilit? di un sistema instabile a causa dei drift in frequenza del laser oppure delle variazioni termiche dell?ambiente circostante; - improving the stability of an unstable system due to laser frequency drifts or thermal variations in the surrounding environment;
- variazione della sensitivit? del sistema; - variation of system sensitivity;
- aumento della robustezza rispetto a disturbi esterni al sistema; e - increased robustness to external disturbances to the system; and
- una prestazione affidabile e riproducibile. - reliable and reproducible performance.
Poich? la differenza di percorso ? diversa da zero, all?interno di questo filtro ? possibile creare una differenza di cammino ottico tra i due fasci di luce che viaggiano al suo interno. All?aumentare della differenza di cammino ottico, diminuisce il cosiddetto free spectral range (FSR) dell?apparato ottico. Ci? ? particolarmente vantaggioso nel caso della spettroscopia di Brillouin i cui valori tipici di FSR variano tra 10 e 50 GHz. Per questo motivo, la differenza tra il primo percorso ed il secondo percorso, ossia la differenza di percorso, di questo filtro ottico ? vantaggiosamente compresa tra 5 mm e 30 mm. Naturalmente, possono essere utilizzati anche altri valori, al di fuori di questo intervallo, per la differenza di percorso. Since the path difference is non-zero, it is possible to create an optical path difference between the two light beams traveling through this filter. As the path difference increases, the so-called free spectral range (FSR) of the optical apparatus decreases. This is particularly advantageous in the case of Brillouin spectroscopy, where typical FSR values range between 10 and 50 GHz. For this reason, the difference between the first path and the second path, i.e. the path difference, of this optical filter is advantageously between 5 mm and 30 mm. Naturally, other values for the path difference outside this range can also be used.
Utilizzando almeno un modulatore di fase all?interno di almeno uno dei due percorsi, ? possibile modulare o regolare la posizione della interferenza agendo sulla tensione applicata al modulatore. Uno spostamento di ? ? sufficiente per garantire un intervallo di regolazione equivalente ad un singolo FSR. By using at least one phase modulator within at least one of the two paths, it is possible to modulate or adjust the position of the interference by acting on the voltage applied to the modulator. A shift of ? is sufficient to guarantee a regulation range equivalent to a single FSR.
Pertanto, questo filtro ottico ? particolarmente vantaggioso per essere impiegato per una spettroscopia di Brillouin e per sopprimere in modo efficace la componente elastica di Rayleigh. Therefore, this optical filter is particularly advantageous to be used for Brillouin spectroscopy and to effectively suppress the elastic Rayleigh component.
Come menzionato precedentemente, il filtro ottico ? integrabile all?interno di un circuito fotonico attivo e/o passivo, ad esempio nanometrico. Il circuito fotonico pu? essere combinato anche con un circuito elettronico. As mentioned above, the optical filter can be integrated into an active and/or passive photonic circuit, for example nanometric. The photonic circuit can also be combined with an electronic circuit.
In una forma di realizzazione, il filtro ottico pu? essere completamente integrato all?interno di detto circuito fotonico attivo e/o passivo. In un esempio, il circuito pu? essere caratterizzato da guide d?onda il cui indice di rifrazione del materiale interno ?core? (Si3N4-nitruro di silicio) ? maggiore rispetto a quello del materiale di rivestimento ?cladding? (SiO2-ossido di silicio). Tutte le caratteristiche descritte di seguito relative al filtro ottico che ? integrabile all?interno del circuito fotonico valgono anche per il filtro ottico direttamente integrato in detto circuito. In one embodiment, the optical filter can be completely integrated within said active and/or passive photonic circuit. In one example, the circuit can be characterized by waveguides whose refractive index of the internal material "core" (Si3N4-silicon nitride) is greater than that of the coating material "cladding" (SiO2-silicon oxide). All the characteristics described below relating to the optical filter that can be integrated within the photonic circuit also apply to the optical filter directly integrated into said circuit.
In un secondo aspetto dell?invenzione, ? fornito uno spettrometro per analizzare lo spettro di una luce diffusa. Lo spettrometro comprende: In a second aspect of the invention, a spectrometer is provided for analyzing the spectrum of a scattered light. The spectrometer comprises:
un ingresso principale per ricevere la luce diffusa; almeno un filtro ottico per sopprimere o attenuare la componente elastica di Rayleigh della luce diffusa o riflessa secondo il primo aspetto dell?invenzione, in cui detto filtro ? accoppiato all?ingresso principale dello spettrometro; e un analizzatore spettrale per selezionare e separare determinate componenti in frequenza multiple della luce diffusa, per misurare l?intensit? delle diverse componenti in frequenza e ricostruire il profilo dello spettro della luce diffusa, in cui detto analizzatore spettrale ? accoppiato alla prima uscita del filtro, a main input for receiving the scattered light; at least one optical filter for suppressing or attenuating the Rayleigh elastic component of the scattered or reflected light according to the first aspect of the invention, wherein said filter is coupled to the main input of the spectrometer; and a spectral analyzer for selecting and separating certain multiple frequency components of the scattered light, for measuring the intensity of the different frequency components and reconstructing the spectral profile of the scattered light, wherein said spectral analyzer is coupled to the first output of the filter,
in cui almeno il filtro ? costituito da un circuito integrato fotonico. where at least the filter is made of a photonic integrated circuit.
Utilizzando il filtro ottico secondo la presente invenzione all?interno di uno spettrometro, ? possibile sopprimere la componente elastica di Rayleigh della luce diffusa in modo pi? efficace e senza la necessita di componenti ottiche. In particolare, ? possibile accoppiare il filtro ad un analizzatore spettrale aumentando il rapporto segnale-rumore dei picchi Brillouin. By using the optical filter according to the present invention inside a spectrometer, it is possible to suppress the elastic Rayleigh component of the scattered light more effectively and without the need for optical components. In particular, it is possible to couple the filter to a spectral analyzer increasing the signal-to-noise ratio of the Brillouin peaks.
In un terzo aspetto dell?invenzione, ? fornito un apparato o apparecchiatura comprendente lo spettrometro secondo il secondo aspetto dell?invenzione. In a third aspect of the invention, there is provided an apparatus or equipment comprising the spectrometer according to the second aspect of the invention.
In particolare, tale apparato ? adatto per una spettroscopia, microscopia o endoscopia di Brillouin. L'apparato pertanto pu? comprendere inoltre una sorgente luminosa come ad esempio un laser nel campo del visibile (ad esempio un laser a 400-650 nm) o nel vicino infrarosso (ad esempio un laser a 650-1500 nm) e un bersaglio (target) di materiale biologico. La luce diffusa dall'interazione tra laser e target viene cosi condotta nello spettrometro passando per il filtro ottico e viene raccolta dall?analizzatore spettrale. L'apparato pu? inoltre comprendere uno o pi? calcolatori elettronici connessi all?analizzatore spettrale e/o al filtro ottico per gestire l'analisi spettrale, acquisire i dati rilevati, analizzarli e visualizzare i risultati contenuti le informazioni sullo spettro di luce. In particular, this apparatus is suitable for spectroscopy, microscopy or Brillouin endoscopy. The apparatus may therefore also comprise a light source such as a laser in the visible range (for example a 400-650 nm laser) or in the near infrared range (for example a 650-1500 nm laser) and a target of biological material. The light scattered by the interaction between the laser and the target is thus conducted into the spectrometer passing through the optical filter and is collected by the spectral analyser. The apparatus may also comprise one or more electronic calculators connected to the spectral analyser and/or the optical filter to manage the spectral analysis, acquire the detected data, analyse them and display the results containing the information on the light spectrum.
