JP2007064912A - 光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体への照射時あるいは光検出器の検出時における光源のスペクトル分布がガウシアン分布となる光源装置およびこれを用いた光コヒーレンストモグラフィ計測装置を提供する。
【解決手段】光コヒーレンストモグラフィ計測装置２００は、ガウシアン光源２０１を備えている。ガウシアン光源２０１は、非ガウシアン分布の発光スペクトルを有するＳＬＤ光源２０２と、その出力光を整形するガウシアン整形用光フィルタ２０３から構成されている。ガウシアン分布に整形された透過光２１５は計測用光学系２０４を通過し、光検出器２０５で検出される。サイドローブの強度が抑圧された良好な高精彩画像が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、任意スペクトル分布をもつ光源をガウシアン分布に整形する光源装置およびこの光源装置を使用する光コヒーレンストモグラフィ計測装置に関する。

光コヒーレンストモグラフィ（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）技術は、光のコヒーレンス（可干渉性）を利用した技術であり、非破壊の観測手法として注目を集めている。光コヒーレンストモグラフィ技術を使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置は、現時点で、数μｍの分解能で物体の深部の情報を可視化することができる。これは、従来のＸ線写真像と超音波診断画像との間の空間分解能を有する。したがって、特に眼科等の医療や生物学の分野あるいは半導体産業の分野での効果が期待されている。

図２７は、マイケルソン干渉計を使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の原理を表わしたものである。光コヒーレンストモグラフィ計測装置では、たとえばスーパルミネッセントダイオード（Super Luminescent Diode：ＳＬＤ）等の低コヒーレンス光源を光源１０１として使用する（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。光源１０１から出力された光ビーム１０２はビームスプリッタ１０３に入射し、透過して直進する光ビーム１０４と反射して９０度方向を変える光ビーム１０５に分岐される。

このうち、直進した光ビーム１０４は、オブジェクトレンズ１０６を経て人体の生体組織（たとえば目）１０７に到達する。人体の目等の生体組織では、構成する細胞の種類が異なると、これらの化学的な組成が異なる結果としてこれらの屈折率が異なっている。したがって、生体試料は３次元の屈折率分布を有している。光ビーム１０４が生体組織１０７に到達すると、この屈折率分布に応じて屈折や反射が生じる。この結果として前方および後方多重散乱光が発生する。このうちの後方多重散乱光１０８がオブジェクトレンズ１０６によって集光されて光ビーム１０４と逆方向に進行して、その一部がビームスプリッタ１０３によって反射して光検出器１０９に入射する。

一方、ビームスプリッタ１０３によって反射された光ビーム１０５の方は、参照ミラー１１１に到達して、ここで反射されて光ビーム１０５の進行方向と逆方向に反射光１１２として進行する。この反射光１１２は、ビームスプリッタ１０３に到達し、その一部がこれを透過して光検出器１０９に入射する。光検出器１０９は、ビームスプリッタ１０３と生体組織１０７までの距離と、ビームスプリッタ１０３と参照ミラー１１１までの距離とが等しい位置での後方多重散乱光１０８を干渉信号として検出する。したがって、ビームスプリッタ１０３と参照ミラー１１１までの距離を変えることと、この距離が等しい場合での参照ミラー１１１自身の位置を変える（画像を走査する）ことで、生体組織１０７の各測定点に対応した画像情報を光検出器１０９の出力として得ることができる。

このような光コヒーレンストモグラフィ計測装置では、早期癌の発見や診断、あるいは初期の網膜剥離の診断を可能にするために、より高分解能を求める要請が高まっている。光コヒーレンストモグラフィ技術を使用した診断装置では、光軸方向の空間分解能は光源のコヒーレンス長で制限される。すなわち、空間分解能は光源のコヒーレンス長の半分で与えられるので、広いスペクトル幅を有する光源が高い空間分解能の測定に必要となる。現時点では空間分解能を最低限満足するための光源のスペクトル幅（半値全幅）は、最低で２０ｎｍ（ナノメートル：１０^-9ｍ）必要とされている。

今、光源が理想的なガウシアン分布（正規分布）のスペクトルで構成されているものとする。この光源の中心波長をλ_Cとし、スペクトル幅をΔλとする。光源の全光パワーをＰ₀とすると、この光源のスペクトルＳ（λ）は次の（１）式で与えられる。
Ｓ（λ）＝（２Ｐ₀／πΔλ²）ｅｘｐ［−２（λ−λ_C）²／Δλ²］……（１）

また、屈折率がほぼ“１”に等しい空気中での光源のコヒーレンス長ｌ_C（半値全幅）は、次の（２）式で与えられる。
ｌ_C＝（２ｌｎ２／π）・λ_C ²／Δλ……（２）

したがって、光源のスペクトル幅を増加することでコヒーレンス長を短くすることができる。以上は光検出器が波長に対する感度特性としての波長感度特性が一様であることを前提としている。しかしながら、光源のスペクトル幅が大きくなると、波長感度特性を無視することができない。光検出器の波長感度特性をη（λ）とすると、光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）は次の（３）式で与えられる。
Ｉ_P（λ）＝η（λ）・Ｓ（λ）……（３）

このように光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）は、単一でない複数の連続光スペクトル信号に対して、その光電流の波長スペクトル成分を表わしたものとなる。したがって、一般には、（３）式に示す光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）がガウシアン分布になる場合は、メインローブに対して副次的に発生するサイドローブが存在しないか実質的に無視できる理想的なコヒーレンス関数となる。この場合には、（２）式で与えられるコヒーレンス長ｌ_Cが得られる。ここでコヒーレンス関数とは、系の入力と出力の因果関係の度合を示している。コヒーレンス関数が“１”の場合には、系の出力がすべて測定入力に起因していることを示し、“０”の場合には、系の出力は、入力に全く関係しない。

