JP2013182915A - Light source device and optical interference tomographic imaging apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置及びこれを用いた光干渉断層撮像装置に関する。 The present invention relates to a light source device and an optical coherence tomography apparatus using the light source device.
出射する波長を変化可能な光源(以下、波長可変光源と略すことがある)が様々な分野で利用されている。 A light source capable of changing an emitted wavelength (hereinafter sometimes abbreviated as a wavelength tunable light source) is used in various fields.
検査装置における波長可変光源の用途としては、レーザー分光器、分散測定器、膜厚測定器、光干渉断層撮像(Optical Coherence Tomography)装置(以下、OCT装置ということがある)
等がある。
Applications of the wavelength tunable light source in the inspection apparatus include a laser spectrometer, a dispersion measuring instrument, a film thickness measuring instrument, and an optical coherence tomography apparatus (hereinafter sometimes referred to as an OCT apparatus).
Etc.
OCT装置は、物体へ光を照射し、照射光の波長を連続的に変化させ、参照光と物体の異なる深さから戻ってくる反射光とを干渉させる。そして干渉光の強度の時間波形に含まれる周波数成分を分析することによって物体の断層像を得る。 The OCT apparatus irradiates light on an object, continuously changes the wavelength of the irradiated light, and causes interference between reference light and reflected light returning from different depths of the object. Then, a tomographic image of the object is obtained by analyzing the frequency component included in the time waveform of the intensity of the interference light.
波長可変光源を用いたOCT装置(Swept Source OCT装置、以下ではSS−OCT装置ということがある)は、
分光器を用いないことから、光量のロスが少なく高SN比の断層像の取得が期待されている。SS−OCT装置を用いる場合には、波長可変光源の波長の掃引速度が早いほど断層像の取得時間が短く、また、生体組織を生体中でそのまま観察しやすい。特許文献1には、半導体利得媒体と、波長選択素子を有する波長可変光源の開示がある。特許文献1に開示の波長可変光源は、波長選択素子としてファブリーペローフィルタキャビティを用い、そのキャビティの光路長を制御することで、所望の波長の光を選択的に出射することができる。
An OCT apparatus using a wavelength tunable light source (Swept Source OCT apparatus, hereinafter sometimes referred to as SS-OCT apparatus)
Since a spectroscope is not used, it is expected to obtain a tomogram with a high SN ratio with little loss of light. When using the SS-OCT apparatus, the faster the wavelength sweep speed of the wavelength variable light source, the shorter the acquisition time of the tomographic image, and the easier it is to observe the living tissue as it is in the living body. Patent Document 1 discloses a wavelength variable light source having a semiconductor gain medium and a wavelength selection element. The wavelength tunable light source disclosed in Patent Document 1 can selectively emit light having a desired wavelength by using a Fabry-Perot filter cavity as a wavelength selection element and controlling the optical path length of the cavity.
ここで、特許文献1に開示の波長可変光源において、キャビティの光路長の制御は、ファブリーペローフィルタを往復運動させることによって行っていたため、光路長の高速変化は難しく、結果的に、高速な波長掃引が困難であった。 Here, in the wavelength tunable light source disclosed in Patent Document 1, since the control of the optical path length of the cavity is performed by reciprocating the Fabry-Perot filter, it is difficult to change the optical path length at a high speed. Sweep was difficult.
本発明に係る光源装置は、波長幅を有する光を発する部材と、前記部材から発せられた光を増幅する共振器と、前記共振器内の光路の一部を含んで存在する波長選択素子とを有し、前記波長選択素子は、回転することによって、前記光路の光学的光路長を変化させることを特徴とする。 A light source device according to the present invention includes a member that emits light having a wavelength width, a resonator that amplifies the light emitted from the member, and a wavelength selection element that includes a part of the optical path in the resonator. And the wavelength selection element changes an optical path length of the optical path by rotating.
本発明に係る光源装置は、選択する波長を変化させるために、波長選択素子を回転させればよいので、選択する波長を高速に変化させることができ、結果的に高速に波長掃引することができる。 Since the light source device according to the present invention only needs to rotate the wavelength selection element in order to change the wavelength to be selected, the wavelength to be selected can be changed at a high speed, and as a result, the wavelength can be swept at a high speed. it can.
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらに限られない。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to these.
本発明の実施形態に係る光源装置は、波長幅を有する光を発する部材と、前記部材から発せられた光を増幅する共振器と、前記共振器内の光路の一部を含んで存在する波長選択素子とを有する。そして、前記波長選択素子は、回転することによって、前記光路の光学的光路長を変化させることを特徴とする。共振器の光路の光学的光路長が変化すると、光源装置から出射される光の波長は変化するため、本発明の実施形態に係る光源装置は、波長可変光源として用いることができる。また、本発明の実施形態に係る光源装置は、共振器の光学的光路長を、一方向の回転運動によって変化させるため、高速に波長変化させることができる。 A light source device according to an embodiment of the present invention includes a member that emits light having a wavelength width, a resonator that amplifies light emitted from the member, and a wavelength that includes a part of an optical path in the resonator. And a selection element. The wavelength selection element rotates to change an optical optical path length of the optical path. When the optical path length of the optical path of the resonator changes, the wavelength of the light emitted from the light source device changes. Therefore, the light source device according to the embodiment of the present invention can be used as a wavelength tunable light source. In addition, the light source device according to the embodiment of the present invention can change the wavelength of the resonator at high speed because the optical path length of the resonator is changed by rotational movement in one direction.
また、本発明の実施形態に係る光源装置は、白色光を回折格子によって波長分散させて、波長分散した光を、回転する円盤上に設けられたストライプ状の反射ミラーに照射することで波長変化させる光源装置に比べて、共振器内の光路を短くすることができる。その結果、この共振器間を往復する光のラウンドトリップ回数(周回数)を上げることができるため、可干渉距離を長くすることができるという効果も得られる。 In addition, the light source device according to the embodiment of the present invention changes the wavelength by wavelength-dispersing white light using a diffraction grating and irradiating the wavelength-dispersed light on a striped reflection mirror provided on a rotating disk. The optical path in the resonator can be shortened compared to the light source device to be made. As a result, the number of round trips (number of laps) of light traveling back and forth between the resonators can be increased, so that the coherence distance can be increased.
以下、本発明の実施形態に係る光源装置のいくつかの形態について具体的に説明する。 Hereinafter, several forms of the light source device according to the embodiment of the present invention will be specifically described.
