JP2007508558A - スペクトル干渉法及びスペクトル干渉装置 - Google Patents
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Abstract
Description
OPD=2(Z−X)
OPDmin=Pλ+Lc
波列の重なりがないときの最大OPDは以下の式によって与えられる。
OPDmax=Pλ+λNO+λNR
(a)両方の界面が正のOPD範囲内にある、
(b)一方の界面が正のOPD範囲内になり、他方の界面が負のOPD範囲内にある、
(c)両方の界面が負のOPD範囲内にある、ということが起こり得る。
Claims (93)
- 光源によって励起されるようになっている干渉計を備えるスペクトル干渉装置であって、該干渉計は、
前記光源からのビームを目標物体に送出して物体ビームを生成するように構成される物体光学系と、
参照ビームを生成するように構成される参照光学系と、
前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される変位手段であって、前記干渉計内で生成される該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせる変位手段と、
前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させるように構成される光スペクトル分散手段と
を備え、
使用時に、前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を、前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記変位手段は、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向又は屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いて、該物体ビーム及び該参照ビームを相対的に変位させて、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するようになっている、スペクトル干渉装置。 - 前記変位手段は、少なくとも2つの反射素子を備え、該少なくとも2つの反射素子のうちの1つの反射素子は前記物体ビームを反射するように構成され、該少なくとも2つの反射素子のうちの他の反射素子は前記参照ビームを反射するように構成される、請求項1に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、少なくとも1つの光学−光学変調器を備える、請求項1に記載のスペクトル干渉装置。
- 光源によって励起されるようになっている干渉計を備えるスペクトル干渉装置であって、該干渉計は、
前記光源からのビームを目標物体に送出して物体ビームを生成するように構成される物体光学系と、
参照ビームを生成するように構成される参照光学系と、
前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される変位手段であって、前記干渉計内で生成される該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせる変位手段と、
前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させるように構成される光スペクトル分散手段とを備え、
使用時に、前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を、前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記物体光学系は、前記物体ビームを送出するように構成される物体ファイバ端を含む物体ファイバ光学系を含み、前記参照光学系は、前記参照ビームを送出するように構成される参照ファイバ端を含む参照ファイバ光学系を含み、前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するために、前記物体ファイバ端及び前記参照ファイバ端の相対的な位置を動かすように構成される、スペクトル干渉装置。 - 前記変位手段は、前記物体ファイバ端及び前記参照ファイバ端の前記相対的な位置を動かすこと、並びに、反射、偏向及び屈折のうちのいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを組み合わせることによって、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される、請求項4に記載のスペクトル干渉装置。
- 光源によって励起されるようになっている干渉計を備えるスペクトル干渉装置であって、該干渉計は、
前記光源からのビームを目標物体に送出し、物体ビームを生成するように構成される物体光学系と、
参照ビームを生成するように構成される参照光学系と、
前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される変位手段であって、前記干渉計内で生成される該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせる変位手段と、
前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させるように構成される光スペクトル分散手段とを備え、
使用時に、前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を、前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記物体光学系又は前記参照光学系は、それぞれ前記物体ビーム又は前記参照ビームを送出するように構成されるファイバ端を含むファイバ光学系を含み、前記変位手段は、該ファイバ端を動かすことによって、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される、スペクトル干渉装置。 - 前記変位手段は、前記ファイバ端を動かすこと、並びに、反射、偏向及び屈折のうちのいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを組み合わせることによって、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される、請求項6に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方の直径を変更するようになっている、請求項1〜7のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記干渉計内の前記光路差を制御するように構成される手段をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記相対的に変位した物体ビームと前記相対的に変位した参照ビームとの間の前記固有の光学的遅延を制御するように構成される手段をさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光路差を制御するように構成される手段及び前記固有の光学的遅延を制御するように構成される手段は処理手段を含む、請求項10に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記読取り素子