ところで、次のスーパルミネッセントダイオードを使用した光源（以下、ＳＬＤ光源という。）でも、高分解能化を図るためにスペクトル幅を拡大する努力が従来から行われている。ＳＬＤ光源のスペクトル幅は従来では２０ｎｍ以下であった。スーパルミネッセントダイオードの半導体構造の改良等によって、５０ｎｍ程度の広帯域ＳＬＤ光源や、それらを複数波長合成した１５０ｎｍ程度の広帯域ＳＬＤ光源なども出現している。

ところが、広帯域特性を含むこのようなＳＬＤ光源は、スペクトル形状が理想的なガウシアンスペクトルとは大きく異なっている。更に、このようなＳＬＤ光源は、光検出器の波長感度特性を考慮した光源スペクトル分布となっていない。このため、このような従来のＳＬＤ光源を用いて光源のコヒーレンス関数特性を測定すると、コヒーレンス長よりも大きな空間位置で第２、第３のサイドローブが存在することが確認できる。これらのサイドローブは、実サンプル計測時の診断像のコントラストと分解能を低下させる要因となる。

図２８は、非ガウシアン分布のＳＬＤ光源の一例を表わしたものである。このＳＬＤ光源の中心波長は８４０ｎｍであり、スペクトル幅は４０ｎｍとなっている。発光帯域内に大きなディップ（ｄｉｐ）すなわち凹みがあり、非ガウシアン分布の発光スペクトルであることが分かる。光出力は最大２５ｍＷ（ミリワット）である。

一方、図２９は、図２８に示したＳＬＤ光源のコヒーレンス関数を示したものである。メインローブ１２１のコヒーレンス長は７．８μｍである。メインローブ１２１の両側にサイドローブ１２２、１２３が発生している。これらのサイドローブ１２２、１２３は、ＯＣＴ画像診断時のコントラストを低下させる要因となる。ただし、この例ではサイドローブの強度１２４は最大で１８％であるので、画像診断時のコントラストは、最大強度をサイドローブ強度で割った値として、高々５程度でしかない。

このようにＳＬＤ光源では、スペクトル幅が広い広帯域光源が望まれるだけでなく、そのスペクトル特性がガウシアン分布（正規分布）に近い光源である必要がある。更に、スペクトル幅を広くとる場合には、適用される光検出器の波長感度特性をも考慮する必要がある。また、光源のコヒーレンス関数特性については、サイドローブの強度が抑圧され、良好な高精彩画像での診断を可能とする必要がある。

ところで、一般に光源のスペクトル特性が好ましくない場合にこれをフィルタで補正することが行われている。たとえば、レーザ装置のレーザビーム強度分布整形用の出力ミラーとして光学薄膜を形成したフィルタを使用して、ガウシアン分布のレーザビームを外部に出力することが提案されている（たとえば特許文献３参照）。
特許第３５３９７２６号（第０００４段落、図２） 特許第３６６０１８５号（第００１５段落、図１） 特開平０６−３５１１号公報（第００３８、第００３９段落、図１、図２）

この特許文献３の出力ミラーは、中心から周縁に至る反射率分布がガウシアン関数で表わされる分布を有し、ピーク反射率が９４％、ガウシアン分布の裾野の部分における最小反射率が２６％、膜厚分布の半径が１．５ｍｍである光学薄膜であり、レーザ装置の出力ミラーとして用いる円形のガウシアンミラーである。その光学薄膜の膜構成は、基板の上に第１〜第９の膜を積層した構成となっているが、このうちの第５の膜が中心部から周縁に向かって光学的膜厚分布を有するようになっている。

ところが、この提案の技術では、ミラーの中心から周縁に至る反射率分布がガウシアン関数で表わされる分布構成となっており、光軸と直交する平面における光の強度分布がガウシアン分布になっているに過ぎない。従来から光コヒーレンストモグラフィ計測装置の光源として要求されるものは、光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）がガウシアン分布になることであり、これとは相違する。

そこで本発明の目的は、物体への照射時あるいは光検出器の検出時における光源のスペクトル分布がガウシアン分布となる光源装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ガウシアン分布の光源装置を用いて、光の干渉コヒーレンスを応用した非破壊の観察計測手法の光コヒーレンストモグラフィ計測装置を提供することにある。

本発明では、（イ）所定の波長域に亘って連続的に発光する光源と、（ロ）この光源から出力される光を入射してガウシアン分布（正規分布）のスペクトル特性を有する透過光に整形する光フィルタとを光源装置に具備させる。

すなわち本発明では、所定の波長域に亘って連続的に発光する光源を用意し、この光源から出力される光を光フィルタを通過させることで、ガウシアン分布のスペクトル特性を有する透過光に整形する。光フィルタにたとえば誘電体多層膜技術を用いると、任意の発光スペクトルを有する光源に対して、波長１５０ｎｍから１０μｍ以上に渡る紫外域から赤外域において、柔軟なフィルタ膜設計が可能で、安価に効率の良いガウシアン光源を提供することが可能となる。

また、本発明では、（イ）所定の波長域に亘って連続的に発光する光源と、（ロ）所定の波長感度特性を有する光検出器と、（ハ）光源から出力される光をこの光検出器に入射させたときの検出光のスペクトル分布がガウシアン分布となるように各波長に対する光の透過率を整形する光フィルタとを光源装置に具備させる。

すなわち本発明では、所定の波長域に亘って連続的に発光する光源を用意し、この光源から出力される光を、光検出器側の波長感度特性を考慮して、検出光のスペクトル分布がガウシアン分布となるように光フィルタで各波長に対する光の透過率を整形するようにしている。

また、本発明では、（イ）請求項２〜請求項１７いずれかに記載の光源装置と、（ロ）光フィルタの出力側に配置された計測用の光学系とを光コヒーレンストモグラフィ計測装置に具備させる。

すなわち本発明では、請求項２〜請求項１７いずれかに記載の光源装置を計測用の光学系に対して使用することで、高分解能特性を得るために画像診断像のコントラストを犠牲にすることなく、サイドローブの強度が抑圧され、良好な高精彩画像を得ることができる。たとえばＯＣＴ診断計測装置の光源として、連続発振光のほかに、変調光、パルス光などを用いることが可能であり、信号対雑音比や計測スピードなどの向上などに効果がある。