(実施形態1)
実施形態1に係る光源装置を図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係る光源装置において、光が出射される方向(X軸方向)を含む平面で切断して得られた断面図である。
(Embodiment 1)
The light source device according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view obtained by cutting along a plane including a direction in which light is emitted (X-axis direction) in the light source device according to the present embodiment.
本実施形態に係る光源装置は、波長幅を有する光を発する部材101と、部材101から発せられた光を増幅する共振器(102、103)と、共振器(102、103)の光路の一部を含んで存在する波長選択素子104とを有する。そして、波長選択素子104は共振器(102、103)の光路と平行な方向(X’軸方向)を軸として回転し、回転することによって共振器(102、103)の光路の光学的光路長を変化させることを特徴とする。
The light source device according to the present embodiment includes a
ここで、共振器(102、103)の光路と平行な方向とは、共振器(102、103)の光路から−5°以上+5°以下の範囲と定義する。 Here, the direction parallel to the optical path of the resonator (102, 103) is defined as a range from −5 ° to + 5 ° from the optical path of the resonator (102, 103).
なお、共振器(102、103)は図1のように2つの反射器(102、103)によって構成され、これら2つの反射器の間を往復することで光が増幅される(L1)。なお、これら2つの反射器の少なくともいずれか一方は光を透過できるようになっている(L2、L3)。なお、図1において、Lは光の方向を示している。 The resonators (102, 103) are constituted by two reflectors (102, 103) as shown in FIG. 1, and light is amplified by reciprocating between these two reflectors (L1). At least one of these two reflectors can transmit light (L2, L3). In FIG. 1, L indicates the direction of light.
波長選択素子104が回転することによって、共振器(102、103)の光路の光学的光路長が変化するため、波長選択素子104によって選択される光の波長が変化する。波長選択素子104によって選択された波長の光は、2つの反射器(102、103)のうち少なくともいずれか一方を透過して出射される。すなわち、波長選択素子104が回転することによって、光源装置から出射される光(L2、L3の少なくともいずれか一方の光)の波長も変化する。
As the
このように、本実施形態に係る光源装置は、波長選択素子104を回転させることによって、出射される光の波長を変化させるため、出射される光の波長を高速に変化させることができる。
Thus, since the light source device according to the present embodiment changes the wavelength of the emitted light by rotating the
なお、本実施形態に係る光源装置は、波長幅を有する光を発する部材101と、共振器の一方102との間に、光を平行光にするコリメータレンズ105を設けてもよいし、波長幅を有する光を発する部材101と波長選択素子104との間に光を集光する集光レンズ106を設けてもよい。集光レンズ106を設けることで、波長選択素子104の狭い領域に集光することができるため、波長選択性が高くなり、好ましい(図1)。
In the light source device according to the present embodiment, a
(波長選択素子)
実施形態1に係る波長選択素子は共振器(102、103)の光路と平行な方向を軸として回転する回転体である。そして、この回転体が回転することによって、共振器(102、103)の光路の光学的光路長を変化させることで、選択する光の波長を変化させる。なお、見方を変えて言えば、実施形態1に係る光源装置は、波長選択素子と、波長選択素子を回転させる回転機構とを有する。そして、波長選択素子の回転軸を中心とし、波長選択素子の光路中に存在する部分を通る円周状において、波長選択素子の光学的光路長が均等でない、すなわち、円周方向に少なくとも一部は異なる、ということができる。
(Wavelength selection element)
The wavelength selection element according to the first embodiment is a rotating body that rotates about a direction parallel to the optical path of the resonator (102, 103). Then, the wavelength of the light to be selected is changed by changing the optical path length of the optical path of the resonator (102, 103) by rotating the rotating body. In other words, the light source device according to the first embodiment includes a wavelength selection element and a rotation mechanism that rotates the wavelength selection element. Further, the optical path length of the wavelength selection element is not uniform in the circumferential shape passing through the portion existing in the optical path of the wavelength selection element with the rotation axis of the wavelength selection element as the center, that is, at least a part in the circumferential direction Can be said to be different.
本実施形態における波長選択素子として例えば、以下の3つの形態が挙げられる。 Examples of the wavelength selection element in the present embodiment include the following three forms.
(波長選択素子の例1)
本実施形態に係る波長選択素子の一例について、図2を用いて説明する。図2(a)の紙面に向かって左側の図は図1の波長選択素子の一部を示した図である。図2(a)の紙面に向かって右側の図は、図1において、波長選択素子104を、光共振器の一部を構成する103からのX’軸方向に向かってみたときの、波長選択素子の一部を示した図である。本例に係る波長選択素子は図2(a)に示すように、×マークの中心点で示す回転軸(×マークの中心点において、紙面の奥行き方向がX’軸方向)を中心に回転する円盤201を有する。×マークの中心点を中心としたときの、円盤201の円周部分、かつ、上記の共振器の光路に存在する部分は、円周方向に光学的光路長が均等でない、すなわち、円周方向に少なくとも一部は光学的光路長が異なる。この円周部分は共振器の光路に存在する。なお、回転体は回転するものであれば円盤形状でなくてもよく、任意の形状の回転体を用いることができる。また、円盤の主面のうち、共振器の光路に存在する部分が必要に応じて反射防止膜が形成されていてもよいし、反射防止の処理が施されていてもよい。反射防止膜の形成、あるいは反射防止の処理が施されていることによって、本実施形態における光源装置によって掃引される光の波長の乱れを抑制できる。
(Example 1 of wavelength selection element)
An example of the wavelength selection element according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 2A is a diagram showing a part of the wavelength selection element in FIG. The right side of FIG. 2A shows the wavelength selection when the
本例で説明する波長選択素子では、図2(a)の紙面に向かって右側に示す波長選択素子104を、B方向(紙面に向かって上方向)からみると、図2(b)に示すような構造になっている。すなわち、AからA’に向かって傾斜を有するファブリーペローフィルタ202、203、204・・・が設けられている。ここで、ファブリーペローフィルタとは、2枚のハーフミラー(光の一部を透過させ、一部を反射させるミラー、以下同様)を、エアギャップを介して対向させた構造、あるいは、光学的に透明な部材の両面に設けた構造であり、以下断りがない限り同じである。
In the wavelength selection element described in this example, the
ここで、ファブリーペローフィルタ203は、共振器(102、103)で増幅される光(L4)の光路の一部を含んで存在している。ファブリーペローフィルタ203に照射された光のうち、ファブリーペローフィルタに照射された位置に応じた波長が選択される。具体的には、ファブリーペローフィルタの厚みが小さい位置に照射された光(L5)は共振器(102、103)における光学的光路長が短いため、選択される波長は短い。逆に、ファブリーペローフィルタの厚みが大きい位置に照射された光(L6)は共振器(102、103)における光学的光路長が長いため、選択される波長は長い。
Here, the Fabry-
したがって、ファブリーペローフィルタ203に光が照射された状態で、円盤201がA’からAに向かう方向(図2(b)の黒い矢印の方向)に回転すると、選択される波長は短波長から長波長へと変化する。そして、ファブリーペローフィルタ203の最も厚みが大きい位置に照射された光は、次に、ファブリーペローフィルタ204の最も厚みが小さい位置に照射され、再び、短波長の光が選択され、徐々に長波長の光が選択されていく。
Therefore, when the
このようにして、本例に示すような波長選択素子104を用いることで、短波長から長波長の光が選択されるため、本実施形態に係る光源装置を波長可変光源として用いることができる。
In this way, by using the
本例では、ファブリーペローフィルタを、円盤の有する平面のうち、103側に設けているが、102側の平面に設けてもよい。あるいは、円盤の表面に設けずに、円盤の内部に設けてもよい。 In this example, the Fabry-Perot filter is provided on the 103 side among the planes of the disk, but may be provided on the 102 side plane. Or you may provide in the inside of a disk, without providing in the surface of a disk.