In un aspetto ulteriore dell?invenzione, ? fornito l?uso di un circuito integrato ottico comprendente almeno un filtro secondo il primo aspetto per sopprimere o attenuare la componente elastica di Rayleigh di una luce diffusa o riflessa, in particolare per l?analisi spettrale di campioni opachi o semi-trasparenti, oppure uso di un circuito integrato ottico comprendente uno spettrometro secondo il secondo aspetto, o un apparato secondo il terzo aspetto, per analizzare lo spettro di una luce diffusa, in particolare per l?analisi spettrale di campioni opachi o semi-trasparenti. In a further aspect of the invention, there is provided the use of an optical integrated circuit comprising at least one filter according to the first aspect for suppressing or attenuating the Rayleigh elastic component of a scattered or reflected light, in particular for the spectral analysis of opaque or semi-transparent samples, or the use of an optical integrated circuit comprising a spectrometer according to the second aspect, or an apparatus according to the third aspect, for analyzing the spectrum of a scattered light, in particular for the spectral analysis of opaque or semi-transparent samples.
Questi ed altri aspetti della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari alla luce della seguente descrizione di alcune forme di realizzazione preferite di seguito descritte. These and other aspects of the present invention will become clearer in light of the following description of some preferred embodiments described below.
Fig. 1 mostra una rappresentazione schematica dell?apparato comprendente lo spettrometro ed il filtro ottico secondo un esempio. Fig. 1 shows a schematic representation of the apparatus including the spectrometer and the optical filter according to an example.
Fig. 2 mostra una rappresentazione schematica del filtro ottico secondo un esempio. Fig. 2 shows a schematic representation of the optical filter according to an example.
Fig. 3a-b mostrano una rappresentazione schematica di due filtri ottici secondo un esempio. Fig. 3a-b show a schematic representation of two optical filters according to an example.
Fig. 4a-b mostrano il principio operazionale di un interferometro di Mach-Zehnder. Fig. 4a-b show the operational principle of a Mach-Zehnder interferometer.
Fig. 5 mostra una rappresentazione schematica di un filtro ottico secondo un esempio. Fig. 5 shows a schematic representation of an optical filter according to an example.
Fig. 6 mostra una rappresentazione schematica di un filtro ottico con un controllore MIMO secondo un esempio. Fig. 6 shows a schematic representation of an optical filter with a MIMO controller according to an example.
Fig. 7a-b mostrano una rappresentazione schematica di un analizzatore spettrale e del suo funzionamento secondo un esempio. Fig. 7a-b show a schematic representation of a spectrum analyzer and its operation according to an example.
Fig. 8 mostra una rappresentazione schematica di un analizzatore spettrale secondo un esempio. Fig. 8 shows a schematic representation of a spectrum analyzer according to an example.
Fig. 9 mostra una rappresentazione schematica di un analizzatore spettrale secondo un altro esempio. Fig. 9 shows a schematic representation of a spectrum analyzer according to another example.
La figura 1 mostra un disegno schematico di un apparato 37 di spettroscopia. L'apparato 37 pu? ad esempio essere un apparato di spettroscopia, di microscopia o di endoscopia di Brillouin o tecnica simile. L?apparato 37 pu? comprendere una sorgente luminosa, ad esempio un laser 38 a modo singolo longitudinale a banda stretta (<100 MHz) diretto verso un campione 40 (materiale bersaglio) attraverso un?ottica di illuminazione 39. Il campione 40 pu? essere un materiale biologico. La luce del fascio laser che interagisce con i fononi acustici e scambia energia determinando un segnale luminoso diffuso che presenta uno scostamento minimo dalla frequenza del laser (5-30 GHz). A seguito dell?interazione tra il fascio laser ed il campione 40, il campione diventa pertanto una sorgente di luce diffusa 2. La luce diffusa dal campione 40 viene raccolta da un?ottica di raccolta 41 e, tramite un accoppiatore ottico a fibra 42 e una fibra ottica a singolo modo 43, viene indirizzata verso uno spettrometro 20. Lo spettrometro 20 riceve la luce diffusa attraverso un ingresso principale 21 in corrispondenza del quale sono presenti mezzi di accoppiamento 44 per stabilire un accoppiamento con l?accoppiatore ottico a fibra 42 e la fibra ottica a singolo modo 43. Lo spettrometro 20 comprende un filtro ottico 1 per sopprimere o eliminare alcune componenti della luce diffusa (ad esempio la componente elastica di Rayleigh) e un analizzatore spettrale 3 per ricostruire e analizzare lo spettro di luce diffusa. L?analizzatore spettrale 3 pu? vantaggiosamente avere una risoluzione sotto il GHz (sub-GHz). Tramite un sistema calcolatore 51, accoppiato ad esempio allo spettrometro 20, i dati acquisiti possono essere analizzati e opportunamente visualizzati. Si nota che lo spettrometro 20 comprendente il filtro ottico 1 e l?analizzatore 3 pu? essere completamente integrato in un chip fotonico ad esempio in silicio. Ad esempio, il segnale luminoso che viene analizzato spettralmente pu? viaggiare attraverso guide d?onda con dimensioni nanometriche ed un alto contrasto di indice di rifrazione tra il materiale di ?core? ed il materiale di ?cladding? della guida d?onda per consentire piccoli raggi di curvatura, ad esempio compresi tra 0,1 mm e 2 mm. Il segnale di luce da analizzare pu? essere accoppiato nel chip fotonico tramite una fibra ottica singolo modo a mantenimento di polarizzazione ed un convertitore di dimensione del fascio (spot-size converter) come ad esempio una microlente, un reticolo o un restringitore ottico (inverted taper). Il chip fotonico pu? essere montato e collegato tramite circuiti esterni ad un circuito stampato per facilitare la regolazione elettrica del modulatore di fase 13. Figure 1 shows a schematic drawing of a spectroscopy apparatus 37. The apparatus 37 may, for example, be a spectroscopy apparatus, a microscopy apparatus, or a Brillouin endoscopy apparatus or similar technique. The apparatus 37 may comprise a light source, for example a narrow-band (<100 MHz) longitudinal single-mode laser 38 directed at a sample 40 (target material) through an illumination optics 39. The sample 40 may be a biological material. The light from the laser beam interacts with acoustic phonons and exchanges energy resulting in a diffuse light signal that has a minimal deviation from the laser frequency (5-30 GHz). As a result of the interaction between the laser beam and the sample 40, the sample therefore becomes a source of scattered light 2. The scattered light from the sample 40 is collected by a collection optics 41 and, via a fiber optical coupler 42 and a single-mode optical fiber 43, is directed towards a spectrometer 20. The spectrometer 20 receives the scattered light through a main input 21 at which there are coupling means 44 to establish coupling with the fiber optical coupler 42 and the single-mode optical fiber 43. The spectrometer 20 comprises an optical filter 1 to suppress or eliminate some components of the scattered light (e.g. the elastic Rayleigh component) and a spectral analyzer 3 to reconstruct and analyze the scattered light spectrum. The spectral analyzer 3 can advantageously have a resolution below 1 GHz (sub-GHz). By means of a computer system 51, coupled for example to the spectrometer 20, the acquired data can be analyzed and appropriately displayed. It is noted that the spectrometer 20 comprising the optical filter 1 and the analyzer 3 can be completely integrated into a photonic chip, for example made of silicon. For example, the light signal to be spectrally analyzed can travel through waveguides with nanometric dimensions and a high refractive index contrast between the core material and the cladding material of the waveguide to allow small curvature radii, for example between 0.1 mm and 2 mm. The light signal to be analyzed can be coupled into the photonic chip via a polarization-maintaining single-mode optical fiber and a spot-size converter such as a microlens, a grating or an optical constrictor (inverted taper). The photonic chip can be mounted and connected via external circuits to a printed circuit board to facilitate the electrical adjustment of the phase modulator 13.
