JP2013504761A - 準実時間光位相共役 - Google Patents
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Abstract
Description
あり得る。共役ビームは、干渉パターンの数値表現を生成して記録するのに必要な時間よりも長い時間、半透明媒体に再度導き得る。
S)センサも同様に用いることができ、このセンサは、読み出しのために、電荷をセンサ外に移動させる必要がない。科学計測用CMOS(sCMOS)センサを用いてもよい。
の共役ビーム116に変調する。再照射ビーム115は、サンプル照射ビーム102からの光を、例えば、鏡118及び119を用いてサンプル照射ビーム102の一部の方向を変えて得られる。シャッタ120又は他の手段を設けて、例えば、センサ106による干渉パターンの記録中に、再照射ビーム115を遮断し得る。
される。シャッタ120は、開いており、このため再照射ビーム115は、空間光変調器114に到達し、共役ビーム116が生成される。共役ビーム116は、サンプル光105の共役であり、また、サンプル光105に整合されていることから、共役ビーム116は、サンプル光105の光線経路を逆方向に戻る光束であると考えてよい。即ち、共役ビーム116の光は、光が散乱されてサンプル光105が生成された媒体103中の場所や特徴部に伝播する。このことは、サンプル光105を整形又は修正するために用いられる追加のレンズや他の光学素子が存在する場合でも、共役ビーム116がさらに追加の光学素子を伝播する限り、当てはまる。そのような素子の影響は、センサ106によって読み出される干渉パターンに存在し、従って、共役ビーム116において補正される。
調器114又は他の構成変更可能な光学装置を構成して、予め算出された特性の共役ビームを生成する。再照射ビーム115は、平面波、ガウスビーム、又は他の適切な光であってよいが、空間光変調器114に供給され、この空間光変調器114は、その波を所望の共役ビーム116に変調する。再照射ビーム115は、サンプル照射ビーム102から導き出し得るが、例えば、鏡111、118及び119を用いて、サンプル照射ビーム102の一部の進路を変更して導き出し得る。シャッタ108は、センサ106から反射された参照光ビーム109を全て阻止するために閉じるのが好ましい。
Claims (34)
- サンプル照射ビームを用いて半透明媒体を照射する工程と、
前記媒体によって散乱された散乱光を電子イメージセンサに導く工程と、
既知の特性を有する参照光ビームを提供する工程と、
前記参照光ビーム及び前記散乱光が前記電子イメージセンサ上に干渉パターンを形成するように、前記参照光ビームを前記電子イメージセンサに導く工程と、
前記干渉パターンの数値表現をデジタル式に記録する工程と、
前記干渉パターンの前記数値表現から前記散乱光の共役である共役ビームの特性を算出する工程と、
前記算出された特性を有する共役ビームを生成する工程と、
該共役ビームを前記半透明媒体に導く工程と、
が含まれる方法。 - 更に、前記サンプル照射ビームからの光を選択的に散乱させるべく、前記半透明媒体における特徴部にタグを付与する工程が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記共役ビームを生成する工程には、更に、
既知の特性を有する再照射ビームが、構成変更可能な光学素子を介して導かれるときに、前記共役ビームを生成するべく、前記構成変更可能な光学素子をプログラミングする工程と、
前記既知の特性を有する再照射ビームを前記構成変更可能な光学素子を介して導く工程と、
が含まれる、請求項1に記載の方法。 - 前記サンプル照射ビーム、前記参照光ビーム、及び前記再照射ビームは、同一の光源から生成される、請求項3に記載の方法。
- 前記再照射ビームは、平面波又はガウスビームである、請求項3に記載の方法。
- 前記構成変更可能な光学素子は、空間光変調器を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記構成変更可能な光学素子には、音響光学偏向器及び電気光学変調器からなる群から選択された少なくとも1つの装置が含まれる、請求項3に記載の方法。
- 前記共役ビームを生成する工程には、更に、
既知の特性を有する再照射ビームが、構成変更可能な光学素子から反射されるときに、前記共役ビームを生成するべく、前記構成変更可能な光学素子をプログラミングする工程と、
前記既知の特性を有する再照射ビームを前記構成変更可能な光学素子から反射させる工程と、
が含まれる、請求項1に記載の方法。 - 前記再照射ビームは、平面波又はガウスビームである、請求項8に記載の方法。
- 前記構成変更可能な光学素子には、空間光変調器が含まれる、請求項8に記載の方法。
- 前記構成変更可能な光学素子には、音響光学偏向器及び電気光学変調器からなる群から選択された少なくとも1つの装置が含まれる、請求項8に記載の方法。
- 前記共役ビームの出力は、前記散乱光の出力より大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記共役ビームは、前記干渉パターンの前記数値表現を生成してデジタル式に記録するのに必要な時間よりも長い時間、前記半透明媒体に導かれる、請求項1に記載の方法。
- 更に、前記共役ビームが前記半透明媒体に導かれるときに、前記サンプル照射ビーム及び前記参照光ビームを消す工程が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記媒体によって散乱された散乱光は、前記サンプル照射ビームとほぼ同一の方向に伝播する光を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記媒体によって散乱された散乱光には、前記媒体から反射された光が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記算出された特性を有する前記共役ビームを生成する工程には、単一の光変調装置を用いて前記共役ビームを生成する工程が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記算出された特性を有する前記共役ビームを生成する工程には、2つの同期した変調装置を用いて前記共役ビームを生成する工程が含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記半透明媒体は、生物組織であり、前記方法には、更に、
前記生物組織内における特定の構造体にタグを付与する工程であって、該タグの付与された構造体が、タグの付与されていない周辺の組織によって散乱される光より多くの光を選択的に散乱させ、その結果、前記共役ビームによって、前記タグを付与されていない周辺の組織よりも強く照らされるようにタグを付与する前記工程が含まれる、請求項1に記載の方法。 - 特定の構造体にタグを付与する工程には、癌細胞にタグを付与する工程が含まれる、請求項19に記載の方法。
- 更に、前記共役ビームを介して、前記癌細胞に対して有害な光照射量で、前記タグを付与された癌細胞を照射する工程が含まれる、請求項20に記載の方法。
- 光学系であって、
半透明媒体に導かれるサンプル照射ビームを生成する光源と、
前記半透明媒体から散乱された散乱光が導かれる電子イメージセンサと、
既知の特性を有する参照光ビームであって、前記散乱光と前記参照光ビームとの干渉によって、前記電子イメージセンサに干渉パターンが形成されるように、前記電子イメージセンサに同様に導かれる前記参照光ビームと、
前記干渉パターンのデジタル表現を前記電子イメージセンサから記録し、前記散乱光の共役である共役ビームの特性を前記デジタル表現から算出するように、プログラムされた処理ユニットと、
前記処理ユニットの制御下で前記共役ビームを生成するように構成された光学装置と、が含まれる光学系。 - 前記電子イメージセンサには、電荷結合素子(CCD)センサ又は相補形金属酸化膜半導体(CMOS)センサが含まれる、請求項22に記載の光学系。
- 前記共役ビームの前記算出された特性には、振幅情報及び位相情報が含まれる、請求項22に記載の光学系。
- 前記半透明媒体に再度導かれた前記共役ビームの出力は、前記散乱光の出力より大きい、請求項22に記載の光学系。
- 前記共役ビームは、前記干渉パターンの前記数値表現を生成して記録するのに必要な時間よりも長い時間、前記半透明媒体に再度導かれる、請求項22に記載の光学系。
- 前記媒体によって散乱された散乱光には、前記サンプル照射ビームとほぼ同一の方向に伝播する光が含まれる、請求項22に記載の光学系。
- 前記媒体によって散乱された散乱光には、前記媒体から反射された光が含まれる、請求項22に記載の光学系。
- 前記光学装置には、空間光変調器が含まれ、前記処理ユニットは、更に、既知の特性を有する再照射ビームが前記空間光変調器に入射するときに、前記空間光変調器を構成して前記共役ビームを生成するようにプログラムされる、請求項22に記載の光学系。
- 前記空間光変調器は、透過時に動作する、請求項29に記載の光学系。
- 前記空間光変調器は、反射時に動作する、請求項29に記載の光学系。
- 前記空間光変調器は、光の振幅及び位相の双方を変調する単一の装置である、請求項29に記載の光学系。
- 前記空間光変調器には、2つの同期した変調装置が含まれる、請求項29に記載の光学系。
- 前記光学装置には、音響光学偏向器及び電気光学変調器からなる群から選択された少なくとも1つの装置が含まれる、請求項22に記載の光学系。
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