は、信号アナライザに信号を与えるように構成され、該信号アナライザは、前記目標物体内の深さ範囲内の反射又は散乱点の分布を決定するように構成される、請求項1〜11のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の直径を調整することによって前記深さ範囲を調整するように構成される、請求項12に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの偏光と、前記光スペクトル分散手段の偏光とを一致させるための手段をさらに備える、請求項1〜13のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記干渉計内の分散を補償するための手段をさらに備える、請求項1〜14のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、変位平面内で前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの相対的な向きを調整するようになっている、請求項1〜15のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームが前記変位平面内で平行になるまで、該相対的に変位した物体ビーム及び該相対的に変位した参照ビームを調整できるようになっている、請求項16に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、光路差の値が小さい場合の前記信号の強度を高めるために、前記変位平面内にある前記2つの相対的に変位したビームを、前記光スペクトル分散手段上で、調整可能に横方向に重ね合わせることができるように構成され、該横方向に重ね合わせることは、部分的に重ね合わせることから、完全に重ね合わせることまでを含む、請求項16又は17に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームが前記光スペクトル分散手段の異なる部分に突き当たるように、該相対的に変位した物体ビーム及び該相対的に変位した参照ビームの相対的な向きを調整するようになっている、請求項1〜18のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光スペクトル分散手段は、回折格子、プリズム、一群のプリズム、一群の回折格子のいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光スペクトル分散手段は回折格子を含み、該回折格子の格子線は、前記相対的に変位した参照ビームの中心及び前記相対的に変位した物体ビームの中心を結ぶ線に対して垂直である、請求項20に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光スペクトル分散手段は、入射表面を含むプリズムを含み、前記相対的に変位した参照ビームの中心及び前記変位した物体ビームの中心を結ぶ線は、前記プリズムの前記入射表面に対する垂線と該プリズムの二等分線によって画定される平面内にある、請求項21に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記参照光学系は、前記光源のビームを反射することによって参照光源を与えるように構成される少なくとも1つの反射板を備え、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの前記光路差を制御するために、前記反射板の位置又は傾斜を調整することができる、請求項1〜22のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記参照光学系は、前記光源からの光ビームを、ファイバ光学系に沿って、又は光が前記光源に戻されるのを防ぐように構成される反射板を介して、前記変位手段に送出するように構成される、請求項1〜23のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記物体光学系は、前記物体ビームの直径を変更するように構成される第1のズーム素子を備える、請求項1〜24のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記相対的に変位した物体ビームの直径を変更するように構成される第3のズーム素子をさらに備える、請求項1〜25のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記参照光学系は、前記参照ビームの直径を変更するように構成される第2のズーム素子を備える、請求項1〜26のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記相対的に変位した参照ビームの直径を変更するように構成される第4のズーム素子をさらに備える、請求項1〜27のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、その光スペクトルの変調を前記読取り素子において検出することができる最小光路差値を調整するために、前記2つの相対的に変位したビーム間に調整可能な間隙を生成するように構成される、請求項1〜28のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記干渉計内の前記2つの相対的に変位したビーム間の干渉が、前記読取り素子上で完全に生じる、請求項29に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記2つの相対的に変位したビーム間の干渉は、一部が前記読取り素子上で、一部が前記光スペクトル分散手段上で生じるように構成される、請求項1〜30のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段は、前記光路差の値が小さい場合の前記信号の強度を高めるために、前記変位したビームの横方向の重ね合わせの量を調整するように構成される、請求項31に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記処理手段は、前記相対的に変位した物体ビームと前記相対的に変位した参照ビームとの間の前記間隙を調整して、その光スペクトルの変調を前記読取り素子において検出することができる最小光路差値を変更するために、前記変位手段を制御するように構成される、請求項11に従属するときの請求項29又は30に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記物体光学系は走査素子をさらに備え、該走査素子は前記目標物体を走査するように構成される、請求項1〜33のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記走査素子は、直線走査、ラスタ走査、螺旋走査、円形走査又は任意の他のランダムな形状の走査のうちのいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを実行するように構成される、請求項34に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記物体光学系内に、前記物体内の特定の深さからの前記信号強度を高めるための合焦素子をさらに備える、請求項1〜35のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記干渉計は、ファイバ内干渉計、又はバルク干渉計、或いはファイバ内構成要素及びバルク構成要素から成るハイブリッド干渉計を含む、請求項1〜36のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光源は低コヒーレンス光源である、請求項1〜37のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記読取り素子は、光検出器アレイ、CCD直線アレイ、光検出器の2次元のアレイ、2次元のCCDアレイ、又は分散されたスペクトルがその上で走査される点光検出器を含む、請求項1〜38のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記物体ビーム及び前記参照ビームを受光するとともに、第2の物体ビーム及び第2の参照ビームを生成するように構成されるビームスプリッティング手段と、