La figura 2 mostra in dettaglio gli elementi del filtro ottico 1 posizionato tra la sorgente di luce diffusa 2 e l?analizzatore spettrale 3. Il filtro pu? vantaggiosamente essere integrato in un circuito fotonico nanometrico. Il filtro 1 comprende un ingresso 4 per ricevere la luce diffusa dalla sorgente di luce diffusa 2 e due uscite 11, 12. Una prima uscita 11 configurata per propagare un primo segnale di uscita 15 ed una seconda uscita 12 configurata per propagare un secondo segnale di uscita 16. Figure 2 shows in detail the elements of the optical filter 1 positioned between the scattered light source 2 and the spectral analyzer 3. The filter can advantageously be integrated into a nanometric photonic circuit. The filter 1 comprises an input 4 for receiving the scattered light from the scattered light source 2 and two outputs 11, 12. A first output 11 configured to propagate a first output signal 15 and a second output 12 configured to propagate a second output signal 16.
Il filtro 1 comprende inoltre un elemento partitore 5 per dividere la luce diffusa in un primo fascio di luce 6 che viaggia lungo un primo percorso 7 ed in un secondo fascio di luce 8 che viaggia lungo un secondo percorso 9. Il primo fascio di luce 6 ? quindi separato dal secondo fascio di luce 8. I due fasci di luce si ricongiungono in corrispondenza di un elemento combinatore 10. I due percorsi 7, 9 hanno lunghezza differente cosicch? il cammino ottico del primo fascio di luce 6 ? diverso da quello del secondo fascio di luce 8. Secondo la figura 2, il primo percorso 7 ha una lunghezza maggiore del secondo percorso 9. Nello specifico, la differenza tra la lunghezza dei due percorsi ? tale che il FSR, definito come c/ng?L dove ng ? l?indice di gruppo della guida d?onda, ? compreso tra 10 GHz e 50 GHz in modo da massimizzare la trasmissione dei picchi di Brillouin sopprimendo la luce di fondo elastica di Rayleigh. La differenza tra il primo percorso 7 ed il secondo percorso 9 pu? essere definita come la differenza di percorso ?L. The filter 1 further comprises a splitter element 5 for splitting the scattered light into a first light beam 6 that travels along a first path 7 and a second light beam 8 that travels along a second path 9. The first light beam 6 is then separated from the second light beam 8. The two light beams rejoin at a combining element 10. The two paths 7, 9 have different lengths so that the optical path of the first light beam 6 is different from that of the second light beam 8. According to Figure 2, the first path 7 has a greater length than the second path 9. Specifically, the difference between the lengths of the two paths is such that the FSR, defined as c/ng?L where ng is the group index of the waveguide, is between 10 GHz and 50 GHz so as to maximize the transmission of Brillouin peaks while suppressing elastic Rayleigh background light. The difference between the first path 7 and the second path 9 can be defined as the path difference ?L.
A seconda dell?elemento partitore 5 utilizzato, l?intensit? del primo fascio di luce 6 pu? essere uguale o differente rispetto all?intensit? del secondo fascio di luce 8. Depending on the dividing element 5 used, the intensity of the first light beam 6 may be equal to or different from the intensity of the second light beam 8.
In un esempio, l?intensit? del primo fascio di luce 6 ? maggiore dell?intensit? del secondo fascio di luce 8 e, come mostrato in figura 2, il primo percorso 7 in cui viaggia il primo fascio di luce 6 ? pi? lungo del secondo percorso 9 in cui viaggia il secondo fascio di luce 8, ossia la differenza di percorso ?L ? maggiore di zero. Ci? serve a bilanciare la differenza tra le perdite in propagazione lungo i due percorsi. Naturalmente, in una configurazione alternativa, l?intensit? del primo fascio di luce 6 pu? essere inferiore dell?intensit? del secondo fascio di luce 8 ed il primo percorso 7 pu? essere pi? corto del secondo percorso 9 (la differenza di percorso ?L ? minore di zero). In one example, the intensity of the first light beam 6 is greater than the intensity of the second light beam 8, and as shown in Figure 2, the first path 7 in which the first light beam 6 travels is longer than the second path 9 in which the second light beam 8 travels, i.e., the path difference ?L? is greater than zero. This serves to balance the difference in propagation losses along the two paths. Of course, in an alternative configuration, the intensity of the first light beam 6 may be less than the intensity of the second light beam 8, and the first path 7 may be shorter than the second path 9 (the path difference ?L? is less than zero).
In un altro esempio, l?intensit? del primo fascio di luce 6 pu? essere uguale all?intensit? del secondo fascio di luce 8 essendo le perdite di propagazione lungo le due guide d?onda prossime allo zero. In questo caso, la differenza di percorso (?L) ? diversa da zero. In another example, the intensity of the first light beam 6 can be equal to the intensity of the second light beam 8 since the propagation losses along the two waveguides are close to zero. In this case, the path difference (?L) is different from zero.
Il primo ed il secondo fascio di luce 6, 8 sono combinati in corrispondenza di un elemento combinatore 10 che ? accoppiato alla prima e alla seconda uscita 11, 12 per propagare i due segnali di uscita 15, 16. L?elemento combinatore 10 ricombina il primo fascio di luce 6 ed il secondo fascio di luce 8 per generare interferenza. L?elemento combinatore, cos? come l?elemento partitore, possono essere costituiti, ad esempio, da un interferometro multimodale (MMI) o da un directional coupler. Il primo ed il secondo segnale di uscita 15, 16 possono essere denominati rispettivamente segnale di uscita ad un primo canale, o canale di ?bar?, e segnale di uscita ad un secondo canale, o canale di ?cross?, in cui il canale di ?bar? ? accoppiato all?analizzatore spettrale 3. The first and second light beams 6, 8 are combined at a combining element 10 which is coupled to the first and second outputs 11, 12 to propagate the two output signals 15, 16. The combining element 10 recombines the first light beam 6 and the second light beam 8 to generate interference. The combining element, as well as the dividing element, may consist, for example, of a multimode interferometer (MMI) or a directional coupler. The first and second output signals 15, 16 may be referred to respectively as the output signal to a first channel, or “bar” channel, and the output signal to a second channel, or “cross” channel, where the “bar” channel is coupled to the spectral analyzer 3.