また、本例では、円盤201上にファブリーペローフィルタ202、203、204・・・を設けた構成を示したが、厚さによって光学的光路長が異なるものであれば特に限定されない。ファブリーペローフィルタの例として、ファブリーペローエタロンが挙げられる。
In this example, the configuration in which Fabry-
(波長選択素子の例2)
本実施形態に係る波長選択素子の他の例について、図3を用いて説明する。本例で説明する波長選択素子では、図2(a)の紙面に向かって右側に示す波長選択素子104を、B方向(紙面に向かって上方向)からみると、図3(a)に示すような構造になっている。すなわち、AからA’に向かって屈折率の勾配を有するファブリーペローフィルタ301、302、303・・・が設けられている。ファブリーペローフィルタのうち、A側ほど屈折率が小さく、A’側ほど屈折率が大きい。
(Example 2 of wavelength selection element)
Another example of the wavelength selection element according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the wavelength selection element described in this example, the
本例の波長選択素子においても、ファブリーペローフィルタ302に照射された光のうち、ファブリーペローフィルタに照射された位置に応じた波長が選択される。具体的には、ファブリーペローフィルタの屈折率が小さい(n0−Δn(Δn>0))位置に照射された光(L5)は共振器(102、103)における光学的光路長が短いため、選択される波長は短い。逆に、ファブリーペローフィルタの屈折率が大きい(n0)位置に照射された光(L6)は共振器(102、103)における光学的光路長が長いため、選択される波長は長い。
Also in the wavelength selection element of this example, the wavelength according to the position irradiated to the Fabry-Perot filter among the lights irradiated to the Fabry-
したがって、例1と同様に、ファブリーペローフィルタ302に光が照射された状態で、円盤201がA’からAに向かう方向(図2(b)の黒い矢印の方向)に回転すると、選択される波長は短波長から長波長へと変化する。そして、ファブリーペローフィルタ302の最も屈折率が大きい位置に照射された光は、次に、ファブリーペローフィルタ303の最も屈折率が小さい位置に照射され、再び、短波長の光が選択され、徐々に長波長の光が選択されていく。
Therefore, in the same manner as in Example 1, when the Fabry-
このようにして、本例に示すような波長選択素子104を用いることで、短波長から長波長の光が選択されるため、本実施形態に係る光源装置を波長可変光源として用いることができる。本例では、ファブリーペローフィルタを、円盤の有する平面のうち、103側に設けているが、102側の平面に設けてもよい。あるいは、円盤の表面に設けずに、円盤の内部に設けてもよい。
In this way, by using the
また、本例では、円盤201上にファブリーペローフィルタ301、302、303・・・を設けた構成を示したが、厚さによって光学的光路長が異なるものであれば特に限定されない。ファブリーペローフィルタの例として、ファブリーペローエタロンが挙げられる。
In this example, the configuration in which Fabry-
(波長選択素子の例3)
本実施形態に係る波長選択素子のさらに他の例について、図4を用いて説明する。本例で説明する波長選択素子では、図2(a)の紙面に向かって右側に示す波長選択素子104を、B方向(紙面に向かって上方向)からみると、図4に示すような構造になっている。すなわち、AからA’に向かって屈折率の勾配を有するファブリーペローフィルタ401、402、403・・・が設けられている。本例で用いるファブリーペローフィルタは溝を有する構造であり、波長選択素子が回転する方向に向かって溝のピッチが広い。すなわちA側ほど溝のピッチが広く、A’側ほど溝のピッチが狭い。したがって、ファブリーペローフィルタを構成する材料の屈折率が空気中の屈折率よりも大きい場合、ファブリーペローフィルタのうち、A側ほど屈折率が小さく(n0−Δn(Δn>0))、A’側ほど屈折率が大きい(n0)。なお、ここで示した屈折率は、ファブリーペローフィルタの特定の位置の屈折率ではなく、光が照射される領域における平均の屈折率である。
(Example 3 of wavelength selection element)
Still another example of the wavelength selection element according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the wavelength selection element described in this example, when the
本例の波長選択素子においても、ファブリーペローフィルタ402に照射された光のうち、ファブリーペローフィルタに照射された位置に応じた波長が選択される。具体的には、ファブリーペローフィルタの屈折率が小さい(n0−Δn(Δn>0))位置に照射された光(L5)は共振器(102、103)における光学的光路長が短いため、選択される波長は短い。逆に、ファブリーペローフィルタの屈折率が大きい(n0)位置に照射された光(L6)は共振器(102、103)における光学的光路長が長いため、選択される波長は長い。
Also in the wavelength selection element of this example, the wavelength according to the position irradiated to the Fabry-Perot filter among the lights irradiated to the Fabry-
したがって、例1と同様に、ファブリーペローフィルタ402に光が照射された状態で、円盤201がA’からAに向かう方向(図2(b)の黒い矢印の方向)に回転すると、選択される波長は短波長から長波長へと変化する。そして、ファブリーペローフィルタ402の最も屈折率が大きい位置に照射された光は、次に、ファブリーペローフィルタ403の最も屈折率が小さい位置に照射され、再び、短波長の光が選択され、徐々に長波長の光が選択されていく。
Accordingly, in the same manner as in Example 1, when the Fabry-
このようにして、本例に示すような波長選択素子104を用いることで、短波長から長波長の光が選択されるため、本実施形態に係る光源装置を波長可変光源として用いることができる。本例では、ファブリーペローフィルタを、円盤の有する平面のうち、103側に設けているが、102側の平面に設けてもよい。あるいは、円盤の表面に設けずに、円盤の内部に設けてもよい。
In this way, by using the
また、本例では、円盤201上にファブリーペローフィルタ401、402、403・・・を設けた構成を示したが、厚さによって光学的光路長が異なるものであれば特に限定されない。ファブリーペローフィルタの例として、ファブリーペローエタロンが挙げられる。
In this example, the configuration in which Fabry-
(波長幅を有する光を発する部材)
本実施形態における、波長幅を有する光を発する部材とは、単色光を発する部材ではなく、波長幅を有する光を発する部材であれば特に限定されない。
(Member emitting light having a wavelength width)
The member that emits light having a wavelength width in the present embodiment is not particularly limited as long as it is not a member that emits monochromatic light but a member that emits light having a wavelength width.