前記第2の物体ビーム及び前記第2の参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、第2の相対的に変位した物体ビーム及び第2の相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される第2の変位手段と、
前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を第2の読取り素子上に分散させるように構成される第2の光スペクトル分散手段と
をさらに備え、
使用時に、前記第2の変位手段及び前記第2の光スペクトル分散手段の組み合わせは、前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームの波列間に第2の固有の光学的遅延を生成するように構成され、該第2の固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記第2の読取り素子上に生成することができる、請求項1〜39のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。 - 前記第2の変位手段は、前記第2の物体ビーム及び前記第2の参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向及び屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いることにより、前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームを生成するようになっている、請求項40に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光スペクトル分散手段及び前記第2の光スペクトル分散手段は、それぞれの相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームと組み合わせて、前記光スペクトル分散手段及び前記第2の光スペクトル分散手段からのスペクトル分散されたビームが反対の符号の固有遅延を示すように向きを調整される、請求項40又は41に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記第2の読取り素子は、第2の信号アナライザに信号を与えるように構成され、前記装置は、前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザから出力される信号に基づいて、両方の符号の光路差値を含む、前記目標物体のための反射率対光路差のプロファイルを提供するように構成される、請求項12に従属するときの請求項42又は請求項12に従属する請求項のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記第2の光スペクトル分散手段は、1つ又は複数の回折格子を含み、該1つ又は複数の回折格子は、反対の符号の次数を前記読取り素子及び前記第2の読取り素子に向けて回折させるように構成される、請求項42に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光スペクトル分散手段及び前記第2の光スペクトル分散手段はそれぞれ、1つ又は複数のプリズムを含み、該1つ又は複数のプリズムは、前記相対的に変位した物体ビーム又は前記相対的に変位した参照ビームが前記光スペクトル分散手段内のプリズム頂点に最も近くなり、且つ前記第2の相対的に変位した参照ビーム又は前記第2の相対的に変位した物体ビームがそれぞれ、前記第2の光スペクトル分散手段内の前記プリズム頂点に最も近くなるように配置される、請求項42に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記読取り素子及び前記第2の読取り素子それぞれの信号出力は、個別の周波数/振幅変換器に送信され、前記装置は、前記光路差符号に関係なく、単層物体の軸方向の位置に比例する信号強度を与えるために、一方の周波数/振幅変換器の出力が他方の周波数/振幅変換器の反転出力に加算されるように構成される、請求項40〜45のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記変位手段と前記光スペクトル分散手段との間に配置される第3のビームスプリッティング手段であって、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、第3の相対的に変位した物体ビーム及び第3の相対的に変位した参照ビームを生成するように構成される、該第3のビームスプリッティング手段と、
前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の相対的な変位を調整するように構成される第3の変位手段と、
前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を第2の読取り素子上に分散させるように構成される第3の光スペクトル分散手段とをさらに備え、
使用時に、前記第3の変位手段及び前記第3の光スペクトル分散手段の組み合わせは、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームの波列間に第3の固有の光学的遅延を生成するように構成され、該第3の固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記第3の読取り素子上に生成することができる、請求項1〜46のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。 - 前記第3の変位手段は、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向及び屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いて、該第3の相対的に変位した物体ビーム及び該第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の相対的な変位を調整するようになっている、請求項42に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光源は低コヒーレンス光源であり、その出力は、光複製素子を用いて遅延したレプリカとともに送出される、請求項1〜48のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光複製素子は、第1の単一モード結合器を備え、その出力は、前記光源の前記遅延したレプリカを生成するために、第2の単一モード結合器の2つの入力に接続される、請求項49に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光複製素子は、平行な表面を有するプレートの形をとる透明な光学材料を含み、該プレートは、その縁部が前記変位平面に対して平行になるように、前記光源の前記ビームの中に途中まで導入される、請求項16に従属するときの請求項49に記載のスペクトル干渉装置。