ところで広帯域に亘ってガウシアン分布を有する光源を得るためにガウシアン整形用光フィルタを採用する場合、たとえば誘電体干渉薄膜フィルタの使用が効果的である。誘電体干渉薄膜フィルタをガウシアン整形用光フィルタとして使用すると、ＳＬＤ光源をはじめとする任意のスペクトル分布をもつ光源をガウシアン分布に整形あるいは補償することが可能である。

このためのガウシアン整形用光フィルタの強度スペクトルをＴ（λ）とすると、光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）は、次の（４）式で与えられる。
Ｉ_P（λ）＝ Ｔ（λ）・η（λ）・Ｓ（λ）……（４）

したがって、光源のスペクトルＳ（λ）や光検出器の波長感度特性η（λ）、あるいは両者の積η（λ）・Ｓ（λ）等の発光スペクトル、あるいは光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）に対して、光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）がガウシアン分布となるようにガウシアン整形用光フィルタの強度スペクトルＴ（λ）を用いてガウシアン整形あるいはガウシアン補償を行えばよい。ここで、強度スペクトルは、光フィルタの透過スペクトル、あるいは反射スペクトル、または複数からなる光フィルタのスペクトルの積であってもよい。

また、スペクトル幅が１００ｎｍ以上になると、一般的なＳｉ（シリコン）やＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）系の光検出器（フォトダイオード）の波長感度特性が無視できず、光源スペクトル内での光信号強度が一様でなくなる。これは光源のスペクトル特性が（１）式で与えられる理想的なガウシアン分布であっても、その光信号を受ける光検出器の波長感度特性η（λ）のために、光電流スペクトル分布Ｉ_P（λ）がガウシアン分布に一致しないことを意味している。この場合にはコヒーレンス関数特性の劣化を引き起こすことになる。上記の光検出器では、波長感度特性が大きく変化する波長帯がある。たとえばＳｉ光検出器では波長１０００ｎｍから１１００ｎｍで変化が著しく、ＩｎＧａＡｓ光検出器では波長１６００ｎｍから１７００ｎｍで変化が著しい。したがって、光源として使用する波長域によってはスペクトル幅が１００ｎｍ以下であっても光検出器の波長感度特性を無視できない場合がある。そこで、本発明では光検出器の波長感度特性が無視できないようなものである場合、これをガウシアン整形用光フィルタで補償することにしている。

なお、ＳＬＤ光源以外にも、特別な光学材料を用いることで、高効率かつ広帯域なガウシアン光源を形成することができる。

以上説明したように本発明によれば、光源それ自体がガウシアン光源でなくても、所定の波長域に亘って連続的に発光する光源であれば、これを光フィルタを用いて波形を整形してガウシアン分布（正規分布）のスペクトル特性を持たせることにしたので、安価に効率の良いガウシアン光源を得ることができる。また、光検出器の波長感度特性が一様でない場合には、光検出器の検出光のスペクトル分布がガウシアン分布となるように補正することも可能である。

これにより、本発明の光源装置を光コヒーレンストモグラフィ計測装置に使用することにより、サイドローブの強度が抑圧され、高分解能特性を得るために画像診断像のコントラストを犠牲にすることなく、良好な高精彩画像を得ることができる。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。この光コヒーレンストモグラフィ計測装置２００は、ガウシアン光源２０１を備えている。ガウシアン光源２０１は、図２８に示したと同一の非ガウシアン分布の発光スペクトルを有するＳＬＤ（Super luminescent Diode）光源２０２と、その出力側に設けたガウシアン整形用光フィルタ２０３から構成されている。ガウシアン光源２０１の出力側には、波長依存性の存在しない計測用光学系２０４が配置されており、これを通過した光は波長依存性の存在する光検出器２０５で検出されるようになっている。この光検出器２０５の検出出力２０６は、図示しない信号処理系に送られるようになっている。なお、計測用光学系２０４および光検出器２０５は、たとえば図２７に示したマイケルソン干渉計を構成しており、これを簡略化した形で図示したものである。

図２は、図１に示したガウシアン整形用光フィルタの構成原理を表わしたものである。ガウシアン整形用光フィルタ２０３は、図１に示したＳＬＤ光源２０２から出力される入射光２１１を順に入射する第１〜第ｎのガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁〜２１２_nの直列配置によって構成されている。これら第１〜第ｎのガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁〜２１２_nは、それぞれ基板２１３に誘電体多層膜２１４を形成したものとなる。誘電体多層膜２１４は、基板２１３に対して入射光２１１が入射される側にそれぞれ配置されており、入射光に対してそれぞれ垂直な面を構成している。最終段の第ｎのガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２_nからガウシアン整形された透過光２１５が出力されることになる。ただし、この第１の実施例では、「ｎ」を「１」としており、第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁のみを使用してガウシアン整形用光フィルタ２０３を構成している。

ところで、この第１の実施例では、ＳＬＤ光源２０２として従来から用いられている図２８に示したスペクトル分布の光源を使用している。これは、非ガウシアン分布のＳＬＤ光源である。本実施例でガウシアン整形用光フィルタ２０３は、入射光２１１を理想的なガウシアン波形に整形するために使用される。本実施例では、光検出器２０５の波長依存性は軽微なものとして補正の対象としていない。

図３は、ガウシアン整形用光フィルタによる整形前のＳＬＤ光源のスペクトル分布と、整形後のスペクトル分布を対比して示したものである。整形前のＳＬＤ光源のスペクトル分布を表わした曲線２２１は、図２８と同一である。整形後のスペクトル分布を表わした曲線２２２は、理想的なガウシアン波形となっている。整形後の光源スペクトルは中心波長８４０ｎｍ、スペクトル幅３０ｎｍとなっている。

図４は、このような整形を可能とするガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを表わしたものである。ガウシアン整形用光フィルタ２０３の透過スペクトルは、図３における曲線２２１と曲線２２２の差分にほぼ相当する波形となっている。