Il filtro 1 comprende inoltre almeno un modulatore di fase 13 ed un sistema di controllo a circuito chiuso 14 accoppiato al modulatore di fase 13. Il modulatore di fase 13 ? posizionato in corrispondenza del secondo percorso 9. Tuttavia, il modulatore di fase 13 pu? essere posizionato in aggiunta, o in alternativa, in corrispondenza del primo percorso 7. Il modulatore di fase 13 serve a regolare il filtro 1 e ad indurre un?interferenza distruttiva alla lunghezza d?onda del segnale elastico di Rayleigh. Filter 1 further comprises at least one phase modulator 13 and a closed-loop control system 14 coupled to phase modulator 13. Phase modulator 13 is positioned at second path 9. However, phase modulator 13 may be positioned additionally, or alternatively, at first path 7. Phase modulator 13 serves to adjust filter 1 and to induce destructive interference at the wavelength of the elastic Rayleigh signal.
Attraverso il sistema di controllo a circuito chiuso, ? possibile massimizzare la soppressione del segnale di Rayleigh. In particolare, il controllo ? stabilito acquisendo e processando un segnale di feedback fornito da uno dei due segnali di uscita 15, 16, ad esempio il secondo segnale di uscita 16 in corrispondenza del canale di ?cross?, e regolando l?interferenza tramite il modulatore di fase 13. Questo meccanismo permette un processo continuo di massimizzazione del segnale di fondo elastico di Rayleigh in corrispondenza di uno dei due segnali di uscita 15, 16, ad esempio il secondo segnale di uscita 16 in corrispondenza del canale di ?cross?, ed una rimozione simultanea di tale segnale di fondo dalla luce diffusa propagata in corrispondenza dell?altro dei due segnali di uscita 15, 16, ad esempio il primo segnale di uscita 15 in corrispondenza del canale di ?bar?. By means of the closed-loop control system, it is possible to maximize the suppression of the Rayleigh signal. In particular, the control is established by acquiring and processing a feedback signal provided by one of the two output signals 15, 16, e.g. the second output signal 16 at the “cross” channel, and by adjusting the interference via the phase modulator 13. This mechanism allows a continuous process of maximizing the elastic Rayleigh background signal at one of the two output signals 15, 16, e.g. the second output signal 16 at the “cross” channel, and a simultaneous removal of such background signal from the propagated scattered light at the other of the two output signals 15, 16, e.g. the first output signal 15 at the “bar” channel.
La prima uscita 11 ? configurata per propagare il primo segnale di uscita 15 dove la componente elastica di Rayleigh della luce diffusa ? attenuata o soppressa a seguito di un?interferenza distruttiva di detta componente elastica di Rayleigh tra il primo fascio di luce 6 ed il secondo fascio di luce 8. The first output 11 is configured to propagate the first output signal 15 where the elastic Rayleigh component of the scattered light is attenuated or suppressed as a result of destructive interference of said elastic Rayleigh component between the first light beam 6 and the second light beam 8.
Una possibile configurazione del filtro ottico 1 ? mostrata nelle figure 3A e 3B. Si nota che il filtro ottico 1 si basa su un principio di interferenza tra segnali luminosi che percorrono un diverso cammino ottico. Pertanto, il filtro 1 pu? essere costituito da, o si comporta come, un interferometro di Mach-Zehnder per la soppressione della componente elastica di Rayleigh. A possible configuration of the optical filter 1 is shown in Figures 3A and 3B. It is noted that the optical filter 1 is based on an interference principle between light signals traveling along different optical paths. Therefore, the filter 1 can be constituted by, or behaves like, a Mach-Zehnder interferometer for the suppression of the elastic Rayleigh component.
Come mostrato in figura 3A, il filtro 1 comprende un ingresso di filtro 4 per ricevere la luce diffusa dal campione 40. La luce diffusa viene divisa dall?elemento partitore 5 in due fasci di luce 6, 8 che viaggiano rispettivamente in due percorsi 7, 9 distinti. L?elemento partitore 5 pu? essere un interferometro multimodo (MMI) oppure un accoppiatore direzionale. La differenza in lunghezza tra il primo ed il secondo percorso 7, 9, ossia la differenza di percorso ?L, determina il FSR, ossia la distanza in frequenza tra due ordini di interferenza adiacenti del filtro 1 inteso come interferometro di Mach-Zehnder, tramite la relazione FSR=c/ng?L, definita in precedenza. L?interferenza tra il primo ed il secondo fascio di luce 6, 8 avviene in corrispondenza dell?elemento combinatore 10. Nello specifico, un primo segnale di uscita 15 presso la prima uscita 11 ? il risultato di una interferenza distruttiva della componente elastica di Rayleigh. Questo primo segnale di uscita 15, all?uscita del canale di ?bar?, rappresenta un segnale di Brillouin privo del rumore di fondo elastico. As shown in Figure 3A, filter 1 includes a filter input 4 for receiving scattered light from sample 40. The scattered light is split by splitter element 5 into two light beams 6, 8 that travel in two distinct paths 7, 9, respectively. Splitter element 5 may be a multimode interferometer (MMI) or a directional coupler. The difference in length between the first and second paths 7, 9, i.e. the path difference ΔL, determines the FSR, i.e. the frequency distance between two adjacent interference orders of filter 1 intended as a Mach-Zehnder interferometer, via the relation FSR=c/ngΔL, defined previously. The interference between the first and second light beams 6, 8 occurs at combiner element 10. Specifically, a first output signal 15 at the first output 11 is the result of a destructive interference of the elastic Rayleigh component. This first output signal 15, at the output of the ?bar? channel, represents a Brillouin signal free of elastic background noise.
In un esempio, la seconda uscita 12 ? configurata per propagare un secondo segnale di uscita 16, in cui il secondo segnale di uscita 16 ? utilizzato dal sistema di controllo a circuito chiuso 14 per regolare l?interferenza tra il primo fascio di luce 6 ed il secondo fascio di luce 8 tramite il modulatore di fase 13 e minimizzare la componente elastica di Rayleigh del primo segnale di uscita 15. In particolare, il filtro pu? comprendere un rilevatore ottico 19, in particolare un fotorilevatore, posizionato in corrispondenza della seconda uscita 12 per misurare l?intensit? del secondo segnale di uscita 16 che viene utilizzato dal sistema di controllo ad anello chiuso 14. In one example, the second output 12 is configured to propagate a second output signal 16, wherein the second output signal 16 is used by the closed-loop control system 14 to adjust the interference between the first light beam 6 and the second light beam 8 via the phase modulator 13 and minimize the Rayleigh spring component of the first output signal 15. In particular, the filter may comprise an optical detector 19, particularly a photodetector, positioned at the second output 12 to measure the intensity of the second output signal 16 that is used by the closed-loop control system 14.
