JP2012033771A - 光源装置及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
光源装置及びこれを用いた撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012033771A JP2012033771A JP2010172930A JP2010172930A JP2012033771A JP 2012033771 A JP2012033771 A JP 2012033771A JP 2010172930 A JP2010172930 A JP 2010172930A JP 2010172930 A JP2010172930 A JP 2010172930A JP 2012033771 A JP2012033771 A JP 2012033771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- light source
- wavelength
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
- G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
- G01B9/02004—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using frequency scans
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06791—Fibre ring lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10084—Frequency control by seeding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/113—Q-switching using intracavity saturable absorbers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/04—Gain spectral shaping, flattening
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】 光増幅媒体と光スイッチとを含んで構成された光共振器を備える光源装置で、光スイッチは、波長可変光源で構成された光照射源より、出射された光パルスの照射を受けて透過率または反射率が変化するもので、波長可変光源より出射される光パルスの中心波長に対応して、増幅された光を光共振器より出射するものであり、光共振器の長さLと光パルスの繰り返し周波数fとの関係(L<c/(nf))と、光スイッチの変化した透過率または反射率が回復する回復時間τとLとの関係(τ>(nL)/c)を規定。
【選択図】 図1
Description
SS−OCT技術を適用した医用画像撮像装置を構成する場合には、掃引速度が速いほど画像取得時間を短縮でき、また、波長掃引幅が広いほど断層像の空間解像度を高めることが可能なためこれらのパラメータは重要である。
前記光照射源を波長可変光源で構成し、前記光スイッチを前記波長可変光源より出射された前記光パルスの照射を受けることによりその透過率または反射率が変化するもので構成し、前記光パルスの中心波長に対応して、前記増幅された光を前記光共振器より出射するものであって、前記光共振器の共振器長Lが、前記照射源から前記光スイッチに照射される光パルスの繰り返し周波数をf、前記光共振器の屈折率をn、真空中の光速をcとして、
フォトクロミック材料では、光照射により分子の構造変化が生じ、その吸収スペクトルが変化する。フォトクロミック材料をスレーブ共振器内に用いることで、フォトクロミズムが生じる波長にて、吸収波長の切り替え動作が可能である。
フォトクロミズムは他波長の光照射や熱印加等により、その吸収を回復可能である。つまり、本発明に採用される光スイッチの好ましい動作様態である、一定時間後にある波長における吸収が回復(あるいは透過率、反射率が減衰)する動作をなし得る。また複数のフォトクロミック材料を同時に使用した光学系とすることで複数の波長における発振波長切り替え動作をさせることも可能である。
つまり上記τ1がスレーブレーザの発振継続時間となるので、τ1がなるべく長いことが好適である。
本発明の光源装置を用いると、狭帯域な発振スペクトル線幅が得られるので、SS−OCT装置用光源として好適である。
そして一つのパルスごとの時間波形は、その時間幅が200psであり、スレーブレーザの実効的な共振器長は30cmである。
待機状態とはスレーブ共振器の可飽和吸収体104に光照射源101から光が照射されていない状態において発振閾値よりも若干低い注入エネルギーを光増幅媒体に与えておく状態のことである。
照射光106によって可飽和吸収ミラー104の反射率が増大することで、スレーブ共振器152では可飽和吸収体104の反射率が増大した波長にてレーザ発振が生じる。
たとえば照射光106の光パルスの波長が時間と共に図11に示す変化すると、出射光107の波長も図11と同様に変化する。
スレーブ共振器252は波長掃引光源201からの光パルスをアイソレータ218を経由しカップラ214を介してリング共振器内に導入する。
導入された光パルスはアイソレータ208を通り光増幅器203でその強度が増幅される。光増幅器203は制御装置229にて駆動される。
そして増幅された光パルスはサーキュレータ215を介して可飽和吸収ミラー204で反射され、光ファイバ202に戻される。そしてカップラ214より取り出され、コリメータ219を通してコリメートされ、出射光207が生成される。
波長可変光源201から放出される光パルスは、その中心波長がパルスごとに変化し、波長掃引光源として動作する。波長掃引範囲は1000nmから1120nmの範囲で行われ、掃引周期は1kHzである。そしてパルスレートは1MHzであり、一つのパルスごとの時間波形は、その時間幅が100psである。
波長可変光源201から注入される光パルスは光増幅器203によって増幅された後可飽和吸収ミラー204に逐次照射される。可飽和吸収ミラー204の反射率はその光パルスの中心波長において反射率が増大する。
可飽和吸収ミラーの反射率が増大することで、スレーブ共振器252では上記可飽和吸収体の反射率が増大した波長にてレーザ発振が生じる。
図17のOCT装置は、基本的には光源部(1701等)、光源部からの光を検体に照射し、検体部からの反射光を伝達させる検体測定部(1707等)、光を参照ミラーに照射し、参照ミラーからの反射光を伝達させる参照部(1702等)、2つの反射光を干渉させる干渉部(1703)、干渉部により得られた干渉光を検出する光検出部(1709等)、光検出部で検出された光に基づいて画像処理を行う(断層像を得る)画像処理部(1711)で構成されている。以下、各構成要素を説明する。
光源部は、波長可変光源1701と該波長可変光源を制御する光源制御部1712を有して構成され、波長可変光源1701は光照射用の光ファイバ1710を介して干渉部を構成するファイバカップラ1703に接続されている。1715は光アイソレータである。
干渉部のファイバカップラ1703は、光源の波長帯域でシングルモードのもので構成し、各種ファイバカップラは3dBカップラで構成した。
反射ミラー1704は、参照光光路用ファイバ1702に接続されて参照部を構成し、ファイバ1702は、ファイバカップラ1703に接続されている。