以下に示す表１は、本実施例で使用されるガウシアン整形用光フィルタの膜構成表を表わしたものである。ここでは、層の数ｎは“３７”である。表１から奇数番目の層は、屈折率が２．１０のＴａ₂Ｏ₅（五酸化タンタル）によって構成されており、偶数番目の層は、屈折率が１．４５のＳｉＯ₂（二酸化珪素）によって構成されている。基板はガラス素材が使用されている。

なお、この第１の実施例では後に説明する他の実施例と同様に、Ｔａ₂Ｏ₅とＳｉＯ₂を膜材料として交互に積層することでガウシアン整形用光フィルタ２０３を構成しているが、これらの膜材料に限る必要はない。本実施例でＴａ₂Ｏ₅とＳｉＯ₂を膜材料として使用していることによる利点は、使用波長帯域でこれらの膜材料が共に透明であり、整形による光の損失を最小限に抑えることができるという点と、対環境性にも優れている点である。

また、表１ではガウシアン整形用光フィルタ２０３を第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁の１段構成として、層材料を３７層に積層することにしたが、２段以上の構成として積層する数を減少させることも可能である。一般に、ある形状の波形をガウシアン波形に整形を行っていく場合、着目している波形箇所の大まかな傾きがガウシアン波形の該当箇所に一致するようになっていても、その箇所が滑らかな波形となっておらず比較的大きなリップルを含んでいるような場合がある。このような場合でそのリップルを無視できないような場合には、更に層材料を重ねることでガウシアン整形用光フィルタ２０３を理想的なガウシアン波形に近づけることになる。

実際には、ガウシアン整形用光フィルタ２０３を構成する各層の厚さをコンピュータで演算処理するソフトウェアが光通信用フィルタの設計用のソフトウェアとして市販されている。したがって、表１に示した本実施例のガウシアン整形用光フィルタの膜構成は一例としてのものである。光コヒーレンストモグラフィ計測装置２００として要求されるガウシアン波形の完成度によって層の数や層の構成が大きく異なってくることは当然である。

なお、本実施例ではガウシアン整形用光フィルタ２０３を第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁の１段構成としているが、ガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２を複数段で構成する場合との得失は次の通りである。まず、１段で構成した場合には、ガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２を複数段にする場合と比べて干渉効果の発生を防止することができる。たとえば、第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁と第２のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₂が高反射ミラー特性を有する波長帯では、これらの間でエタロンと呼ばれる高い透過特性を持った狭帯域波長フィルタを構成する。この場合、鋭い透過ピークが反射波長帯域に発生して、光源装置の出力に悪影響を及ぼす場合がある。

これに対して、ガウシアン整形用光フィルタ２０３を第１〜第ｎのガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁〜２１２_nに分けて構成しておけば、それぞれをローパスフィルタやバンドパスフィルタといった機能別に設計し製造することができる。この結果として、中心波長が異なる光源装置を作製するような場合には、たとえばバンドパスフィルタとしての機能を有する特定のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２_Xを中心波長の異なる他のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２_Yに交換することが可能になり、多くの種類の光源装置を製造する場合のコストダウンに寄与するといった利点が生じる。

図５は、本実施例のガウシアン光源から出力されるガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わしたものである。この図に示すようにコヒーレンス長は１０μｍとなっており、従来よりも若干大きくなっている。また図示しないサイドローブの強度のピーク２３１は、メインローブのピークに対して５％以下に抑圧され、良好な干渉特性が実現している。これにより、コントラストが２０以上での高精彩画像での診断が可能になる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源は眼底検査（特に、網膜剥離など）に利用することができる。

図６は、本発明の第２の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。この図で第１の実施例の図１と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００を構成する光源３０１は、半導体レーザの励起光源３０２と、この励起光源３０２から出力される励起光３０３を集光する集光用レンズ３０４と、集光用レンズ３０４の後段に配置されて励起光３０３を注入して発振するＡＳＥ（Amplified Spountaneous Emission）光源３０５とによって構成されている。ＡＳＥ光源３０５からは、広帯域のＡＳＥ光３０６が出力される。このＡＳＥ光３０６は、ガウシアン整形用光フィルタ３０７を通過した後、高分解能を実現するガウシアン光源として医療用等の用途に使用されることになる。

励起光源３０２は、励起用半導体レーザコントロール回路３１１と、これに接続された励起用半導体レーザ３１２によって構成されている。励起用半導体レーザ３１２は波長６７０ｎｍの波長のレーザビームを出力する。ＡＳＥ光源３０５は、直径が２ｍｍで長さが７ｍｍの円柱状のＣｒ：ＬｉＳＡＦ結晶３１３の両端面にダイクロイックミラーコーティング３１４、３１５を施したもので、その中心軸を集光用レンズ３０４の光軸と一致させている。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ結晶３１３は、ＡＳＥ光源３０５から入射する波長６７０ｎｍの赤色半導体レーザビームで励起され、波長８５０ｎｍのレーザ光を出力する。励起パワーは結晶入射端で４００ｍＷである。ここで、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ結晶３１３は、遷移金属活性イオンとしてのＣｒ３価イオンを１ｗｔ．％（重量％）ドープしたＬｉＳｒＡｌＦ₆結晶である。

また、ダイクロイックミラーコーティング３１４、３１５は、共に６７０ｎｍの波長でＨＴ（High Transmission）となり、８５０ｎｍの波長でＨＲ（High Reflection）となるコーティング材料を使用した。

一方、広帯域のＡＳＥ光３０６を入射するガウシアン整形用光フィルタ３０７は、全１４層からなり、入射したＡＳＥ光３０６を、スペクトル分布がガウシアンとなる光源に補正する。ガウシアン整形用光フィルタ３０７については、層の数は異なるが、第１の実施例のガウシアン整形用光フィルタ２０３と同様の構造となっている。

以下に示す表２は、本実施例で使用されるガウシアン整形用光フィルタの膜構成表を表わしたものである。ここでは、層の数ｎは“１４”である。表２でも奇数番目の層は、屈折率が２．１０のＴａ₂Ｏ₅（五酸化タンタル）によって構成されており、偶数番目の層は、屈折率が１．４５のＳｉＯ₂（二酸化珪素）によって構成されている。基板はガラス素材が使用されている。