光を発する部材の光が発せられる方向における両端面が共振器として機能しないように、該両端面に反射防止膜や、光の進行方向に所定の角度を与えておくことが好ましい。 It is preferable to give a predetermined angle to the antireflection film and the light traveling direction on both end surfaces so that the both end surfaces in the light emitting direction of the light emitting member do not function as a resonator.
本実施形態における、波長幅を有する光を発する部材は、800nm乃至1350nmの波長の光を少なくとも発する部材であることが好ましく、800nm乃至900nm、あるいは、1250nm乃至1350nmであることがさらに好ましい。また、発せられる光は可干渉な光束であることが好ましい。 In the present embodiment, the member that emits light having a wavelength width is preferably a member that emits at least light having a wavelength of 800 nm to 1350 nm, and more preferably 800 nm to 900 nm, or 1250 nm to 1350 nm. The emitted light is preferably a coherent light beam.
波長幅を有する光を発する部材の代表的なものとしては半導体光増幅器(semiconductor optical amplifier、以下、SOAと略すことがある)が挙げられる。この他、エルビウムやネオジウム等を含有する希土類添加(イオンドープ)光ファイバ、光ファイバ中に色素を添加して色素により増幅を行うもの等を採用することができる。 A typical example of a member that emits light having a wavelength width is a semiconductor optical amplifier (hereinafter sometimes abbreviated as SOA). In addition, a rare earth-doped (ion-doped) optical fiber containing erbium, neodymium, or the like, an optical fiber added with a dye, and amplified by the dye can be used.
希土類添加光ファイバは、高利得で良好な雑音特性を得るためには好適である。色素添加光ファイバは、蛍光色素材料やそのホスト材料などを適宜選択することで可変波長の選択肢が増す。本実施形態における波長幅を有する光を発する部材として、小型で且つ高速制御が可能なSOAが好ましい。SOAとしては、共振器型光増幅器と進行波形光増幅器の双方を用いることができる。SOAを構成する材料は、一般的な半導体レーザを構成する化合物半導体等を用いることができ、具体的にはInGaAs系、InAsP系、GaAlSb系、GaAsP系、AlGaAs系、GaN系等の化合物半導体を挙げることができる。SOAは、利得の中心波長が、例えば、840nm、1060nm、1300nm、1550nmのものの中から光源の用途等に応じて適宜、選択して採用することができる。 The rare earth-doped optical fiber is suitable for obtaining good noise characteristics with high gain. In the dye-doped optical fiber, the choice of the variable wavelength is increased by appropriately selecting the fluorescent dye material or its host material. As a member that emits light having a wavelength width in this embodiment, an SOA that is small and capable of high-speed control is preferable. As the SOA, both a resonator type optical amplifier and a traveling waveform optical amplifier can be used. As a material constituting the SOA, a compound semiconductor constituting a general semiconductor laser can be used. Specifically, a compound semiconductor such as InGaAs, InAsP, GaAlSb, GaAsP, AlGaAs, or GaN can be used. Can be mentioned. The SOA can be appropriately selected and employed from among those having a gain center wavelength of, for example, 840 nm, 1060 nm, 1300 nm, and 1550 nm according to the use of the light source.
(実施形態2)
実施形態2に係る光源装置について図5を用いて説明する。実施形態2では、実施形態1と異なる点について説明し、同一の点について説明を省略する。
(Embodiment 2)
A light source device according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, and description of the same points will be omitted.
実施形態2に係る光源装置は、実施形態1に係る光源装置における波長選択素子104の回転軸が、共振器(102、103)の光路からθ°(−5°≦θ<0°、あるいは、0°<θ≦+5°以下)傾いている形態である(図5(a))。このような構成とすることで、共振器(102、103)で増幅された光が、共振器のいずれか一方(102または103)と、波長選択素子104との間に共振器が形成されることを抑制することができる。また、集光レンズ106と波長選択素子104の間に、開口絞り107を設けることで、共振器を構成する反射ミラー103からの反射光が、波長幅を有する光を発する部材101へと戻ることを抑制できる。
In the light source device according to the second embodiment, the rotation axis of the
(実施形態3)
実施形態3に係る光源装置について図6を用いて説明する。実施形態3では、実施形態1と異なる点について説明し、同一の点について説明を省略する。
(Embodiment 3)
A light source device according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the third embodiment, differences from the first embodiment will be described, and description of the same points will be omitted.
実施形態3に係る光源装置は、波長選択素子104’が図6(a)に示すように、X軸に対して垂直な平面内の任意の方向を軸(図6(a)では、紙面奥行き方向(Y軸)として示している)として回転する。波長選択素子104’の拡大図を図6(b)に示す。波長選択素子104’はポリゴンミラー601であり、各面にはファブリーペローフィルタ602が設けられている。また、ファブリーペローフィルタ602とポリゴンミラー601の面との間には、102とともに共振器をなすように、反射ミラー103’が設けられている。なお反射ミラー103’は、ファブリーペローフィルタ602の一部であってもよいし、ポリゴンミラー601の一部であってもよい。また、ファブリーペローフィルタ601は、回転する方向、すなわち、CからC’向かって厚みが小さくなっている。
In the light source device according to the third embodiment, the
このとき、波長選択素子104’が回転することによって、共振器(102、103’)の光路の光学的光路長が変化するため、波長選択素子104’によって選択される光の波長が変化する。波長選択素子104’によって選択された波長の光は、2つの反射器(102、103’)のうち少なくともいずれか一方を透過して出射される。すなわち、波長選択素子104’が回転することによって、光源装置から出射される光(L2’)の波長も変化する。 At this time, since the optical path length of the optical path of the resonator (102, 103 ') changes due to the rotation of the wavelength selection element 104', the wavelength of the light selected by the wavelength selection element 104 'changes. The light of the wavelength selected by the wavelength selection element 104 'is transmitted through at least one of the two reflectors (102, 103') and emitted. That is, as the wavelength selection element 104 'rotates, the wavelength of the light (L2') emitted from the light source device also changes.