Il meccanismo a circuito chiuso ? quindi stabilito connettendo il secondo segnale di uscita 16 in corrispondenza del canale di canale di ?cross? al rilevatore ottico 19. Nello specifico, la funzionalit? di controllo a circuito chiuso C1(s) ha l?obiettivo di massimizzare il segnale s propagato in modo da minimizzare la componente di Rayleigh in corrispondenza del canale di ?bar?. Il segnale s, che pu? corrispondere al segnale 16 di figura 3A, ? definito come la somma del segnale elastico di Rayleigh SR e del segnale di Brillouin sB, s=sR+sB. Pertanto, con l?assunzione di sR>>sB, s=sR+sR?sR. La funzione C1(s) pu? essere impiegata secondo una variet? di modi basati sull?elettronica implicando una conversione analogicodigitale (AD) e funzioni di controllo basate sulla combinazione di modelli di controllo proporzionale-integralederivativo (PID) cos? come funzioni di controllo non lineari o input-output basate su modelli analitici o di apprendimento automatico (machine learning). In altri esempi, la funzione C1(s) pu? essere impiegata anche attraverso un?elaborazione dei dati di diversa natura, es. ottici, micromeccanici, ecc. The closed-loop mechanism is then established by connecting the second output signal 16 at the cross-channel to the optical detector 19. Specifically, the closed-loop control functionality C1(s) aims to maximize the propagated signal s so as to minimize the Rayleigh component at the bar channel. The signal s, which may correspond to signal 16 of Figure 3A, is defined as the sum of the elastic Rayleigh signal SR and the Brillouin signal sB, s=sR+sB. Therefore, with the assumption of sR>>sB, s=sR+sR?sR. The function C1(s) can be employed in a variety of electronics-based ways involving analog-to-digital (AD) conversion and control functions based on the combination of proportional-integral-derivative (PID) control models as well as as nonlinear or input-output control functions based on analytical or machine learning models. In other examples, the C1(s) function can also be used through data processing of different nature, e.g. optical, micromechanical, etc.
Secondo un esempio, il filtro 1 comprende inoltre un modulo ad isteresi 18 accoppiato al sistema di controllo a circuito chiuso 14 per aumentare la stabilit? e l?efficacia del controllo. In particolare, l?isteresi pu? essere utilizzata con le stesse modalit? di C1(sR). According to one example, the filter 1 further comprises a hysteresis module 18 coupled to the closed-loop control system 14 to increase the stability and effectiveness of the control. In particular, the hysteresis can be used in the same way as C1(sR).
La figura 3B mostra la stessa configurazione del filtro 1 di figura 3A con l?unica differenza relativa al controllo a circuito chiuso. Figure 3B shows the same configuration as filter 1 in Figure 3A with the only difference being the closed loop control.
Secondo un esempio, il filtro 1 comprende inoltre un mezzo di assorbimento 17 posizionato in corrispondenza della prima uscita 11 per prelevare una porzione del primo segnale di uscita 15 che ? utilizzato dal sistema di controllo a circuito chiuso 14 per regolare l?interferenza tra il primo fascio di luce 6 ed il secondo fascio di luce 8 tramite il modulatore di fase 13 e minimizzare il primo segnale di uscita 15 in modo tale da filtrare la componente elastica di Rayleigh dal primo segnale di uscita 15. Si nota che la posizione tra la prima e la seconda uscita 11, 12 in figura 3B ? invertita rispetto alla posizione delle medesime uscite in figura 3A. According to one example, the filter 1 further comprises an absorption means 17 positioned at the first output 11 to take a portion of the first output signal 15 which is used by the closed-loop control system 14 to regulate the interference between the first light beam 6 and the second light beam 8 via the phase modulator 13 and minimize the first output signal 15 so as to filter the Rayleigh elastic component from the first output signal 15. It is noted that the position between the first and second outputs 11, 12 in Figure 3B is inverted with respect to the position of the same outputs in Figure 3A.
In questo esempio, il controllo a circuito chiuso ? basato su una funzionalit? C2(s). Il controllo ? effettuato in corrispondenza del canale di ?bar? per assorbire parzialmente una piccola porzione del segnale luminoso s. In questo caso, il segnale s pu? corrispondere al segnale 15. La funzione C2(s) ? impiegata per minimizzare il segnale s in corrispondenza del canale di ?bar? cos? da filtrare la componente di Rayleigh dal segnale di Brillouin propagato. Il controllo ? realizzato posizionando il mezzo di assorbimento 17 in prossimit? della guida d?onda, in cui la distanza e la lunghezza del mezzo rispetto alla guida d?onda determinano la quantit? di luce assorbita e convertita in un segnale elettrico per mezzo ad esempio di elettrodi. Si nota che questa configurazione risulta essere meno efficiente rispetto a quella di figura 3A dato che il controllo implica una parziale attenuazione del segnale luminoso di Brillouin e una minore accuratezza nella lettura del segnale elastico di Rayleigh. In this example, the closed-loop control is based on a C2(s) functionality. The control is performed at the ?bar? channel to partially absorb a small portion of the light signal s. In this case, the signal s may correspond to the signal 15. The C2(s) function is used to minimize the signal s at the ?bar? channel so as to filter the Rayleigh component from the propagated Brillouin signal. The control is performed by positioning the absorption medium 17 in proximity to the waveguide, where the distance and length of the medium with respect to the waveguide determine the amount of light absorbed and converted into an electrical signal by means of, for example, electrodes. It is noted that this configuration is less efficient than the one in figure 3A since the control involves a partial attenuation of the Brillouin light signal and a lower accuracy in reading the elastic Rayleigh signal.
Le figure 4A e 4B mostrano il principio operativo del filtro 1, nello specifico il principio operativo dell?interferometro di Mach-Zehnder. La funzione di trasferimento del filtro 1 (variazione dell?intensit? in funzione della frequenza) ? caratterizzata da un profilo sinusoidale, in cui il FSR? che corrisponde al periodo della funzione seno ? ? (idealmente) tale da avere una finestra di trasmissione centrata lungo l?intervallo spettrale previsto dei picchi di Brillouin B e B? che tipicamente sono spostati di 5-30 GHz dal picco di Rayleigh R. La funzione di trasferimento al canale di ?cross? (fig. 4A) ? tuttavia opposta a quella del canale di ?bar? (fig. 4B) in modo che la massimizzazione del segnale di Rayleigh in corrispondenza del canale di ?cross? risulti a sua volta in una minimizzazione della luce di fondo in corrispondenza del canale di ?bar? dove sono quindi trasmessi soltanto i picchi di Brillouin. Grazie al modulatore di fase ? possibile regolare (tuning) la funzione di trasmissione in frequenza in modo tale da massimizzare il grado di estinzione. Figures 4A and 4B show the operating principle of filter 1, specifically the operating principle of the Mach-Zehnder interferometer. The transfer function of filter 1 (intensity variation as a function of frequency) is characterized by a sinusoidal profile, where the FSR? which corresponds to the period of the sine function? is (ideally) such as to have a transmission window centered along the expected spectral range of the Brillouin peaks B and B? which are typically shifted by 5-30 GHz from the Rayleigh peak R. The transfer function at the ?cross? channel (fig. 4A) is however opposite to that of the ?bar? channel (fig. 4B) so that the maximization of the Rayleigh signal at the ?cross? channel results in a minimization of the background light at the ?bar? channel where only the Brillouin peaks are transmitted. Thanks to the phase modulator ? It is possible to tune the frequency transmission function in such a way as to maximize the degree of extinction.