- 前記光源は、閾値未満で駆動されるレーザを含む低コヒーレンス光源である、請求項1〜51のいずれか一項に記載のスペクトル干渉装置。
- 干渉計を用いて物体ビーム及び参照ビームを出力すること、
前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を相対的に変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するとともにこれら相対的に変位した物体ビームと相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせるために、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を反射、偏向又は屈折させること、
光スペクトル分散手段を用いて、前記2つの相対的に変位したビームを、それらの光スペクトル成分に応じて読取り素子上に分散させること
を含み、
前記物体ビーム及び前記参照ビームを反射、偏向又は屈折させて相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成すること、及び光スペクトル分散手段を用いて前記2つの相対的に変位したビームを分散させることの組み合わせによって、該2つの相対的に変位したビーム内の波列間に固有の光学的遅延が生成され、該固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを生成することができる、スペクトル干渉法。 - 光源によって励起されるようになっている干渉計を用いたスペクトル干渉法であって、該干渉計は物体光学系及び参照光学系を備え、該方法は、
前記物体光学系を用いて、前記光源からのビームを目標物体に送出し、物体ビームを生成すること、
参照光学系を用いて、参照ビームを生成すること、
変位手段を用いることにより、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するとともに該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせること、
光スペクトル分散手段を用いて、前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させること
を含み、
前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記変位手段は、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向及び屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いて、該物体ビーム及び該参照ビームを相対的に変位させて、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成する、スペクトル干渉法。 - 光源によって励起されるようになっている干渉計を用いることを含むスペクトル干渉法であって、該干渉計は物体光学系及び参照光学系を備え、該方法は、
前記物体光学系を用いて、前記光源からのビームを目標物体に送出し、物体ビームを生成すること、
参照光学系を用いて、参照ビームを生成すること、
変位手段を用いることにより、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するとともに該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせること、
光スペクトル分散手段を用いて、前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させること
を含み、
前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記物体光学系は、前記物体ビームを送出するように構成される物体ファイバ端を含む物体ファイバ光学系を含み、前記参照光学系は、前記参照ビームを送出するように構成される参照ファイバ端を含む参照ファイバ光学系を含み、前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成するために、前記物体ファイバ端及び前記参照ファイバ端の相対的な位置を動かす、スペクトル干渉法。 - 前記物体ファイバ端及び前記参照ファイバ端の相対的な位置を動かすこと、並びに、反射、偏向及び屈折のうちのいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを組み合わせることにより、前記変位手段を用いて、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成することをさらに含む、請求項55に記載のスペクトル干渉法。
- 光源によって励起されるようになっている干渉計を用いることを含む、スペクトル干渉法であって、該干渉計は物体光学系及び参照光学系を備え、該方法は、
前記物体光学系を用いて、前記光源からのビームを目標物体に送出し、物体ビームを生成すること、
参照光学系を用いて、参照ビームを生成すること、
変位手段を用いることにより、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するとともに該相対的に変位した物体ビームと該相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせること、
光スペクトル分散手段を用いて、前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させること
を含み、
前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができ、
前記物体光学系又は前記参照光学系のうちの一方は、それぞれ前記物体ビーム又は前記参照ビームのうちの一方を送出するように構成されるファイバ端を含むファイバ光学系を含み、前記変位手段は、該ファイバ端を動かすことによって、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成する、スペクトル干渉法。 - 前記ファイバ端を動かすこと、並びに、反射、偏向及び屈折のうちのいずれか1つ、又はそれらの組み合わせを組み合わせることにより、前記変位手段を用いて、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを生成することをさらに含む、請求項56に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段を用いて、前記物体ビーム及び前記参照ビームのうちの少なくとも一方の直径を変更することをさらに含む、請求項54〜58のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記干渉計内の前記光路差を制御することをさらに含む、請求項54〜59のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記相対的に変位した物体ビームと前記相対的に変位した参照ビームとの間の前記固有の光学的遅延を制御することをさらに含む、請求項54〜60のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 処理手段を用いて、前記光路差を制御することをさらに含み、前記固有の光学的遅延は制御手段を含む、請求項61に記載のスペクトル干渉法。