このように、本実施形態に係る光源装置について他の実施形態と同様に、波長選択素子104’を回転させることによって、出射される光の波長を変化させるため、出射される光の波長を高速に変化させることができる。
As described above, in the light source device according to the present embodiment, the wavelength of the emitted light is changed by rotating the
(実施形態4)
実施形態4では、上記で説明した本発明に係る光源装置を用いた光干渉断層撮像装置(以下、OCT装置と略す)について図7説明する。
(Embodiment 4)
In
本実施形態に係るOCT装置は、光源装置701、干渉光学系702、光検出部703、情報取得部704、を少なくとも有する構成であり、光源装置701は上記で説明した本発明に係る光源装置である。また、図示していないが、情報取得部704はフーリエ変換器を有する。ここで、情報取得部704がフーリエ変換器を有するとは、情報取得部が入力されたデータに対してフーリエ変換する機能を有していれば形態は特に限定されない。一例は、情報取得部704が演算部を有し、該演算部がフーリエ変換する機能を有する場合である。具体的には、該演算部がCPUを有するコンピュータであり、このコンピュータが、フーリエ変換機能を有するアプリケーションを内蔵する場合である。他の例は、情報取得部104がフーリエ変換機能を有するフーリエ変換回路を有する場合である。光源装置701から出た光は干渉光学系702を経て測定対象の物体712の情報を有する干渉光となって出力される。干渉光は光検出部703において受光される。なお光検出部703は差動検出型でも良いし単純な強度モニタ型でも良い。受光された干渉光の強度の時間波形の情報は光検出部703から情報取得部704に送られる。情報取得部704では、受光された干渉光の強度の時間波形のピーク値を取得してフーリエ変換をし、物体712の情報(例えば断層像の情報)を取得する。なお、ここで挙げた光源装置701、干渉光学系702、光検出部703、情報取得部704を任意に設けることができる。
The OCT apparatus according to the present embodiment includes at least a
以下、光源装置701から光が発振されてから、測定対象の物体の断層像の情報を得るまでについて詳細に説明する。
Hereinafter, a detailed description will be given of the process from when light is oscillated from the
光の波長を変化させる光源装置701から出た光は、ファイバ705を通って、カップラ706に入り、照射光用のファイバ707を通る照射光と、参照光用のファイバ708を通る参照光とに分岐される。照射光はコリメーター709を通って平行光になり、ミラー710で反射される。ミラー710で反射された光はレンズ711を通って物体712に照射され、物体712の奥行き方向の各層から反射される。一方、参照光はコリメーター713を通ってミラー714で反射される。カップラ706では、物体712からの反射光とミラー714からの反射光による干渉光が発生する。干渉した光はファイバ715を通り、コリメーター716を通って集光され、光検出部703で受光される。光検出部703で受光された干渉光の強度の情報は電圧などの電気的な情報に変換されて、情報取得部704に送られる。情報取得部704では、干渉光の強度のデータをフーリエ変換し断層像の情報を得る。この、フーリエ変換する干渉光の強度のデータは通常、等波数間隔サンプリングされたデータであるが、等波長間隔にサンプリングされたデータを用いることも可能である。
The light emitted from the
得られた断層像の情報は、情報取得部704から画像表示部717に送って画像として表示させてもよい。なお、ミラー711を照射光の入射する方向と垂直な平面内で走査することで、測定対象の物体712の3次元の断層像を得ることができる。また、光源装置701の制御は情報取得部704が電気回路718を介して行ってもよい。また図示しないが、光源装置701から出る光の強度を逐次モニタリングし、そのデータを干渉光の強度の信号の振幅補正に用いてもよい。
The obtained tomographic image information may be sent from the
次に、上記の本実施形態に係るOCT装置における、光源装置701によって発振される光の波長の幅(以下、波長掃引幅ということがある)、観測対象となる物体712の深さ方向の分解能、上記の等波長間隔にサンプリングされた各データの波長間隔(以下、サンプリング波長間隔ということがある)について説明する。また、本実施形態に係るOCT装置を用いて物体712の断層像を得るための測定をしたときの、深さ方向の測定可能な範囲について述べる。
Next, in the OCT apparatus according to the present embodiment, the wavelength width of the light oscillated by the light source device 701 (hereinafter also referred to as a wavelength sweep width) and the resolution in the depth direction of the
まず、サンプリング波長間隔δλと、本実施形態に係るOCT装置によって検出可能な物体712の深さ方向の測定可能な範囲の最大値Lは原理的に以下の関係がある。
First, the sampling wavelength interval δλ and the maximum value L of the measurable range in the depth direction of the
ここで、光源装置701によって発振される波長掃引幅の中心波長(例えば、波長掃引幅が、800nmから900nmにかけての100nmであるとき、中心波長は850nm)と、波長掃引幅をそれぞれ、λo、Δλとする。このとき、本実施形態に係るOCT装置によって測定可能な物体712の深さ方向の分解能δLは、式(2)で示される。
Here, the center wavelength of the wavelength sweep width oscillated by the light source device 701 (for example, when the wavelength sweep width is 100 nm from 800 nm to 900 nm, the center wavelength is 850 nm) and the wavelength sweep width are λo and Δλ, respectively. And At this time, the resolution δL in the depth direction of the
具体例で示すと、測定可能な物体712の深さ方向の最大値Lは、中心波長λ0を1.15μm、サンプリング波長間隔δλを0.15nmとすると式(1)により、L=8.8mmとなる。
If indicated by the embodiment, the maximum value L in the depth direction of the
また、測定可能な物体712の深さ方向の分解能δLは、波長掃引幅Δλを0.12μmとすると、δL=5.5μmとなる。
Further, the resolution δL in the depth direction of the
SS−OCT装置を用いて断層像を得る場合、光源装置による波長の掃引速度が早いほど断層像を得るための時間を短縮できる。光源装置による波長の掃引速度を100KHz、物体の深さ方向(z方向)に対して垂直な方向(x方向)に、測定点を1000点とる場合、2次元(z−x平面)の断層像を得るためには0.01秒かかる。これをさらにz方向、及び、x方向に対して垂直な方向(y方向)に測定点を1000点とる場合、3次元(xyz空間)の断層像を得るためには10秒かかる。波長の掃引速度が高速であればあるほど、2次元、あるいは、3次元の断層像を高速に得ることができる。光源装置の波長の掃引速度の高速化のための1つの手段は、波長選択素子によって波長選択する周期を短くすることである。 When obtaining a tomographic image using the SS-OCT apparatus, the time for obtaining the tomographic image can be shortened as the wavelength sweeping speed by the light source device increases. Two-dimensional (z-x plane) tomographic image when the wavelength sweep speed by the light source device is 100 KHz and 1000 measurement points are taken in the direction (x direction) perpendicular to the depth direction (z direction) of the object. It takes 0.01 seconds to obtain Further, when taking 1000 measurement points in the z direction and the direction (y direction) perpendicular to the x direction, it takes 10 seconds to obtain a three-dimensional (xyz space) tomographic image. The higher the wavelength sweep speed, the faster the two-dimensional or three-dimensional tomographic image can be obtained. One means for increasing the wavelength sweep speed of the light source device is to shorten the wavelength selection period by the wavelength selection element.