検査光光路用ファイバ1705、照射集光光学系1706、照射位置走査用ミラー1707により測定部が構成され、検査光光路用ファイバ1705は、ファイバカップラ1703に接続されている。ファイバカップラ1703では、検査物体1714の内部及び表面から発生した後方散乱光と、参照部からの戻り光とが干渉して干渉光となる。
光検出部は、受光用ファイバ1708とフォトディテクタ1709で構成され、ファイバカップラ1703で生ずる干渉光をフォトディテクタ1709に導く。
フォトディテクタ1709で受光された光は信号処理装置1711にてスペクトル信号に変換され、さらにフーリエ変換を施すことで被験物体の奥行き情報を取得する。取得された奥行き情報は画像出力モニター1713に断層画像として表示される。
光源制御装置1712は、照射位置走査用ミラー1707の駆動信号等をも制御する信号処理装置1711に接続され、走査用ミラー1707の駆動と同期して波長可変光源1701が制御される。
図18の装置は図17のフォトディテクタ1709に代えて光検出器と差動増幅器とを兼ね備えたバランスドフォトディテクタ1720とファイバカップラ1703及び1704を組み込んで構成したことが図17の装置との主たる違いである。
バランスドフォトディテクタ1720は、一端には、信号処理部1711が接続され、他端には、2端子がある。そのうち一つの端子はファイバ1716を介して光カップラ1703に接続され、残りの一端子は、ファイバ1717、光カップラ1704を介して結合部を構成する光カップラ1705に接続されている。
バランスドフォトディテクタ1720に到達する前に光を2つに分割することで干渉信号の位相が逆位相になるため、両者を引き算すると、分割前の信号に含まれるDC成分だけが除去され、干渉信号だけが取り出せるので好適である。
尚、図中、1718、1719はそれぞれ偏波コントローラである。
103 光増幅媒体
104 光スイッチ
106 照射光
107 出射光
Claims (7)
- 光を増幅させる光増幅媒体と光スイッチとを含んで構成される光共振器と、前記光スイッチに光パルスを照射する光照射源と、を備え、前記光増幅媒体により増幅された光を前記光共振器より出射する光源装置であって、
前記光照射源を波長可変光源で構成し、前記光スイッチを前記波長可変光源より出射された前記光パルスの照射を受けることによりその透過率または反射率が変化するもので構成し、前記光パルスの中心波長に対応して、前記増幅された光を前記光共振器より出射するものであって、前記光共振器の共振器長Lが、前記照射源から前記光スイッチに照射される光パルスの繰り返し周波数をf、前記光共振器の屈折率をn、真空中の光速をcとして、
を満たすと共に、前記光スイッチの変化した透過率または反射率が回復する回復時間をτとして、
を満たすことを特徴とする光源装置。 - 前記光スイッチが可飽和吸収体であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記可飽和吸収体の回復時間が、前記光照射源より出射される前記光パルスの時間間隔よりも短いことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
- 前記光照射源より出射された前記光パルスが、前記光共振器内の前記光増幅媒体を透過した後に前記光スイッチに照射されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記光共振器がゲインフラットニングフィルタを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記光パルスの時間幅よりも長い時間幅の前記増幅された光を前記光共振器より出射することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 請求項1から6の何れか一項に記載の光源装置を用いた光源部と、
前記光源部からの光を検体に照射し、検体からの反射光を伝達させる検体測定部と、
前記光源部からの光を参照ミラーに照射し、該参照ミラーからの反射光を伝達させる参照部と、
前記検体測定部からの反射光と前記参照部からの反射光とを干渉させる干渉部と、
前記干渉部からの干渉光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出された光に基づいて、前記検体の断層像を得る画像処理部と、
を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172930A JP5517818B2 (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 |
US13/192,921 US8693508B2 (en) | 2010-07-30 | 2011-07-28 | Light source apparatus and image pickup apparatus equipped with same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172930A JP5517818B2 (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012033771A true JP2012033771A (ja) | 2012-02-16 |
JP5517818B2 JP5517818B2 (ja) | 2014-06-11 |
Family
ID=45526428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010172930A Active JP5517818B2 (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8693508B2 (ja) |
JP (1) | JP5517818B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013254065A (ja) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Japan Atomic Energy Agency | パルス列生成装置及びパルス列生成方法 |
CN112986185A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-18 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于相位探测的光学材料折射率谱测量系统与方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9014221B2 (en) * | 2011-11-14 | 2015-04-21 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Infrared laser |
WO2014099896A1 (en) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | David Welford | Systems and methods for narrowing a wavelength emission of light |
US9728932B2 (en) * | 2015-03-18 | 2017-08-08 | Advanced Optowave Corporation | Fiber coupled modular laser system |
CN108011287A (zh) | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种复合结构的可饱和吸收镜 |