- 前記読取り素子を用いて、信号アナライザに信号を与えること、及び、該信号アナライザを用いて、前記目標物体内の深さ範囲の反射又は散乱点の分布を決定することをさらに含む、請求項54〜62のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の直径を調整することによって、前記深さ範囲を調整することをさらに含む、請求項63に記載のスペクトル干渉法。
- 前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの偏光と、前記光スペクトル分散手段の偏光とを一致させるための手段を用いることをさらに含む、請求項54〜64のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記干渉計内の分散を補償するための手段を用いることをさらに含む、請求項54〜65のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段を用いて、変位平面内で、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの相対的な向きを調整することをさらに含む、請求項54〜66のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームが前記変位平面内で平行になるまで、該相対的に変位した物体ビーム及び該相対的に変位した参照ビームを調整する、請求項67に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段は、光路差値が小さい場合の前記信号の強度を高めるために、前記光スペクトル分散手段上で、前記変位平面内にある前記2つの相対的に変位したビームの横方向の重ね合わせを調整し、該横方向の重ね合わせは、部分的な重ね合わせから、完全な重なりまでに及ぶ、請求項66又は67に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームが前記光スペクトル分散手段の異なる部分に突き当たるように、該相対的に変位した物体ビーム及び該相対的に変位した参照ビームの相対的な向きを調整する、請求項54〜69のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記光スペクトル分散手段は回折格子を含み、該回折格子の格子線は、前記相対的に変位した参照ビームの中心及び前記相対的に変位した物体ビームの中心を結ぶ線に対して垂直である、請求項54〜70のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記光スペクトル分散手段は、入射表面を含むプリズムを含み、前記相対的に変位した参照ビームの中心及び前記変位した物体ビームの中心を結ぶ線は、前記プリズムの前記入射表面に対する垂線と該プリズムの二等分線によって画定される平面内にある、請求項54〜71のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記参照光学系は、前記光源のビームを反射することによって参照光源を与えるように構成される少なくとも1つの反射板を備え、前記方法は、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの前記光路差を制御するために、前記反射板の位置又は傾斜を調整することをさらに含む、請求項54〜72のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記物体光学系において第1のズーム素子を用いて、前記物体ビームの直径を変更することをさらに含む、請求項54〜73のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 第3のズーム素子を用いて、前記相対的に変位した物体ビームの直径を変更することをさらに含む、請求項54〜74のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記参照光学系において第2のズーム素子を用いて、前記参照ビームの直径を変更することをさらに含む、請求項54〜74のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記相対的に変位した参照ビームの直径を変更するように構成される第4のズーム素子を用いることをさらに含む、請求項53〜76のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段は、その光スペクトルの変調を前記読取り素子において検出することができる最小光路差値を調整するために、前記2つの相対的に変位したビーム間に調整可能な間隙を生成する、請求項53〜77のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記干渉計内の前記2つの相対的に変位したビーム間の干渉は、前記読取り素子上で完全に生じる、請求項78に記載のスペクトル干渉法。
- 前記2つの相対的に変位したビーム間の干渉は、一部が前記読取り素子上で、一部が前記光スペクトル分散手段上で生じるように構成される、請求項53〜79のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記物体光学系において合焦素子を用いて、前記物体内の特定の深さからの前記信号強度を高めることをさらに含む、請求項53〜80のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- ビームスプリッティング手段を用いて、前記物体ビーム及び前記参照ビームを受光するとともに、第2の物体ビーム及び第2の参照ビームを生成すること、
第2の変位手段を用いて、前記第2の物体ビーム及び前記第2の参照ビームのうちの少なくとも一方を変位させ、第2の相対的に変位した物体ビーム及び第2の相対的に変位した参照ビームを生成すること、
第2の光スペクトル分散手段を用いて、前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を第2の読取り素子上に分散させること
をさらに含み、
使用時に、前記第2の変位手段及び前記第2の光スペクトル分散手段は、前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームの波列間に第2の固有の光学的遅延を生成し、該第2の固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記第2の読取り素子上に生成することができる、請求項53〜81のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。 - 前記第2の変位手段は、前記第2の物体ビーム及び前記第2の参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向及び屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いることにより、前記第2の相対的に変位した物体ビーム及び前記第2の相対的に変位した参照ビームを生成する、請求項82に記載のスペクトル干渉法。