特許文献1では波長選択素子の往復運動によって波長選択を行っているのに対し、本発明は回転運動によって波長選択を行っているので、波長選択する周期を短くすることができる。また、上記の共振器を構成する2つの反射器の間(102と103の間、あるいは、102と103’の間)を光が往復する回数(ラウンドトリップ回数(周回数))を増やすために、上記2つの反射器の間隔を短くすることによっても、光源装置の波長の掃引速度の高速化を達成することができる。 In Patent Document 1, the wavelength selection is performed by the reciprocating motion of the wavelength selection element, whereas in the present invention, the wavelength selection is performed by the rotational motion. Therefore, the wavelength selection cycle can be shortened. Further, in order to increase the number of times the light reciprocates between the two reflectors constituting the above resonator (between 102 and 103 or between 102 and 103 ′) (number of round trips (number of laps)). By shortening the distance between the two reflectors, the wavelength sweep speed of the light source device can be increased.
ここで、特開2008−98395号公報(特許文献2)には、円盤を回転させることによって波長を変える波長可変光源の開示がある。特許文献2に開示された光源装置は、回折格子を波長選択素子とするため、回折角ができるような設計と、集光レンズを設けることが必要である。このとき、波長掃引速度を200KHz、ラウンドトリップ回数(周回数)を10回とすると、2つの反射器の間隔は7.5センチメータ以下にする必要があり実現は困難であった。 Here, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-98395 (Patent Document 2) discloses a wavelength tunable light source that changes the wavelength by rotating a disk. Since the light source device disclosed in Patent Document 2 uses a diffraction grating as a wavelength selection element, it is necessary to provide a design that allows a diffraction angle and a condenser lens. At this time, if the wavelength sweep speed is 200 KHz and the number of round trips (the number of rounds) is 10, the distance between the two reflectors must be 7.5 centimeters or less, which is difficult to realize.
(用途)
本実施形態に係る光源装置は、レーザー分光器、分散測定器、膜厚測定器、SS−OCT装置などに好適に用いられる。また、通信ネットワーク分野においても用いられる。
(Use)
The light source device according to the present embodiment is suitably used for a laser spectrometer, a dispersion measuring device, a film thickness measuring device, an SS-OCT device, and the like. It is also used in the communication network field.
以下、本発明の実施例に係る光源装置について説明するが、本発明はこれらに限られない。 Hereinafter, although the light source device which concerns on the Example of this invention is demonstrated, this invention is not limited to these.
(実施例1)
実施例1では本発明に係る光源装置の一例について図1、2を用いて説明する。実施例1に係る光源装置は実施形態1の(波長選択素子の例1)で説明したものと同様の装置構成である。すなわち、波長幅を有する光を発する部材101から発せられた光が、共振器(102、103)によって増幅され、波長選択素子104が回転することによって、光源装置から出射される光の波長が変化する。波長選択素子104の一部を構成するファブリーペローフィルタ203は、ハーフミラー210、ハーフミラー211、及び透明部材212からなる。ファブリーペローフィルタは、円盤上で、かつ、共振器(102、103)の光路に存在する円周上(回転軸を中心とし、半径rの部分)に複数設けられている(図2(a))。図2(a)では3個のファブリーペローフィルタ(203、203、204)が示されているが、半径r上にファブリーペローフィルタが多数配置されている。以下ではファブリーペローフィルタ203のみについて説明するが、202、204をはじめ、他のファブリーペローフィルタについても同様である。
Example 1
In Example 1, an example of a light source device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The light source device according to Example 1 has the same device configuration as that described in (Example 1 of wavelength selection element) in the first embodiment. That is, the light emitted from the
そして、図2(b)に示すように、光が照射される方向におけるファブリーペローフィルタ203の厚さが、中心部(一点鎖線で示した部分)においてl0であり、最も厚みが大きい部分と最も厚みが小さい部分との差がΔlである。
Then, as shown in FIG. 2 (b), the thickness of the Fabry-
ここで、光がファブリーペローフィルタ203の厚みがl0の部分に照射されたときの光の透過波長をλoとする。また透明部材211の屈折率をnとする。このとき、ハーフミラー210とハーフミラー211との間の光路長はnl0となるのでハーフミラー210とハーフミラー211との間に存在する光の波数Nは式(3)で表される。
Here, the transmission wavelength of light when the light is irradiated onto the portion where the thickness of Fabry-
円盤201が回転すると、ファブリーペローフィルタ203に照射された光に対し、ハーフミラー210とハーフミラー211との間隔は変化する。ここで、ファブリーペローフィルタ203が矢印の方向に移動して、ハーフミラー210とハーフミラー211との間隔がl0からl0+δlへと変化するとする。このとき、透過する波長はλo+δλになる。このとき波数Nは変化しないとする。そして、式(3)をδl、δλで全微分することにより以下の式(4)が成り立つ。
When the
式(4)を変形することで、ファブリーペローフィルタ203の透過波長の変化δλは式(5)のように表される。
By changing Expression (4), a change δλ of the transmission wavelength of the Fabry-
上記変化量δlは、円盤201の回転角に比例するので、円盤201が回転することで、ファブリーペローフィルタ203がその幅dだけ移動すると1回の波長掃引が実現する。さらに円盤201が回転すると、隣のファブリーペローフィルタ204において同様に波長掃引することができる。
Since the change amount δl is proportional to the rotation angle of the
ここで、l0=4μm,初期波長λo=0.84μmとする。波長変化δλとハーフミラー210とハーフミラー211との間隔変化δlから上記式(5)は下記式(6)のように表される。
Here, l 0 = 4 μm and the initial wavelength λo = 0.84 μm. From the wavelength change δλ and the change δl between the
後述するように、本発明に係る光源装置を用いたOCT装置において、観察対象の物体の観察深度を4mmとしたときに必要なコヒーレント長は8mmとなり、このことから光源装置が掃引する必要のある波長の幅は0.08nmとなる。またこの波長の幅は波長掃引する光源装置の波長分解能は、すなわち波長変化量と考えるとする。この波長変化量に対応する間隔δlは式(6)より0.38nmとなる。 As will be described later, in the OCT apparatus using the light source device according to the present invention, the coherent length required when the observation depth of the object to be observed is 4 mm is 8 mm, and thus the light source device needs to sweep. The wavelength width is 0.08 nm. Further, it is assumed that this wavelength width is the wavelength resolution of the light source device that sweeps the wavelength, that is, the amount of wavelength change. The interval δl corresponding to this wavelength change amount is 0.38 nm from the equation (6).