図７は、この第２の実施例でガウシアン整形用光フィルタを通過した光源のスペクトル分布を示したものである。図６に示したガウシアン整形用光フィルタ３０７により整形された結果として理想的なガウシアン分布が得られている。ガウシアン分布スペクトルの中心波長は８５０ｎｍであり、スペクトル幅（半値全幅）は１８０ｎｍである。出力光パワーは１０ｍＷであった。

図８は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わしたものである。この図に示すようにコヒーレンス長は１．８μｍという高分解能特性を得ることができる。また図示しないがサイドローブは、５％以下と十分抑圧され、良好な高精彩画像での診断が可能になる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源を眼底検査（特に、網膜剥離など）に利用することができる。

図９は、本発明の第３の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。この図９で図６と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ａを構成する光源３０１Ａは、半導体レーザの励起光源３０２Ａと、この励起光源３０２Ａから出力される励起光３０３Ａを集光する集光用レンズ３０４と、集光用レンズ３０４の後段に配置されて励起光３０３Ａを注入して発振するＡＳＥ光源３０５Ａとによって構成されている。ＡＳＥ光源３０５Ａからは、広帯域のＡＳＥ光３０６Ａが出力される。このＡＳＥ光３０６Ａは、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａを通過した後、高分解能を実現するガウシアン光源として医療用等の用途に使用されることになる。

このように図９に示した光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ａの全体的な構成は図６に示した第２の実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００と同様であるが、それぞれを構成する部品が相違している。まず、励起用半導体レーザコントロール回路３１１Ａによって駆動制御される励起用半導体レーザ３１２Ａは、波長５３２ｎｍの緑色レーザを出力するようになっている。この励起光３０３Ａを入力するＡＳＥ光源３０５Ａには、遷移金属活性イオンとしてのＴｉ３価イオンを３ｗｔ．％（重量％）ドープしたＡ₂Ｏ₃結晶（以下、にＴｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶という。）３１３Ａを使用している。Ｔｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶３１３Ａの両端面には、ダイクロイックミラーコーティング３１４Ａ、３１５Ａが施されている。

図１０は、Ｔｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶を光源に使用した場合の発光スペクトルを示したものである。この図１０で曲線３５１は、Ｔｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶３１３Ａを用いた連続発振光ガウシアン光源の発光スペクトルを示している。その出力パワーは２０ｍＷである。

ところで図１１は、第３の実施例で使用する光検出器の波長感度特性を示したものである。光検出器２０５は、検出素子としてＳｉ（シリコン）フォトダイオードを使用している。このＳｉフォトダイオードを使用した光検出器２０５は、第１および第２の実施例で利用した８５０ｎｍの波長帯で波長感度特性がほぼフラットな特性となっている。また、波長１０００ｎｍから１１００ｎｍの波長帯では波長感度特性が急激に変化している。第３の実施例で用いられる広帯域のＡＳＥ光３０６Ａの中心波長は、この急激な変化を示す１０００ｎｍ付近となっている。このため、この光検出器２０５を使用して、図１０で曲線３５１で示した連続発振光ガウシアン光源の発光スペクトルを検出したとすると、曲線３５２で示したように発光スペクトルの長波長側の光電流スペクトルが大きく減少してしまう。この結果、そのペクトル形状は理想的なガウシアン分布とはならない。

本実施例のガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａは、このような波形の歪みを補正して光検出器２０５の検出出力の段階で光電流スペクトルがガウシアン分布となるようにするために使用される。ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａを使用すると、図１０で曲線３５３で示すように光電流スペクトルがガウシアン分布となる。曲線３５３で示したガウシアン分布スペクトルは、中心波長１０００ｎｍで、スペクトル幅が１００ｎｍである。

図１２は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを示したものである。また、次の表３はこのガウシアン整形用光フィルタの膜構成を示したものである。２種類の誘電体薄膜材料であるＴａ₂Ｏ₅（屈折率２．１０）とＳｉＯ₂（屈折率１．４５）をガラス基板上に交互に積層している。膜層数は１３層である。

図１３は、本実施例におけるコヒーレンス関数を示したものである。ここで曲線３６１はガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａが存在しない場合を示し、曲線３６２はガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａが存在する場合をそれぞれ示している。コヒーレンス長は３．２μｍである。曲線３６１で示す場合では、サイドローブ強度３６３が６％程度発生している。これに対して曲線３６２で示す場合、サイドローブ強度は６％以下に抑圧されている。したがって、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ａを用いることで、コントラストが１６以上での高精彩画像での診断が可能になる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源は前眼部検査などに利用することができる。

図１４は、本発明の第４の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。この図１４で図６と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ｂを構成する光源３０１Ｂは、半導体レーザの励起光源３０２Ｂと、この励起光源３０２Ｂから出力される励起光３０３Ｂを集光する集光用レンズ３０４と、集光用レンズ３０４の後段に配置されて励起光３０３Ｂを注入して発振するＡＳＥ光源３０５Ｂとによって構成されている。ＡＳＥ光源３０５Ｂからは、広帯域のＡＳＥ光３０６Ｂが出力される。このＡＳＥ光３０６Ｂは、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｂを通過した後、高分解能を実現するガウシアン光源として医療用等の用途に使用されることになる。

本実施例で励起光源３０２Ｂは、励起用の半導体レーザコントロール回路３１１Ｂと、これに接続された励起用半導体レーザ３１２Ｂによって構成されている。励起用半導体レーザ３１２Ｂは波長９８０ｎｍの波長のレーザビームを出力する。ＡＳＥ光源３０５Ｂは、遷移金属活性イオンとしてのＣｒ４価イオンを３ｗｔ．％（重量％）ドープした直径が２ｍｍで長さが７ｍｍの円柱状のＣｒ：Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶３１３Ｂの両端面にダイクロイックミラーコーティング３１４Ｂ、３１５Ｂを施したもので、その中心軸を集光用レンズ３０４の光軸と一致させている。Ｃｒ：Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶３１３Ｂは、ＡＳＥ光源３０５Ｂから入射する波長９８０ｎｍの半導体レーザビームで励起され、波長１２００ｎｍのレーザ光を出力する。励起パワーは結晶入射端で５００ｍＷである。