Come menzionato precedentemente, uno spettrometro 20 comprende un componente di analisi spettrale adibito all?analisi dello spettro di Brillouin e un componente filtrante posizionato tra il componente di analisi spettrale e una sorgente di luce diffusa che serve essenzialmente a filtrare la componente elastica di Rayleigh. Il componente filtrante pu? comprendere un singolo filtro ottico 1 come descritto in precedenza oppure una pluralit? di filtri ottici 1 in modo da aumentare l?efficacia dell?effetto filtrante. Poich? il filtro ottico ? integrabile/integrato in circuiti ottici nanometrici, ? possibile integrare pi? filtri ottici senza che ci? comporti un aumento sostanziale delle dimensioni del dispositivo. As previously mentioned, a spectrometer 20 comprises a spectral analysis component used for analyzing the Brillouin spectrum and a filter component positioned between the spectral analysis component and a scattered light source that serves essentially to filter the elastic Rayleigh component. The filter component may comprise a single optical filter 1 as described above or a plurality of optical filters 1 in order to increase the effectiveness of the filtering effect. Since the optical filter is integrable/integrated in nanometric optical circuits, it is possible to integrate multiple optical filters without this resulting in a substantial increase in the size of the device.
In un esempio, lo spettrometro 20 comprende una pluralit? di filtri 11, 12,?,1n connessi tra loro in serie a formare un modulo filtrante 22 avente un ingresso di modulo 23 per ricevere la luce diffusa, una prima uscita di modulo 24 ed una seconda uscita di modulo 25, la prima uscita di modulo 24 essendo accoppiata all?analizzatore spettrale 3, in cui la prima uscita 111 di un primo filtro 11 della pluralit? di filtri 11, 12,?,1n ? accoppiata all?ingresso 42 di un secondo filtro 12 successivo. Ci? ? mostrato in figura 5. In one example, the spectrometer 20 comprises a plurality of filters 11, 12, ?,1n connected to each other in series to form a filter module 22 having a module input 23 for receiving the scattered light, a first module output 24 and a second module output 25, the first module output 24 being coupled to the spectral analyzer 3, wherein the first output 111 of a first filter 11 of the plurality of filters 11, 12, ?,1n is coupled to the input 42 of a subsequent second filter 12. This is shown in FIG. 5.
Ogni filtro ottico 11, 12,?,1n pu? essere un interferometro di Mach-Zehnder. Secondo la figura 5, ogni filtro ottico 11, 12,?,1n ? connesso ad un foto rilevatore 191, 192,?,19n, ad un controllore a circuito chiuso 14 e opzionalmente ad un modulo ad isteresi (non mostrato in figura) per processare i dati e inviare la tensione di ingresso (V) appropriata al corrispettivo modulatore di fase 131, 132,?,13n. Poich? valori realistici del rapporto di estinzione di un singolo filtro ottico inteso come interferometro di Mach-Zehnder non supera approssimativamente i 20 dB, posizionare una pluralit? N di filtri ottici (MZI) a cascata ha il vantaggio di aumentare il rapporto di estinzione totale di un fattore N senza tuttavia influenzare eccessivamente le dimensioni del sistema ottico. Inoltre, poich? la fase di ogni filtro ottico (MZI) ? controllabile indipendentemente in modo da minimizzare la propagazione della componente elastica di Rayleigh, il segnale di Brillouin risultante che entra nell?analizzatore spettrale 3 risulta essere privo di luce di fondo spuria. Each optical filter 11, 12,?,1n can be a Mach-Zehnder interferometer. According to Figure 5, each optical filter 11, 12,?,1n is connected to a photodetector 191, 192,?,19n, a closed-loop controller 14 and optionally to a hysteresis module (not shown in the figure) to process the data and send the appropriate input voltage (V) to the corresponding phase modulator 131, 132,?,13n. Since realistic values of the extinction ratio of a single optical filter intended as a Mach-Zehnder interferometer do not exceed approximately 20 dB, cascading a plurality of N optical filters (MZI) has the advantage of increasing the total extinction ratio by a factor N without excessively affecting the size of the optical system. Furthermore, since the phase of each optical filter (MZI) is approximately 100 μm, the MZI can be cascaded with a plurality of N optical filters (MZI). independently controllable to minimize the propagation of the elastic Rayleigh component, the resulting Brillouin signal entering the spectral analyzer 3 is found to be free of spurious background light.
Le funzionalit? di controllo a circuito chiuso descritte nelle figure 3A e 3B possono essere applicate in modo efficiente alla configurazione comprendente un modulo di filtro 22 avente una pluralit? di filtri ottici 11, 12,?,1n. In un esempio, il sistema di controllo a circuito chiuso 14 comprende un sistema di controllo a ingresso singolo e uscita singola, SISO. In questo caso, ogni filtro ottico (MZI) 11, 12,?,1n e ogni segnale associato si ? trattato individualmente dalla funzione Ci(si). The closed-loop control functionality described in Figures 3A and 3B may be efficiently applied to the configuration comprising a filter module 22 having a plurality of optical filters 11, 12,?,1n. In one example, the closed-loop control system 14 comprises a single-input, single-output, SISO, control system. In this case, each optical filter (MZI) 11, 12,?,1n and each associated signal is individually treated by the Ci(si) function.
In un altro esempio, il sistema di controllo a circuito chiuso 14 comprende un sistema di controllo a ingresso multiplo e uscita multipla, MIMO. Come mostrato in figura 6, una o pi? variabili manipolate possono influenzare le interazioni di variabili controllate in un circuito specifico o tutti gli altri circuiti di controllo. Rispetto al sistema SISO di figura 5, il sistema MIMO processa i segnali di ingresso con una singola funzione CM(si) garantendo un controllo pi? preciso ed efficace del filtro ottico a scapito tuttavia di una maggiore complessit?. Questo tipo di sistema di controllo permette di incorporare sistemi dinamici, considerare i costi delle singole azioni di controllo, analizzare gli effetti di possibili disturbi a livello di sistema e di superare la limitata sensibilit? del foto rilevatore 19. Anche in questo caso, ? possibile inserire opzionalmente un modulo ad isteresi (non mostrato in figura) associato al sistema di controllo 14 per ogni modulatore di fase 131, 132,?,13n. In another example, the closed-loop control system 14 includes a multiple-input, multiple-output (MIMO) control system. As shown in Figure 6, one or more manipulated variables can influence the interactions of controlled variables in a specific loop or all other control loops. Compared to the SISO system of Figure 5, the MIMO system processes the input signals with a single CM(si) function, providing more precise and effective control of the optical filter at the expense, however, of greater complexity. This type of control system allows for the incorporation of dynamic systems, consideration of the costs of individual control actions, analysis of the effects of possible disturbances at the system level, and overcoming the limited sensitivity of the photodetector 19. Again, an optional hysteresis module (not shown in the figure) associated with the control system 14 can be inserted for each phase modulator 131, 132, ?, 13n.