ここでファブリーペローフィルタ203の幅dを500μm、Δl=0.4μmとすると、円盤201の移動量δxは0.475μmとなる。
0.475μm移動することを可能にするためには、円盤201の半径rは31.75mmとなる。これにより回転角δθ=14.96μradで波長分解能0.08nmとなることがわかる。また回転角Δθ=15.7mradで掃引波長幅80nmとなることもわかる。
Here, if the width d of the Fabry-
In order to be able to move 0.475 μm, the radius r of the
ここで、半径r=31.75mmの円盤201の円周上には,約400個のファブリーペローフィルタを設けることができる。このことから、30000rpmの速さで円盤を回転することにより波長掃引速度200KHzを実現できることがわかる。また集光レンズ106の焦点距離を3mm程度にすれは,共振器を構成する102と103との間隔は1.5cm以内にすることができる。そのためラウンドトリップ回数も50回となるため,可干渉距離の長い光源装置となる。
Here, about 400 Fabry-Perot filters can be provided on the circumference of the
以上にのべたように,本実施例における光源装置を用いることにより、観察対象の観察深さが4mm(コヒーレント長8mm)、かつ、深さ分解能が3μm,かつ、波長掃引速度が200KHzのOCT装置を実現できることがわかる。 As described above, by using the light source device according to the present embodiment, an OCT device having an observation depth of 4 mm (coherent length 8 mm), a depth resolution of 3 μm, and a wavelength sweep rate of 200 KHz is used. Can be realized.
(実施例2)
実施例2では本発明に係る光源装置の他の例について、図3を用いて説明する。実施例2に係る光源装置は実施形態1の(波長選択素子の例2)で説明したものと同様の装置構成である。実施例1との違いは、波長選択素子のファブリーペローフィルタのみである。具体的には、ファブリーペローフィルタが、図3のように屈折率分布を有するという点である。以下、本実施例におけるファブリーペローフィルタについて302を代表として説明するが、301や303のファブリーペローフィルタについても同様である。
(Example 2)
In Example 2, another example of the light source device according to the present invention will be described with reference to FIG. The light source device according to Example 2 has the same device configuration as that described in (Example 2 of wavelength selection element) in the first embodiment. The difference from the first embodiment is only the Fabry-Perot filter of the wavelength selection element. Specifically, the Fabry-Perot filter has a refractive index distribution as shown in FIG. Hereinafter, the Fabry-Perot filter in this embodiment will be described with reference to 302, but the same applies to the Fabry-
ファブリーペローフィルタ302はハーフミラー310、ハーフミラー311、及び透明部材312からなる。
The Fabry-
ハーフミラー310とハーフミラー311との感覚lは4μm程度である。そして、透明部材312の屈折率が、円盤201の回転方向に向かって小さくなっている。屈折率の最も大きい部分(302と303の境界部分)の屈折率n0を1.5とし、屈折率が最も小さい部分(301と302の境界部分)の屈折率n0−Δnは、Δn=0.1とすると、1.4となる。したがって、屈折率の最も大きい部分を通る場合と屈折率の最も小さい部分を通る場合とで光学的光路長差Δn・lが0.4μmとなる。透明部材312に屈折率分布をもたせる方法は特に限定されず、イオン交換法や、フォトケミカル法などの方法が挙げられる。
The sense 1 between the
実施例2におけるファブリーペローフィルタは、実施例1におけるファブリーペローフィルタに比べてハーフミラー310、ハーフミラー311での多重反射による光線の横ずれが少なく、ハーフミラー310とハーフミラー311との間で光を閉じ込めやすい。その結果、コヒーレント性能が向上し,フィルタ特性が良く、観察対象の物体のより深くまで観察できるという効果がある。
The Fabry-Perot filter in the second embodiment has less lateral shift of the light beam due to multiple reflection at the
(実施例3)
実施例3では本発明に係る光源装置のさらに他の例について、図4を用いて説明する。
(Example 3)
In Example 3, still another example of the light source device according to the present invention will be described with reference to FIG.
実施例3に係る光源装置は実施形態1の(波長選択素子の例3)で説明したものと同様の装置構成である。実施例1との違いは、波長選択素子のファブリーペローフィルタのみである。具体的には、ファブリーペローフィルタが、図4のように屈折率分布を有するという点である。また、実施例2との違いは、フィブリーペローフィルタに屈折率分布をもたせるために、ファブリーペローフィルタに、上記共振器内の光の波長程度のサイズ、あるいは、それ以下のサブ波長サイズの微細な構造によって実現させた点である。 The light source device according to Example 3 has the same device configuration as that described in (Example 3 of wavelength selection element) in the first embodiment. The difference from the first embodiment is only the Fabry-Perot filter of the wavelength selection element. Specifically, the Fabry-Perot filter has a refractive index distribution as shown in FIG. Also, the difference from the second embodiment is that the Fabry-Perot filter has a sub-wavelength size smaller than or equal to the wavelength of the light in the resonator in order to give the Fabry-Perot filter a refractive index distribution. This is a point realized by a simple structure.
以下、本実施例におけるファブリーペローフィルタについて402を代表として説明するが、401や403のファブリーペローフィルタについても同様である。
Hereinafter, the Fabry-Perot filter in the present embodiment will be described by using 402 as a representative, but the same applies to the Fabry-
本実施例におけるファブリーペローフィルタ402は、図4のように、ライン&スペース構造になっている。この例ではフィリングファクターと呼ばれる図中のピッチ幅P(ライン幅+スペース幅)に対するライン幅Qの割合、Q/Pが回転方向に10%小さくなっている。すなわち、ファブリーペローフィルタ402において、402と403の境界のQ/P(MAX)に対して、402と401の境界のQ/P(MIN)はQ/P(MAX)の0.9倍である。なお、ファブリーペローフィルタ402において回折光が発生しないように、ピッチ幅Pは使用する波長(例えば、0.8μm)以下であることが望ましい。
The Fabry-
本実施例は上記ファブリーペローフィルタのパターニング形状で屈折率分布をもたせるため、実施例2に比べて、経時変化の少ない、長期間にわたって安定であるという効果がある。 Since this embodiment has a refractive index distribution in the patterning shape of the Fabry-Perot filter, there is an effect that it is stable over a long period of time with less change over time as compared with the second embodiment.