図１５は、光検出器の波長感度特性を示したものである。光検出器２０５は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを使用している。

一方、図１６は本実施例のＡＳＥ光源と、ガウシアン整形用光フィルタを通過後の光源のスペクトル分布を表わしたものである。曲線３８１はＣｒ：Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶を用いた連続発振光ガウシアン光源の発光スペクトルを示している。全発光パワーは１５ｍＷであった。

これに対して、曲線３８２はガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｂを通過した後の光源のスペクトルを示している。この透過スペクトルの中心波長１２００ｎｍであり、スペクトル幅は１５０ｎｍである。

以下に示す表４は、本実施例で使用されるガウシアン整形用光フィルタの膜構成表を表わしたものである。ここでは、層の数ｎは“１５”である。表４でも奇数番目の層は、屈折率が２．１０のＴａ₂Ｏ₅（五酸化タンタル）によって構成されており、偶数番目の層は、屈折率が１．４５のＳｉＯ₂（二酸化珪素）によって構成されている。基板はガラス素材が使用されている。

図１７は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを表わしたものである。ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｂのフィルタ特性は、必要とされる１１００ｎｍから１６００ｎｍの波長域でほぼ山形となっている。

図１８は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わしたものである。この図に示すようにコヒーレンス長は４．２μｍである。また図示しないサイドローブの強度のピーク３９１は、５％以下と十分抑圧され、良好な高精彩画像での診断が可能になる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源を前眼部検査に利用することができる。このように本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ｂから、光源３０１ＢがＣｒ⁴⁺（クロムイオン）をドープしたＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂結晶でも同様の波長帯においてガウシアン光源を実現することができる。

図１９は、本発明の第５の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。図１９で図６と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ｃは、パルス動作するガウシアン光源となっている。この光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ｃの光源３０１Ｃは、波長１５５０ｎｍの励起用パルスを出力する励起用パルス光源４０１と、これを駆動する励起用パルス光源コントローラ４０２から構成される励起光源４０３を備えている。励起用パルス光源４０１の出力端に一端を接続された光源出力用光ファイバ４０４の他端は、高非線形光ファイバ４０６の一端と融着点４０７で融着されている。高非線形光ファイバ４０６は６０ｍの長さとなっており、その他端は出力用光ファイバ４０８の一端と他の融着点４０９で融着されている。出力用光ファイバ４０８の他端からは、スーパコンティニューム光（ＳＣ光）が出力光４１１として出力されるようになっている。スーパコンティニューム光とは、パルスレーザなどからの高強度パルスを高非線形ファイバなどの非線形媒質に入射することで、非線形効果によりスペクトルが超広帯域に広げられた光をいう。

ところで本実施例では、励起光源４０３として波長１５５０ｎｍのモード同期パルス光源を用いている。これにより、パルスエネルギ１ｎJ（ナノジュール：１０^-9J）、パルス幅２０ｐｓ（ピコ秒：１０^-12秒）、繰返し周波数６ＭＨｚのパルス光が、Ｅｒ（エルビウム）ドープ光ファイバとしての高非線形光ファイバ４０６に入射する。このモード同期パルス光源が高非線形光ファイバ４０６に入射すると、その内部で非線形効果（自己位相変調、誘導ラマン散乱、四光波混合等）が生じる。そして、光の位相スペクトルがコヒーレントに広帯域に拡大するスーパコンティニューム光が出力光４１１として発生する。本実施例のスーパコンティニューム光は、波長１２００ｎｍから１７００ｎｍ以上に亘り広帯域に光信号スペクトルを形成する。もちろん、使用する励起用パルス光源の波長とフォトニック結晶光ファイバなどの高非線形光ファイバを適時使用することで、スーパコンティニューム光を紫外域から赤外域に渡る広帯域な波長領域において発生させることができる。

この出力光４１１は、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｃを通過した後、計測用光学系２０４に入射し、光検出器２０５によって受光されて、光検出器２０５の検出出力２０６として出力されることになる。光検出器２０５にはＩｎＧａＡｓフォトダイオードを使用している。

図２０は、本実施例の光源の特性を表わしたものである。このうち、曲線４２１は光源３０１Ｃの出力光４１１の光電流スペクトルを表わしており、他の曲線４２２はガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｃを通過した後の光電流スペクトルを表わしている。共に、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードによる光検出器２０５の波長感度特性を考慮したものである。このようにガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｃを使用することで、波長１３００ｎｍのスーパコンティニューム光用いたガウシアン光源が得られる。このガウシアン光源の全光パワーとして１ｍＷが得られた。

図２１は、本実施例で使用したガウシアン整形用光フィルタの各波長に対する透過特性を表わしたものである。波長１３００ｎｍで透過率が最大となっている。このガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｃは、第１および第２のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁、２１２₂（図２参照）の２段構成となっている。次の表５は、第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁の膜構成を表わしており、表６は第２のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₂の膜構成を表わしている。本実施例では、３種類の誘電体薄膜材料としてＴａ₂Ｏ₅（屈折率２．１０）、ＳｉＯ₂（屈折率１．４５）およびＮｂ₂Ｏ₅（屈折率２．２３）を使用している。第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁は全２８層からなり、第２のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₂は全２６層からなっている。

ところで、光検出器２０５を構成するＩｎＧａＡｓフォトダイオードの波長感度特性は１３００ｎｍ波長帯で緩やかな変化を示す。したがって、光検出器２０５の波長感度特性がコヒーレンス関数に与える劣化は軽微である。しかし１００〜１０００以上の極めて高いコントラスト比を要求する場合には、波長感度特性を考慮したガウシアン整形用光フィルタを適用することが望ましい。