L?analizzatore spettrale 3 all?interno dello spettrometro 20 pu? essere di diverse tipologie. Ad esempio, le figure 7A, 7B, e 8 mostrano un analizzatore spettrale 3 costituito da almeno un risonatore ottico ad anello mentre la figura 9 mostra un analizzatore spettrale 3 che comprende un elemento VIPA (virtual imaged phased array). The spectral analyzer 3 within the spectrometer 20 may be of various types. For example, Figures 7A, 7B, and 8 show a spectral analyzer 3 consisting of at least one optical ring resonator while Figure 9 shows a spectral analyzer 3 comprising a virtual imaged phased array (VIPA) element.
In un esempio, l?analizzatore spettrale 3 comprende almeno un risonatore ottico ad anello 26 comprendente una guida d?onda d?ingresso 28 per ricevere la luce dalla prima uscita 11 del filtro 1, una guida d?onda chiusa ad anello 29, avente un indice di rifrazione effettivo neff e accoppiata alla guida d?onda d?ingresso 28 per selezionare almeno una determinata frequenza ?res della luce diffusa, una guida d?onda di uscita 30 accoppiata alla guida d?onda chiusa ad anello 29 per l?uscita delle frequenze selezionate e una guida d?onda di passaggio 31 accoppiata alla guida d?onda d?ingresso 28 e alla guida d?onda chiusa ad anello 29 per l?uscita delle frequenze non selezionate, ed in cui l?analizzatore spettrale 3 comprende inoltre un elemento modulatore 27 accoppiato al risonatore ottico ad anello 26 per modulare l?indice di rifrazione effettivo neff e per scansionare le differenti componenti in frequenza multiple attraverso la variazione del cammino ottico della guida d?onda chiusa ad anello 29. Ci? ? mostrato in figura 7A. In questo caso, il segnale di Brillouin privo del segnale di fondo di Rayleigh che deriva dal filtro ottico 1 o dal modulo di filtro 22 ? accoppiato parzialmente tramite la guida d?onda d?ingresso 28 (BUS) alla guida d?onda ad anello 29 per mezzo ad esempio di un accoppiatore direzionale. La quantit? di accoppiamento ? tale da massimizzare il fattore Q dell?anello e allo stesso tempo di evitare sostanziali perdite di trasmissione di segnale. Per aumentare la forza di accoppiamento, l?anello pu? avere una forma oblunga (configurazione a ?racetrack?) in cui la regione di accoppiamento ? allungata per superare la risoluzione litografica limitata. La risonanza dell?anello pu? essere regolata velocemente dall?elemento modulatore 27 (ad esempio un elemento riscaldante o un mezzo opto-elettrico) e la luce trasmessa in corrispondenza della guida d?onda di uscita 30 (DROP) pu? essere acquisita da un foto rilevatore 45. Effettuando una scansione su almeno un valore di FSR = ?<2>/ngL, ? possibile acquisire l?intero spettro di Brillouin, in cui L che ? la lunghezza di viaggio nell?anello deve essere selezionata tale che FSR>15 GHz. Il valore dell?intensit? del segnale in frequenza sulla base della variazione in tensione applicata all?elemento modulatore 27 ? mostrato in figura 7B. In one example, the spectral analyzer 3 comprises at least one optical ring resonator 26 comprising an input waveguide 28 for receiving light from the first output 11 of the filter 1, a ring-shaped waveguide 29, having an effective refractive index neff and coupled to the input waveguide 28 for selecting at least a certain frequency ?res of the scattered light, an output waveguide 30 coupled to the ring-shaped waveguide 29 for outputting the selected frequencies, and a pass-through waveguide 31 coupled to the input waveguide 28 and the ring-shaped waveguide 29 for outputting the non-selected frequencies, and wherein the spectral analyzer 3 further comprises a modulator element 27 coupled to the optical ring resonator 26 for modulating the effective refractive index neff and for scanning the different multiple frequency components through the optical path variation of the closed ring waveguide 29. This is shown in Figure 7A. In this case, the background Rayleigh-free Brillouin signal from the optical filter 1 or the filter module 22 is partially coupled via the input waveguide 28 (BUS) to the ring waveguide 29 by means of, for example, a directional coupler. The amount of coupling is such as to maximize the Q-factor of the ring and at the same time avoid substantial signal transmission losses. To increase the coupling strength, the ring may have an oblong shape (racetrack configuration) in which the coupling region is elongated to overcome the limited lithographic resolution. The ring resonance may can be quickly adjusted by the modulator element 27 (e.g. a heating element or an opto-electric means) and the transmitted light at the output waveguide 30 (DROP) can be acquired by a photodetector 45. By scanning over at least one value of FSR = ?<2>/ngL, it is possible to acquire the entire Brillouin spectrum, where L which is the travel length in the ring must be selected such that FSR>15 GHz. The value of the frequency signal intensity based on the voltage variation applied to the modulator element 27 is shown in Figure 7B.
La figura 8 mostra l?esempio di uno spettrometro 20 in cui l?analizzatore spettrale 3 comprende una pluralit? di risonatori ottici ad anello 261, 262,?,26n disposti a cascata, in cui la guida d?onda chiusa ad anello 291 di un primo risonatore ottico 261 ? accoppiata con la guida d?onda ad anello 292 di un secondo risonatore ottico successivo 262. La configurazione di figura 8 serve nel momento in cui un singolo risonatore ad anello 26 non ? sufficiente ad ottenere una risoluzione sotto il GHz (sub-GHz) a causa delle perdite (curvatura e propagazione) all?interno del singolo anello. Vantaggiosamente, l?analizzatore spettrale 3 comprende inoltre almeno due elementi modulatori 27A, 27B accoppiati ad ogni risonatore ottico ad anello 261, 262,?,26n. Un modulatore di fase 27An serve a portare gli anelli alla stessa lunghezza d?onda di risonanza regolando accuratamente la tensione applicata VRn1. Raggiunta questa condizione, uno spettro di Brillouin pu? essere acquisito effettuando una scansione rapida della risonanza di tutti gli anelli in modo simultaneo regolando la tensione VRN2 del secondo modulatore di fase 27Bn. Figure 8 shows an example of a spectrometer 20 where the spectral analyzer 3 comprises a plurality of optical ring resonators 261, 262, ?, 26n arranged in a cascade, where the closed ring waveguide 291 of a first optical resonator 261 is coupled with the ring waveguide 292 of a second subsequent optical resonator 262. The configuration of figure 8 is useful when a single ring resonator 26 is not sufficient to obtain a resolution below GHz (sub-GHz) due to the losses (curvature and propagation) within the single ring. Advantageously, the spectral analyzer 3 also comprises at least two modulator elements 27A, 27B coupled to each optical ring resonator 261, 262, ?, 26n. A phase modulator 27An is used to bring the rings to the same resonant wavelength by carefully adjusting the applied voltage VRn1. Once this condition is achieved, a Brillouin spectrum can be acquired by rapidly scanning the resonance of all rings simultaneously by adjusting the voltage VRN2 of the second phase modulator 27Bn.
