JP2021167979A - 広帯域光源のスペクトルチューニングシステム及び方法 - Google Patents

広帯域光源のスペクトルチューニングシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】広帯域光源のスペクトルチューニングを効果的に行う。
【解決手段】照明ビーム１０４を受光し、その分散が調整可能であり、第１の光路で照明ビームにスペクトル分散を導入するように構成されたチューナブル分散素子１０６と、焦平面における照明ビームのスペクトルの空間分散はチューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能である光学素子１１４と、焦平面における照明ビームのスペクトルの空間分散に基づいて照明ビームのスペクトルをフィルタリングしてフィルタリングされたスペクトルを有するフィルタリングされた照明ビームを形成する空間フィルタリング素子１１６と、を含み、空間フィルタリング素子１１６の少なくとも一部分が反射性であり、フィルタリングされた照明ビームは反射光路に沿って光学素子とチューナブル分散素子を通って反射され、光学素子はさらに空間フィルタリング素子からのフィルタリングされた照明ビームを集光する。
【選択図】図１

Description

本件開示は総じて広帯域光源に関し、より具体的には広帯域光源のスペクトル制御に関する。
（関連出願への相互参照）
本願は「広帯域コヒーレント光源のスペクトルチューニング」(SPECTRAL TUNING OF BROADBAND COHERENT LIGHT SOURCES)と題しＡｎｄｒｅｗ Ｖ． Ｈｉｌｌ、Ａｍｎｏｎ Ｍａｎａｓｓｅｎ及びＯｈａｄ Ｂａｃｈａｒを発明者とする２０１６年３月２８日付米国仮特許出願第６２／３１４３６４号に基づき米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による利益を主張する出願であるので、当該米国仮特許出願の全容をこの参照を以て本願に繰り入れるものとする。
本願は「広帯域光源のスペクトルチューニングシステム及び方法」(SYSTEM AND METHOD FOR SPECTRAL TUNING OF BROADBAND LIGHT SOURCES)と題しＡｎｄｒｅｗ Ｖ． Ｈｉｌｌ、Ａｍｎｏｎ Ｍａｎａｓｓｅｎ及びＯｈａｄ Ｂａｃｈａｒを発明者とする２０１６年７月２１日付米国仮特許出願第６２／３６５１２９号に基づき米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による利益を主張する出願であるので、当該米国仮特許出願の全容をこの参照を以て本願に繰り入れるものとする。
光学計量システム用照明源には、通常、正確な計量データを得るため厳しい動作条件及びタイトな公差が課されている。用途によっては、その中心波長及び帯域幅に継続的維持性がある照明を提供するよう望まれることがある。例えばスキャタロメトリ（散乱計測）オーバレイ（重ね合わせ）計量システムでは、オーバレイターゲットの小さなばらつきを基にして、照明波長の違いによりオーバレイ計測の感度が大きく異なることとなりうる。従って、連続波長域に亘る照明ビーム中心波長の精密制御は、広い条件範囲に亘る正確な計測に役立ちうる。更に、高輝度で照明を行いタイトな集束及び高い集束強度を実現することが望ましかろう。従って、照明ビーム帯域幅の独立制御が、照明ビーム輝度に対する制御に役立ちうる。
米国特許出願公開第２００９／０２６２３６６号明細書
しかしながら、通常のチューナブル（可変）光源では、一通り又は複数通りの照明波長での輝度低下、透過照明波長・フィルタリング済照明波長間急峻度不足、照明の中心波長及び帯域幅の独立修正不能性、強度雑音、スペクトル不安定性等といった問題が生じうる。従って、欠陥例えば上掲のそれを治癒するシステム及び方法を提供することが望ましかろう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタが開示される。ある例証的実施形態に係るフィルタは第１チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子の分散が可調とされる。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子により照明ビームにスペクトル分散が導入される。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを焦平面に合焦させる第１光学素子を有する。ある例証的実施形態では、その焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能とされる。また、ある例証的実施形態に係るシステムは、その焦平面に所在する空間フィルタリング素子を有する。ある例証的実施形態では、その空間フィルタリング素子により、焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布に基づき、その照明ビームのスペクトラムがフィルタリングされる。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、そのスペクトラムがフィルタリングされた照明ビームを空間フィルタリング素子から集光する第２光学素子を有する。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第２光学素子から照明ビームを受光する第２チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子の分散が第１チューナブル分散素子の分散に対応付けされうる。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子により、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散が照明ビームから除去される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に係るチューナブル分光フィルタが開示される。ある例証的実施形態に係るフィルタは第１チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子の分散が可調とされる。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子により照明ビームにスペクトル分散が導入される。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを第１焦平面に合焦させる第１光学素子を有する。ある例証的実施形態では、その第１焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能とされる。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第１焦平面に所在する第１フィルタリングセグメントを有する。ある例証的実施形態では、その第１フィルタリングセグメントにより、第１焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布に基づき、その照明ビームのスペクトラムがフィルタリングされる。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第１フィルタリングセグメントから照明ビームを集光する第２光学素子を有する。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第２光学素子から照明ビームを受光しその照明ビームの軌道を可調修正するよう構成されたビームステアリング素子を有する。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、ビームステアリング素子から照明ビームを受光しその照明ビームを第２焦平面に合焦させる第３光学素子を有する。ある例証的実施形態では、その第２焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布が、そのビームステアリング素子を調整することで制御可能とされる。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第１焦平面に所在する第２フィルタリングセグメントを有する。ある例証的実施形態では、その第２フィルタリングセグメントにより、第２焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布に基づき、その照明ビームのスペクトラムがフィルタリングされる。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第２フィルタリングセグメントから照明ビームを集光するよう構成された第４光学素子を有する。また、ある例証的実施形態に係るフィルタは、第４光学素子から照明ビームを受光する第２チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子の分散が第１チューナブル分散素子の分散に対応付けされうる。