(実施例4)
実施例4では、本発明に係る光源装置において、図5のように、波長選択素子104が共振器の光路(X方向またはX’方向)に対してθ°傾いている。波長選択素子104は、X方向またはX’方向に対してθ°傾いた軸を中心に回転する。
Example 4
In Example 4, in the light source device according to the present invention, as shown in FIG. 5, the
集光レンズ106のビームウエストの径を10μmとすると、発散角は半角で3.1°となる。そこで、θを3.1°以上にすれば、反射光は開口絞り107により遮光され波長幅を有する光を発する部材には戻らないようにできる。ここで、波長選択素子がθ°傾いていても、必要なコヒーレント長を得られることを、図8を用いて説明する。図8は図5の波長選択素子の一部を拡大した図である。
If the diameter of the beam waist of the condensing
上記のように波長選択素子104がファブリーペローフィルタ内で光が横ずれし、この横ずれ量がδxとなる。ここで、θ=3.1°のとき、ファブリーペローフィルタ801の屈折率を1.5とすると、屈折角をφとしたときに、φ=2.1°となり、ファブリーペローフィルタ104の間隔l0を4μmとすれば、横ずれ量δxは,0.29μmとなる。これにより多重反射によりスポット径10μmを外れるまでには約30回往復することができる。この回数はコヒーレント長8mmを実現する必要な回数以内である。したがって、波長選択素子104が共振器の光路に対して、3.1°傾いていたとしても、必要なコヒーレント長を得られる。
As described above, light is laterally shifted in the Fabry-Perot filter by the
(実施例5)
実施例4の変形例である実施例5について、図9(a)(b)を用いて説明する。実施例5に係る光源装置は、実施例4に係る光源装置における波長選択素子104のうち、ファブリーペローフィルタの構造が異なる。実施例5におけるファブリーペローフィルタは、ファブリーペローフィルタの両面での反射回数を増やし、さらにコヒーレント長を向上させることができる。図9(a)に示すように、ファブリーペローフィルタ901の、円盤201と接しない方の面(903)が曲率をもつ。適切な曲率の面にすることで、ファブリーペローフィルタ901の、円盤201と接する面(902)と、接しない方の面(903)とで共振し横ずれしない構成となる。図9(b)では、図9(a)の右上の図のA方向からみた図である。図9(b)において、dが円盤201の回転方向である。図9(b)に示すように楔形状をしている。この楔の大きさは平行面から約1/1000の傾きであるため、この方向への横ずれは小さく、両面での反射回数は6000回以上である。本実施例に係る光源装置は、コヒーレント長が大きいため、本実施例に係る光源装置を用いたOCT装置において、観察対象の物体のより深い位置まで高画質なOCT画像を得ることができる。
(Example 5)
A fifth embodiment, which is a modification of the fourth embodiment, will be described with reference to FIGS. The light source device according to the fifth embodiment differs from the
(比較例)
ここでは、特許文献1特許文献1の図10に示された可変レーザーについて説明する。図10に示された可変レーザーにおけるファブリーペローキャビティ410を構成する2つの反射器は、自由スペクトル領域(Free Spectral Range、以下、FSRと略す)を45乃至80nmに設定すると、15μm乃至25μmであることが開示されており、100KHz以上の波長掃引速度を実現できるとしている。ここで、FSRは周波数間隔として一般に以下の式(7)で表され、式(7)式を、波長間隔に変換したものが、式(8)である。cは光の速度,lは共振器を構成する2つの反射器の間隔長、nはこの2つの共振器の間における屈折率である。
(Comparative example)
Here, the variable laser shown in FIG. 10 of Patent Document 1 will be described. The two reflectors constituting the Fabry-Perot cavity 410 in the tunable laser shown in FIG. 10 are 15 μm to 25 μm when the free spectral range (hereinafter referred to as FSR) is set to 45 to 80 nm. Is disclosed, and a wavelength sweep speed of 100 KHz or more can be realized. Here, FSR is generally expressed as a frequency interval by the following equation (7), and equation (8) is obtained by converting equation (7) into a wavelength interval. c is the speed of light, l is the distance between two reflectors constituting the resonator, and n is the refractive index between the two resonators.
しかし、挿引波長の中心波長を840nm、FSRを80nmとすると、共振器を構成する2つの反射器の間隔は4.4μmと狭いことがわかっている。この狭い間隔では200KHz以上の高速な掃引をすることは困難であると考えられる。 However, when the center wavelength of the insertion wavelength is 840 nm and the FSR is 80 nm, it is known that the interval between the two reflectors constituting the resonator is as small as 4.4 μm. It is considered that it is difficult to perform a high-speed sweep of 200 KHz or more at this narrow interval.
101 波長幅を有する光を発する部材
102 反射器
103 反射器
104 波長選択素子
101 A member that emits light having a
Claims (8)
前記部材から発せられた光を増幅する共振器と、
前記共振器内の光路の一部を含んで存在する波長選択素子とを有し、
前記波長選択素子は、回転することによって、前記光路の光学的光路長を変化させることを特徴とする光源装置。 A member that emits light having a wavelength width;
A resonator that amplifies the light emitted from the member;
A wavelength selection element that includes a part of the optical path in the resonator,
The light source device according to claim 1, wherein the wavelength selection element rotates to change an optical optical path length of the optical path.
前記光源装置から出た光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記干渉光を受光する光検出部と、
前記干渉光の強度の時間波形に基づいて、前記物体の情報を取得する情報取得部とを有する光干渉断層撮像装置において、
前記光源装置が請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光源装置であることを特徴とする光干渉断層撮像装置。 A light source device that changes the wavelength of light;
An interference optical system that divides light emitted from the light source device into irradiation light and reference light for irradiating the object, and generates reflected light of the light irradiated on the object and interference light by the reference light;
A light detector that receives the interference light;
In an optical coherence tomography apparatus having an information acquisition unit that acquires information on the object based on a time waveform of the intensity of the interference light,
An optical coherence tomographic imaging apparatus, wherein the light source apparatus is the light source apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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