In un esempio, l?analizzatore spettrale 3 comprende un unico elemento ottico angolare dispersivo (VIPA) 49 per disperdere un segnale elettromagnetico lungo la direzione trasversale rispetto alla direzione di propagazione del segnale di uscita 15. Si nota che l?impiego di un dispositivo dispersivo ottico come la VIPA permette di analizzare lo spettro di Brillouin senza dover effettuare una scansione dello spettro. Tuttavia, a causa del dominante segnale dovuto alla luce elastica di Rayleigh, ? solitamente necessario impiegare una pluralit? di elementi VIPA in modo da aumentare il contrasto spettrale al fine di misurare i picchi Brillouin altrimenti coperti dalla luce di Rayleigh. Utilizzando il filtro ottico 1 come descritto in precedenza ? possibile invece impiegare soltanto un unico elemento ottico angolare dispersivo (VIPA) 49 rendendo pertanto il sistema complessivo pi? compatto. In altre parole, data l?efficienza filtrante della componente elastica di Rayleigh da parte del filtro ottico 1 (o modulo di filtro 22) come descritto precedentemente, ? possibile realizzare un analizzatore spettrale 3, e di conseguenza uno spettrometro 20, che sia compatto e che abbia ottime prestazioni per la spettroscopia di Brillouin. In one example, the spectral analyzer 3 includes a single optical dispersive element (VIPA) 49 to disperse an electromagnetic signal along the direction transverse to the direction of propagation of the output signal 15. It is noted that the use of an optical dispersive device such as the VIPA allows the Brillouin spectrum to be analyzed without having to perform a spectrum scan. However, due to the dominant signal due to elastic Rayleigh light, it is usually necessary to use a plurality of VIPA elements in order to increase the spectral contrast in order to measure the Brillouin peaks otherwise covered by the Rayleigh light. By using the optical filter 1 as described above, it is instead possible to use only a single optical dispersive element (VIPA) 49, thus making the overall system more compact. In other words, given the efficiency of the optical filter 1 (or filter module 22) in filtering the elastic Rayleigh component, it is possible to use a single optical dispersive element (VIPA) 49. it is possible to realize a spectral analyzer 3, and consequently a spectrometer 20, which is compact and has excellent performance for Brillouin spectroscopy.
Come mostrato in figura 9, l?analizzatore spettrale 3 ? accoppiato al filtro ottico 1 oppure al modulo di filtro 22 tramite un una fibra ottica di ingresso 46 per ricevere il segnale di uscita del filtro in cui la componente elastica di Rayleigh ? soppressa o attenuata. Ad esempio, la fibra ottica d?ingresso 46 riceve il primo segnale di uscita 15. L?analizzatore spettrale 3 comprende inoltre una prima lente 47 (lente collimante) per ricevere e collimare il segnale di uscita 15 da analizzare ed una seconda lente 48 (lente focalizzante) per focalizzare il segnale di uscita 15 collimato. As shown in Figure 9, the spectral analyzer 3 is coupled to the optical filter 1 or the filter module 22 via an input optical fiber 46 to receive the output signal of the filter in which the Rayleigh elastic component is suppressed or attenuated. For example, the input optical fiber 46 receives the first output signal 15. The spectral analyzer 3 further comprises a first lens 47 (collimating lens) for receiving and collimating the output signal 15 to be analyzed and a second lens 48 (focusing lens) for focusing the collimated output signal 15.
L?analizzatore spettrale 3 comprende inoltre un elemento ottico angolare dispersivo (VIPA) 49 accoppiato alla prima e alla seconda lente 47, 48 per disperdere un segnale elettromagnetico lungo la direzione trasversale rispetto alla direzione di propagazione del segnale di uscita 15 ed una terza lente 50 (lente di Fourier) per convertire il segnale elettromagnetico disperso dall?elemento ottico angolare dispersivo 49 in una pluralit? di picchi spettrali per misurare lo spettro della luce diffusa attraverso una pluralit? di rilevatori ottici, ad esempio una telecamera CCD 51. Sebbene il vantaggio di utilizzare il filtro ottico 1 o il modulo di filtro 22 ? quello di poter impiegare un unico dispositivo VIPA, ? anche immaginabile considerare un analizzatore spettrale 3 che abbia in alternativa una pluralit? di questi dispositivi ottici VIPA. The spectral analyzer 3 further comprises an angle-dispersive optical element (VIPA) 49 coupled to the first and second lenses 47, 48 for dispersing an electromagnetic signal along the direction transverse to the direction of propagation of the output signal 15 and a third lens 50 (Fourier lens) for converting the electromagnetic signal dispersed by the angle-dispersive optical element 49 into a plurality of spectral peaks for measuring the spectrum of the scattered light through a plurality of optical detectors, for example a CCD camera 51. Although the advantage of using the optical filter 1 or the filter module 22 is that a single VIPA device can be used, it is also conceivable to consider a spectral analyzer 3 that alternatively has a plurality of these VIPA optical devices.
Il filtro ottico 1 (e il modulo di filtro 22) cos? come lo spettrometro 20 e l?apparato 37 sopra descritti hanno notevoli potenzialit? nel campo biomedico. Infatti, questi dispositivi ottici possono essere un?ottima soluzione per integrare la microscopia di Brillouin nell?analisi di propriet? meccaniche di sistemi biologici. La microscopia di Brillouin ? una tecnica relativamente nuova con un interesse crescente nel settore della ricerca e dell?industria biomedica. Utilizzando il filtro ottico 1 come descritto, ? possibile quindi ottenere un dispositivo spettrale ultracompatto, con un alto contrasto, con una risoluzione al di sotto del GHz (sub-GHz) e con un?alta efficienza di trasmissione da poter impiegare in microscopi di Brillouin per la diagnosi di malattie e l'analisi di processi biomeccanici. Inoltre, poich? il filtro ottico ? integrabile/integrato in circuiti fotonici nanometrici, il dispositivo finale avr? una maggiore facilit? d?uso rispetto ai convenzionali filtri basati sull?ottica in spazio libero (free-space) in quanto non presenta elementi fisici da allineare. The optical filter 1 (and the filter module 22) as well as the spectrometer 20 and the apparatus 37 described above have considerable potential in the biomedical field. In fact, these optical devices can be an excellent solution to integrate Brillouin microscopy in the analysis of mechanical properties of biological systems. Brillouin microscopy is a relatively new technique with growing interest in the biomedical research and industry. By using the optical filter 1 as described, it is therefore possible to obtain an ultra-compact spectral device, with high contrast, sub-GHz resolution and high transmission efficiency that can be used in Brillouin microscopes for disease diagnosis and analysis of biomechanical processes. Furthermore, since the optical filter is integrable/integrated into nanometric photonic circuits, the final device will have greater ease of implementation. of use compared to conventional filters based on free-space optics as it has no physical elements to align.
Al filtro 1, allo spettrometro 20 e all?apparato 37 sopra descritti un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare ulteriori e contingenti esigenze, potr? apportare numerose ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro comprese nell'ambito di protezione della presente invenzione quale definito dalle rivendicazioni allegate. A technician in the field may make numerous further modifications and variations to the filter 1, the spectrometer 20 and the apparatus 37 described above, in order to satisfy further and contingent needs, all of which however fall within the scope of protection of the present invention as defined by the attached claims.
Claims (12)
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Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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