- それぞれの相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームと組み合わせて、前記光スペクトル分散手段及び前記第2の光スペクトル分散手段からのスペクトル分散されたビームが反対の符号の固有遅延を示すように、前記光スペクトル分散手段及び前記第2の光スペクトル分散手段の向きを調整することをさらに含む、請求項82又は83に記載のスペクトル干渉法。
- 前記第2の読取り素子は第2の信号アナライザに信号を与え、前記方法は、前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザから出力される信号に基づいて両方の符号の光路差値を含む、前記目標物体のための反射率対光路差のプロファイルを提供することをさらに含む、請求項63に従属するときの請求項84、又は請求項63に従属する請求項のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記読取り素子及び前記第2の読取り素子それぞれの信号出力は、個別の周波数/振幅変換器に送信され、前記装置は、前記OPD符号に関係なく、単層物体の軸方向の位置に比例する信号強度を与えるために、一方の周波数/振幅変換器の出力が他方の周波数/振幅変換器の反転出力に加算されるように構成される、請求項82〜85のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記変位手段と前記光スペクトル分散手段との間に配置される第3のビームスプリッティング手段を用いて、前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、第3の相対的に変位した物体ビーム及び第3の相対的に変位した参照ビームを生成すること、
第3の変位手段を用いて、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の相対的な変位を調整すること、
第3の光スペクトル分散手段を用いて、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を第2の読取り素子上に分散させること
をさらに含み、
使用時に、前記第3の変位手段及び前記第3の光スペクトル分散手段の組み合わせは、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームの波列間に第3の固有の光学的遅延を生成し、該第3の固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記第3の読取り素子上に生成することができる、請求項82〜86のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。 - 前記第3の変位手段は、前記第3の相対的に変位した物体ビーム及び前記第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の反射、偏向及び屈折のうちの1つ、又はそれらの組み合わせを用いて、該第3の相対的に変位した物体ビーム及び該第3の相対的に変位した参照ビームのうちの少なくとも一方の相対的な変位を調整する、請求項87に記載のスペクトル干渉法。
- その出力が光複製素子を用いて遅延したレプリカとともに送出される低コヒーレンス光源を用いることをさらに含む、請求項82〜88のいずれか一項に記載のスペクトル干渉法。
- 前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザの累積された信号出力内に全部で2つのメインピークだけが保持されるように、前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザを構成すること、並びに、該信号アナライザ及び該第2の信号アナライザのうちの一方の出力において信号が閾値を超えないときに、該信号アナライザ及び該第2の信号アナライザの他方の出力において生じる前記2つのピークの最大周波数と最小周波数との間の差に基づいて、前記物体の厚みを判定することをさらに含む、請求項85に記載のスペクトル干渉法。
- 前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザの累積された信号出力内に全部で2つのメインピークだけが保持されるように、前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザを構成すること、並びに、該信号アナライザ及び該第2の信号アナライザそれぞれの出力において信号が一度だけ閾値を超えるときに、該信号アナライザ及び該第2の信号アナライザの極限周波数の和に基づいて、前記物体の厚みを判定することをさらに含む、請求項85に記載のスペクトル干渉法。
- 前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザそれぞれの出力において実装される閾値処理回路を用いて、前記信号アナライザ及び前記第2の信号アナライザの前記累積された信号出力内に全部で2つのメインピークだけが保持されるように、より小さな振幅の前記目標物体からの雑音及びピークを表す不可欠でないピークを破棄することをさらに含む、請求項90又は91に記載のスペクトル干渉法。
- 光源によって励起されるようになっている干渉計を備えるスペクトル干渉装置であって、該干渉計は、
前記干渉計から目標物体まで誘導する第1の光路と、
参照光ビームを変位手段まで誘導する第2の光路と、
前記光源からの光ビームを前記第1の光路に沿って前記目標物体まで送出し、該目標物体からの光出力ビームを前記第1の光路に沿って前記干渉計まで戻し、該光出力ビームを第3の光路に沿って前記変位手段まで送出し、物体ビームを生成するようになっている干渉光学系と、
前記参照ビームを前記第2の光路に沿って前記変位手段まで送出するようになっている参照光学系と、
前記2つの相対的に変位したビームを受光するとともに、それらのスペクトル成分を読取り素子上に分散させるようになっている光スペクトル分散手段と、
前記干渉計内で、前記相対的に変位した物体ビームと前記相対的に変位した参照ビームとの間の前記光路差を制御し、且つ該ビーム間の前記固有の光路差を制御するようになっている処理手段と
を備え、
該変位手段は、前記物体ビーム及び前記参照ビームを相対的に変位させて、相対的に変位した物体ビーム及び相対的に変位した参照ビームを生成するために、前記物体ビーム及び前記参照ビームを反射するようになっており、前記干渉計内で生成される前記相対的に変位した物体ビームと前記相対的に変位した参照ビームとの間に光路差を生じさせ、
使用時に、前記変位手段及び前記光スペクトル分散手段の組み合わせは、2つの前記相対的に変位した物体ビーム及び前記相対的に変位した参照ビームの波列間に固有の光学的遅延を生成するように構成され、該固有の光学的遅延を前記干渉計内の前記光路差とともに用いて、該干渉計内の該光路差のためのチャネルドスペクトルを前記読取り素子上に生成することができる、スペクトル干渉装置。
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