本実施例のような波長１２００ｎｍから１７００ｎｍにわたる広帯域用のガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｃを１つのガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２で実現するのは困難である。また、それぞれの膜材料の波長特性も異なる。このため、本実施例では第１のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₁が波長１２００ｎｍから１６００ｎｍに亘る波長域を担当した。また、第２のガウシアン整形用光フィルタ構成部２１２₂は波長１６００ｎｍ以下の光スペクトルを透過する特性を有し、１６００ｎｍ以上の光スペクトルを阻止する特性を有するように光フィルタの設計を行った。

図２２は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わしたものである。コヒーレンス長は７．５μｍとなっている。また図示しないサイドローブの強度のピーク４３１は、メインローブのピークに対して５％以下に抑圧され、良好な干渉特性が実現している。これにより、コントラストが２０以上での高精彩画像での診断が可能になる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源は、たとえば前眼部検査に利用することができる。

図２３は、本発明の第６の実施例における光源装置とこれを使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概要を表わしたものである。図２３で図６と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の光コヒーレンストモグラフィ計測装置３００Ｄの光源３０１Ｄは、遷移金属活性イオンとしてのＣｒイオンを添加した光ファイバとしてＣｒ添加シリカ光ファイバ５０１を使用している。励起用レーザダイオード５０２から出力されるレーザビーム５０３は、レンズ５０４によってＣｒ添加シリカ光ファイバ５０１のコア５１１に入射するようになっている。Ｃｒ添加シリカ光ファイバ５０１からは広帯域ＡＳＥ光５０５が出力される。この広帯域ＡＳＥ光５０５は、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｄを通過して、波長１０００ｎｍのガウシアン光５０６となる。このガウシアン光５０６は、計測用光学系２０４に入射し、光検出器２０５によって受光されて、光検出器２０５の検出出力２０６として出力されることになる。

本実施例のＣｒ添加シリカ光ファイバ５０１は、化学気相成長法（Chemical-vapor deposition）法により形成されている。コア５１１の直径は５μｍである。シリカベースのコア５１１には、Ａｌ₂Ｏ₃とＭｇＯとＣｒをそれぞれ８ｍｏｌ．％、３ｍｏｌ．％、２ｍｏｌ．％が添加されている。Ａｌ₂Ｏ₃の添加により、クラッド５１２に対するコア５１１の相対屈折率比（Δｎ）を１．０％高めることができる。本実施例の場合、コア５１１の屈折率は１．４６が得られた。ＭｇＯの添加は、組成の化学的安定性を高める利点がある。

Ｃｒ添加シリカ光ファイバ５０１は、シリカガラスから構成され、波長４００ｎｍから９００ｎｍにかけて広帯域な吸収スペクトルを有している。吸収係数は波長６５０ｎｍで５０ｄＢ／ｍであった。

図２４は、光源から出力される広帯域ＡＳＥ光とガウシアン整形用光フィルタで整形された後の発光スペクトルを表わしたものである。曲線５２１が図２３に示した広帯域ＡＳＥ光５０５を表わしており、曲線５２２がガウシアン光５０６を表わしている。この図で縦軸は光検出器２０５で検出される光電流強度Ｉ_P（λ）を表わしている。図２３におけるＣｒ添加シリカ光ファイバ５０１に励起波長６５０ｎｍの励起用レーザーダイオードにて光パワー１Ｗで励起したとき、図２４に示すように中心波長８５０ｎｍ、スペクトル幅２３０ｎｍの広帯域発光スペクトルが得られた。また、ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｄで波形を補正することによって、曲線５２２に示すように中心波長１０００ｎｍ、スペクトル幅２００ｎｍのガウシアン光源が得られた。光出力は３ｍＷであった。

図２５は、本実施例で使用されたガウシアン整形用光フィルタの各波長に対する透過特性を表わしたものである。また、次の表７は、この第６の実施例におけるガウシアン整形用光フィルタの膜構成を示したものである。ガウシアン整形用光フィルタ３０７Ｄは、２種類の誘電体薄膜材料であるＴａ₂Ｏ₅（屈折率２．１０）とＳｉＯ₂（屈折率１．４５）から構成されている。膜層数は２５層である。

図２６は、本実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わしたものである。この図に示すようにコヒーレンス長は２．２μｍである。また、図示しないがサイドローブの強度のピーク５３１は、５％以下と十分抑圧され、良好な高精彩画像での診断が可能となる。したがって、ＯＣＴ診断計測装置でこの波長帯の光源を内視鏡用生体観察などに利用することができる。

なお、各実施例では光源のコヒーレンス関数において、サイドローブ強度が５％あるいは６％以下となっている各場合を示したが、これらに限定されるものではない。たとえば光源の具体的な用途にもよるが、サイドローブ強度が１５％程度あるいはそれ以下であればその光源を十分使用できる場合もある。サイドローブ強度の制限をこのように緩和することによって要求される画像の緻密さ等の性能が満足される場合には、コストダウンの観点からもそのような光源を使用することは好ましい。

また、実施例では光源から連続的に発振させて光を出力させる場合と、図示しないスイッチング手段によって断続させてパルス光を出力させる場合の２通りを示した。このうちパルス光は、連続発振光と比較して同一の光パワーでもそのピーク値が高い。したがって、ＳＮＲ（信号対雑音比）が大幅に改善されるというメリットがある。

もちろん、本発明で使用する光源は、これら連続発振光とパルス光に限定されるものではない。たとえば、光源自体が変調された変調光を光源装置として光コヒーレンストモグラフィ計測装置に使用することは可能である。一般に生体は微細な振動を行っている。このため、たとえば検査の対象が目のような場合にはこの振動によって画像のイメージがぶれるおそれがある。このようなときにこの微細な振動よりも高い周波数で光源を変調することによって、ぶれの影響を除いた画像イメージを取得することができる。