AT521942B1 (de) | 2018-12-14 | 2022-09-15 | Daniel Kopf Dr | Gütegeschalteter Festkörperlaser |
AT522108B1 (de) * | 2019-01-31 | 2022-09-15 | Montfort Laser Gmbh | Passiv gütegeschalteter Festkörperlaser |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5408480A (en) * | 1993-07-15 | 1995-04-18 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Laser with optically driven Q-switch |
JPH07307512A (ja) | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光駆動超高速強制モード同期レーザ装置 |
KR100519920B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-10-10 | 한국전자통신연구원 | 포화 흡수체와 이득 고정 광 증폭기가 집적된 초고속광신호 처리장치 |
US7324568B2 (en) * | 2004-04-08 | 2008-01-29 | Raytheon Company | Modulated saturable absorber controlled laser |
US7542489B2 (en) * | 2005-03-25 | 2009-06-02 | Pavilion Integration Corporation | Injection seeding employing continuous wavelength sweeping for master-slave resonance |
US7391794B2 (en) * | 2005-05-25 | 2008-06-24 | Jds Uniphase Corporation | Injection seeding of frequency-converted Q-switched laser |
US9014221B2 (en) * | 2011-11-14 | 2015-04-21 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Infrared laser |
-
2010
- 2010-07-30 JP JP2010172930A patent/JP5517818B2/ja active Active
-
2011
- 2011-07-28 US US13/192,921 patent/US8693508B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013254065A (ja) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Japan Atomic Energy Agency | パルス列生成装置及びパルス列生成方法 |
CN112986185A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-18 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于相位探测的光学材料折射率谱测量系统与方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5517818B2 (ja) | 2014-06-11 |
US8693508B2 (en) | 2014-04-08 |
US20120026504A1 (en) | 2012-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5517818B2 (ja) | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 | |
JP6245698B2 (ja) | Oct医用画像化のための制御されたモード同期を有するレーザ掃引光源 | |
US8964803B2 (en) | Wavelength sweeping light source and imaging apparatus using the same | |
JP5854596B2 (ja) | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 | |
JP6298471B2 (ja) | 位相感知の干渉信号サンプリングを用いるoctシステム | |
JP6071203B2 (ja) | 光源装置及びこれを用いた光干渉断層撮像装置、及び光発振方法 | |
JP5096543B2 (ja) | テラヘルツ波装置 | |
JP5489730B2 (ja) | 波長可変光源装置 | |
US9316483B2 (en) | OCT swept laser with high coherence signal extraction | |
JP6112289B2 (ja) | 光断層計測装置 | |
JP2016502428A (ja) | 柔軟なデータ取得のための同調可能クロックシステムを用いるoctシステム | |
US20140328365A1 (en) | Multifunctional laser device | |
JP2012129514A (ja) | 光源装置 | |
JP2014042010A (ja) | 波長掃引光源の駆動方法 | |
JP5717392B2 (ja) | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 | |
Gong et al. | Optical feedback cavity ring-down technique for accurate measurement of ultra-high reflectivity | |
KR101453472B1 (ko) | 테라헤르츠파 장치 | |
JP2012156187A (ja) | 光源装置及びこれを用いた撮像装置 | |
JP7043073B2 (ja) | パルス光源及びパルス光を発生させる方法 | |
CN111227797B (zh) | 一种非线性效应增强的扫频光源 | |
JP2011113048A (ja) | 波長掃引光源、波長掃引光源を備えたss−oct装置 | |
Lee et al. | Time-of-flight measurement using femtosecond pulses | |
Zhu et al. | High-speed spectroscopic OCT around 1550 nm based on dual-band swept laser source | |
Netherlands | CMD 0900 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130730 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140401 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5517818 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |