JP2016524320A - 広帯域スーパーコンティニューム光放出デバイス及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
−非線形光ファイバ;
−ポンピングシステム;
−キャビティ;並びに
−非線形光ファイバの出力端部によって上記スーパーコンティニューム光を生成及び放出するために、上記ポンピングシステムが提供するポンピングを用いてレーザ光のパルスを生成して上記非線形光ファイバに向けて放出し、上記非線形光ファイバの非線形効果を励起するよう構成及び配設された、上記キャビティ内に配置された活性媒体。
−蛍光寿命イメージング顕微鏡:共焦点顕微鏡を用いた撮像技術。スーパーコンティニューム源により、単一のレーザ源を用いて、各場合に最適なレベルとなるように励起帯域を選択及び調整できる。
−光干渉断層撮影:生体組織等の光拡散媒体内の3D画像を提供する信号取得及び処理技術。スーパーコンティニューム源は、超高分解能と超高感受性とを同時に提供する。
−分子イメージング:生体内の分子過程を監視するための撮像技術。スーパーコンティニューム源により、この技術に適切な帯域である650〜900nmの帯域を包含できる単一の光源に必要な波長の全体域を提供する。
−光ファイバ及び光ファイバ構成部品の特性決定。
−材料の特性決定:スーパーコンティニューム源は、光ファイバに連結された、超広帯域の容易に集束させることができるガウスビームを提供し、これにより、複数の光ファイバ設備又は異なるワークテーブル上に配置された設備を容易に適合させることができる。
−部品及び材料の分類:スーパーコンティニューム源は、可視光及び赤外線光を同時に提供し、これにより部品及び材料の分類、有機材料と無機材料、果物と野菜、プラスチックと木材等の区分を行うロボットの効率を改善できる。
−検査設備:ひび割れ及び欠陥の検出のため、並びに品質管理のための、白色光干渉法。
−ナノフォトニクス:スーパーコンティニューム源は、良好な集束が可能であり、かつ高い強度を提供できるため、ナノ粒子、光学的ナノキャビティ及びナノ構造化デバイスを個別に検出及び特性決定するために必要な強度を提供する。
−分光学:スーパーコンティニューム源は、様々なレベルの強度の改善をもたらし、光源の点光源的性質を保持できるため、全ての分光技術はスーパーコンティニューム源の利点から利益を得ることができる。
本発明により、これまで使用されてきた解決法よりも低いコストで源を実装できる。診断及び撮像技術の改善、並びに極めて低い濃度の分子の検出、並びにこれに従って分子イメージングによる安全で進歩した疾患の検出及び手術ナビゲーションを可能とする分光技術の改善から利益を得ることになる医療分野での応用により、本発明が提案するデバイスは、生活の質及び持続可能性の改善に影響を与える。太陽光発電プラントは、可搬性かつ低コストの機器を用いて光学的表面の正確な特性決定を行う必要があり、また広帯域において光学的環境条件の特性決定を行う必要がある。フォトニックデバイスの特性決定における改善は、光通信にも寄与することになる。基礎研究は、例えばナノ粒子の特性決定のためのいずれの光学分光技術のもとで作業を行う研究グループにとって極めて利用しやすい設備を提供することに関して本発明のデバイスから得られる結果から幅広い利益を得ることになり、これをガン及びその他の疾患の治療に応用できる。
−例えば5Wかつ980nmのポンピングダイオードDを含む、ポンピングシステム;
−活性ファイバ部分Fmで形成された活性媒体であって、上記活性ファイバ部分Fmは、そのコアがYbでドープされ、またポンピングダイオードDによってポンピングを行うためにポンピングダイオードDに接続された1つの入力端部によってクラッド部にポンピングされている、活性媒体;
−微小構造化ファイバ等の非線形光ファイバF;
−活性ファイバ部分Fmの出力端部を非線形光ファイバFの入力端部と相互接続させる、適合用ファイバセクションFa(例えばSM980);
−非線形光ファイバFの出力端部に配設された、低反射率要素R2;
−極めて高い反射率を有するブラッグ格子等の高反射率要素R1が配設された活性ファイバ部分Fmの入力端部と、活性ファイバFmが最大自然放出を有する波長(例えば1030nm)上にセンタリングされたバンドエリミネーションフィルタとして機能する長周期格子Nとに接続された、追加の光ファイバ部分Fnであって、上記追加の光ファイバ部分Fnの自由端部Tは、放出が不安定化されず、かつ必要なパルスカオス性のレジメンが損なわれないよう、ファイバFnの端部で光が反射しないことを保証するために、垂直でない角度で終端している、追加の光ファイバ部分Fn
を備える。
● スプライス
× 不規則な切断による端部
/ APCコネクタ
// UAPCコネクタ
−パルス間の空間は一定ではなく、およそ12〜28μsの範囲内でランダムに変化する;
−連続波成分は観察されない;
−使用されるポンピング条件において、パルスを有さない一時的な範囲は観察されない;
−パルスの形状はランダムに変化し、パルス幅はおよそ30〜40nsの範囲内である。
Claims (22)
- 広帯域スーパーコンティニューム光放出デバイスであって:
−非線形光ファイバ(F);
−ポンピングシステム;
−キャビティ;並びに
−前記非線形光ファイバ(F)の出力端部によって前記スーパーコンティニューム光を生成及び放出するために、前記ポンピングシステムが提供するポンピングを用いてレーザ光のパルスを生成して前記非線形光ファイバ(F)に向けて放出し、前記非線形光ファイバ(F)の非線形効果を励起するよう構成及び配設された、前記キャビティ内に配置された活性媒体
を少なくとも備える、広帯域スーパーコンティニューム光放出デバイスにおいて、
前記デバイスは、前記キャビティ及び前記活性媒体が、前記活性媒体が生成及び放出する前記レーザ光のパルスが光のカオス性パルスとなり、前記カオス性パルスが前記非線形光ファイバ(F)の前記非線形効果を励起して、前記非線形光ファイバ(F)に前記スーパーコンティニューム光を、長時間に亘ってランダムに分散されるパルスの形態で生成及び放出させるよう構成されることを特徴とする、広帯域スーパーコンティニューム光放出デバイス。 - 前記非線形光ファイバ(F)の前記出力端部に又は前記出力端部の近傍に配設された、少なくとも1つの低反射率要素(R2)を備えることを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。
- 前記低反射率は−10dB〜−70dBの値を有することを特徴とする、請求項2に記載のデバイス。
- 前記低反射率は−30dB〜−50dBの値を有することを特徴とする、請求項3に記載のデバイス。
- 前記低反射率要素(R2)は、垂直でない角度に切断された前記非線形光ファイバ(F)の非コリメータ端部であることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記低反射率要素(R2)は、前記非線形光ファイバ(F)の前記出力端部の部分的に反射性のコリメータ端部であることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記コリメータ端部は、微小球体形状に溶融された端部、前記非線形光ファイバ(F)の前記出力端部上に組み付けられた反射防止性コーティングを有するコリメータレンズ、又は前記非線形光ファイバ(F)の、垂直でない角度に切断された前記出力端部に接続された外部コリメータであることを特徴とする、請求項6に記載のデバイス。
- 前記非線形光ファイバ(F)は非線形微細構造化ファイバであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記非線形光ファイバ(F)は、前記キャビティ内に配設されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記活性媒体は、前記非線形光ファイバ(F)の入力端部に接続された出力端部を有する活性ファイバ部分(Fm)を備えること、及び
前記ポンピングシステムは、前記活性ファイバ部分(Fm)の入力端部に配設された、内側に光を放出するためのポンピングダイオード(D)を備えること
を特徴とする、請求項9に記載のデバイス。 - 前記活性ファイバ(Fm)は、Yb、Er、Nd、Tm、Hoを含む群の元素のうちの少なくとも1つ、又は前記元素の組み合わせでドープされたコアを有することを特徴とする、請求項10に記載のデバイス。
- 前記活性ファイバ部分(Fm)の前記出力端部を前記非線形光ファイバ(F)の前記入力端部と相互接続させる、適合用ファイバセクション(Fa)を備えることを特徴とする、請求項10又は11に記載のデバイス。
- 前記ポンピングダイオード(D)が供給する光の挿入点の前又は後において、前記活性ファイバ部分(Fm)の前記入力端部の前に配設された、少なくとも1つの高反射率要素(R1)を備えることを特徴とする、請求項10、11又は12に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、前記少なくとも1つの高反射率要素(R1)が配設された前記活性ファイバ部分(Fm)の前記入力端部と、前記活性ファイバ(Fm)が最大自然放出を有する波長上にセンタリングされたバンドパスフィルタとして機能する長周期格子(N)とに接続された、追加の光ファイバ部分(Fn)を備え、
前記追加の光ファイバ部分(Fn)の自由端部(T)は垂直でない角度で終端している
ことを特徴とする、請求項13に記載のデバイス。 - ナノ秒レベルのパルス幅と、毎秒1000パルスレベルの平均放出速度とを有する光のパルスを放出するよう構成されることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記デバイスの全ての構成部品はファイバで作製され、融着によって接続されることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載のデバイス。
- 発光ダイオードタイプの広帯域光放出源としての、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
- ハロゲンランプとしての、請求項17に記載のデバイスの使用。
- 蛍光寿命イメージング顕微鏡、光干渉断層撮影又は分子イメージングにおける生物医学的撮像用途のための、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
- 光ファイバ、材料又は光ファイバ構成部品の特性決定における測定機器としての用途のための、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
- 部品及び材料の分類、検査設備、ひび割れ及び欠陥の検出のため並びに品質管理のための白色光干渉法における工業設備としての用途のための、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
- ナノフォトニクス又は分光学における用途のための、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイスの使用。
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