本発明の第１の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 ガウシアン整形用光フィルタの構成原理を表わした説明図である。 第１の実施例でガウシアン整形用光フィルタによる整形前と整形後のスペクトル分布を対比して示した特性図である。 第１の実施例でガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを表わした特性図である。 第１の実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わした特性図である。 本発明の第２の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 第２の実施例でガウシアン整形用光フィルタを通過した光源のスペクトル分布を示した特性図である。 第２の実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わした特性図である。 本発明の第３の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 Ｔｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶を光源に使用した場合の発光スペクトルを示した特性図である。 第３の実施例で使用する光検出器の波長感度特性を示した特性図である。 第３の実施例のガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを示した特性図である。 第３の実施例におけるコヒーレンス関数を示した説明図である。 本発明の第４の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 第４の実施例で光検出器の波長感度特性を示した特性図である。 第４の実施例でＡＳＥ光源と、ガウシアン整形用光フィルタを通過後の光源のスペクトル分布を表わした特性図である。 第４の実施例でガウシアン整形用光フィルタの透過スペクトルを表わした特性図である。 第４の実施例でガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わした特性図である。 本発明の第５の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 第５の実施例における光源の特性を表わした特性図である。 第５の実施例におけるガウシアン整形用光フィルタの各波長に対する透過特性を表わした特性図である。 第５の実施例におけるガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わした特性図である。 本発明の第６の実施例における光源装置および光コヒーレンストモグラフィ計測装置の概略構成図である。 第６の実施例で光源から出力される広帯域ＡＳＥ光とガウシアン整形用光フィルタで整形された後の発光スペクトルを表わした特性図である。 第６の実施例で使用されたガウシアン整形用光フィルタの各波長に対する透過特性を表わした特性図である。 第６の実施例でガウシアン整形用光フィルタの透過光についてのコヒーレンス関数を表わした特性図である。 マイケルソン干渉計を使用した光コヒーレンストモグラフィ計測装置の原理を示した説明図である。 非ガウシアン分布のＳＬＤ光源の一例を表わした波形図である。 図２８に示したＳＬＤ光源のコヒーレンス関数を示した特性図である。

符号の説明

２００、３００、３０１Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ 光コヒーレンストモグラフィ計測装置
２０１ ガウシアン光源
２０２ ＳＬＤ（Super luminescent Diode）光源
２０３、３０７、３０７Ａ、３０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄ ガウシアン整形用光フィルタ
２０４ 計測用光学系
２０５ 光検出器
２０６ 検出出力
２１１ 入射光
２１２ ガウシアン整形用光フィルタ構成部
２１３ 基板
２１４ 誘電体多層膜
２１５ 透過光
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ、３０１Ｄ 光源
３０２、３０２Ａ、３０２Ｂ、４０３ 励起光源
３０３、３０３Ａ、３０３Ｂ 励起光
３０５、３０５Ａ、３０５Ｂ ＡＳＥ光源
３０６、３０６Ａ、３０６Ｂ ＡＳＥ光
３１１、３１１Ａ、３１１Ｂ 半導体レーザコントロール回路
３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ 励起用半導体レーザ
３１３ Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ結晶
３１３Ａ Ａ₂Ｏ₃結晶（Ｔｉ：Ａｌ₂Ｏ₃結晶）
３１３Ｂ Ｃｒ：Ｍｇ₂ＳｉＯ₄結晶
３１４、３１４Ａ、３１４Ｂ、３１５、３１５Ａ、３１５Ｂ ダイクロイックミラーコーティング
４０１ 励起用パルス光源
４０２ 励起用パルス光源コントローラ
４０６ 高非線形光ファイバ
５０１ Ｃｒ添加シリカ光ファイバ
５０２ 励起用レーザダイオード

Claims (18)

1. 所定の波長域に亘って連続的に発光する光源と、
   この光源から出力される光を入射してガウシアン分布のスペクトル特性を有する透過光に整形する光フィルタ
   とを具備することを特徴とする光源装置。
2. 所定の波長域に亘って連続的に発光する光源と、
   所定の波長感度特性を有する光検出器と、
   前記光源から出力される光をこの光検出器に入射させたときの検出光のスペクトル分布がガウシアン分布となるように各波長に対する光の透過率を整形する光フィルタ
   とを具備することを特徴とする光源装置。
3. 前記ガウシアン分布の発光スペクトルのスペクトル幅は２０ｎｍ以上であり、光源のコヒーレンス関数でメインローブに対するサイドローブの強度の比は１５％以下となっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
4. 前記光フィルタは、１または複数の誘電体多層膜フィルタで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
5. 前記光源は、半導体、結晶、ガラス、光ファイバのいずれか少なくとも１つ以上からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
6. 前記光源から出力される光は、連続発振光、変調光、あるいはパルス光であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
7. 前記光源から出力される光は、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
8. 前記光源は、ＳＬＤ（スーパルミネッセントダイオード）であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
9. 前記光源から出力される光は、スーパコンティニューム光であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源装置。
10. 前記光源が遷移金属活性イオンを添加したカルコライト(colquirite)構造を有するフッ化物結晶であることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
11. 前記光源が遷移金属活性イオンを添加したコランダム（corundum）構造を有するフッ化物結晶であることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
12. 前記光源が遷移金属活性イオンを添加したフォルステライト(forsterite)構造を有する酸化物結晶であることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
13. 前記光源が遷移金属活性イオンを添加したガーネット(garnet)構造を有する酸化物結晶であることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
14. 前記光源がＣｒ³⁺をドープしたＬｉＡＢＦ₆結晶（Ａ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂ＝Ａｌ、Ｇａ）であることを特徴とする請求項１０記載の光源装置。
15. 前記光源がＴｉ³⁺をドープしたＡｌ₂Ｏ₃結晶であることを特徴とする請求項１１記載の光源装置。
16. 前記光源がＣｒ⁴⁺をドープしたＭｇ₂ＳｉＯ₄であることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
17. 前記光源がＣｒ⁴⁺をドープしたＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂結晶であることを特徴とする請求項１３記載の光源装置。
18. 請求項２〜請求項１７いずれかに記載の光源装置と、
    前記光フィルタの出力側に配置された計測用の光学系
    とを具備することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィ計測装置。

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