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子により、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散が照明ビームから除去される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に係るチューナブル広帯域照明源が開示される。ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、照明ビームを生成するよう構成された照明源を有する。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、照明ビームを受光するチューナブル分光フィルタを有する。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は第１チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子の分散が可調とされる。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子により、照明ビームにスペクトル分散が導入される。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを焦平面に合焦させる第１光学素子を有する。ある例証的実施形態では、その焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能とされる。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、焦平面に所在する空間フィルタリング素子を有する。ある例証的実施形態では、その空間フィルタリング素子により、その焦平面における照明ビームスペクトラムの空間分布に基づき、その照明ビームのスペクトラムがフィルタリングされる。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、そのスペクトラムがフィルタリングされた照明ビームを空間フィルタリング素子から集光する第２光学素子を有する。また、ある例証的実施形態に係る広帯域照明源は、第２光学素子から照明ビームを受光する第２チューナブル分散素子を有する。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子の分散が第１チューナブル分散素子の分散に対応付けされうる。ある例証的実施形態では、その第２チューナブル分散素子により、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散が照明ビームから除去される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に係る広帯域照明源チューニング方法が開示される。ある例証的実施形態に係る方法は、第１チューナブル分散素子で以て照明ビームにスペクトル分散を導入するステップを有する。ある例証的実施形態では、その第１チューナブル分散素子の分散が可調とされる。また、ある例証的実施形態に係る方法は、照明ビームを焦平面に合焦させるステップを有する。ある例証的実施形態では、その焦平面における照明ビームスペクトラムの分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能とされる。また、ある例証的実施形態に係る方法は、焦平面にて照明ビームのスペクトラムを空間フィルタリングするステップを有する。また、ある例証的実施形態に係る方法は、第１チューナブル分散素子の分散に対応するようその分散が設計されている第２チューナブル分散素子で以てその照明ビームのスペクトル分散を除去するステップを有する。
ご理解頂けるように、上掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、特許請求の範囲記載の発明を必ずしも限定するものではない。添付図面は、明細書に組み込まれ明細書の一部を構成するものであり、本発明の諸実施形態を描出しており、また概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する働きを有している。
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば、以下の如き添付図面を参照することで、本件開示の多数の長所をより良好に理解できよう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタを描いた概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いローパスフィルタとして構成されたフィルタリング素子の上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いハイパスフィルタとして構成されたフィルタリング素子の上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いノッチフィルタとして構成されたフィルタリング素子の上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いバンドパスフィルタとして構成されたフィルタリング素子の上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタのうち第１指定波長を通過させる部分の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタのうち第２指定波長を通過させる部分の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタのうち第３指定波長を通過させる部分の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、ローパスフィルタを構成する第１フィルタリング段とハイパスフィルタを構成する第２フィルタリング段とを有するチューナブル分光フィルタの概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域照明源チューニング方法で実行される諸ステップを描いたフロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタを有するチューナブル照明源を描いたブロック図である。
以下、添付図面に描かれている被開示主題を詳細に参照することにする。本件開示を、ある種の実施形態及びそれらの具体的特徴との関連で具体的に図示及び記述してある。本願中で説明された実施形態は限定ではなく例証として把握されるべきである。いわゆる当業者なら直ちに察せられるように、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく形態及び細部に様々な変形及び修正を施すことができる。
図１〜図６全体を通じ、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、広帯域照明源のスペクトルコンテンツをチューニングするシステム及び方法が開示されている。広帯域照明源には、例えば、これに限られるものではないが超連続体（超広帯域）レーザ等の空間コヒーレント照明源が含まれうる。本件開示の諸実施形態が指向しているのはチューナブル分光フィルタ、特に照明ビームスペクトラムのうち通過波長の分布を迅速に調整しうるものである。幾つかの実施形態に係るチューナブル分光フィルタは、スペクトル分散を照明ビームに導入するチューナブル分散素子を有する。チューナブル分散素子には、例えば、結晶内を伝搬する音波により生成された回折格子によりそのピッチ及び変調度を迅速にチューニング可能な音響光学偏向器（デフレクタ）が含まれうる。他の諸実施形態が指向しているのは、スペクトル分散された照明ビームを空間フィルタへと集束させる光学素子を有するチューナブルフィルタ、特にその空間フィルタが同空間フィルタ上における照明ビームスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムをフィルタリングするものである。更に他の諸実施形態が指向しているのは、そのフィルタリング済照明ビームを別のチューナブル分散素子へと差し向ける付加的な光学素子を有するチューナブル分光フィルタ、特に第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散をそれにより除去するものである。例えば、第２チューナブル分散素子の分散を動的に調整し、第１チューナブル分散素子の分散に対応付ければよい。このようにすることで、照明ビームのスペクトル成分同士を再結合させ、高輝度の単一ビームにすることができる。本件開示の更なる諸実施形態が指向しているのは、チューナブル分光フィルタを有するチューナブル広帯域照明源である。
ここでご認識頂けるように、集束照明ビームの強度は、その照明源の輝度（例．ビーム直径とビーム発散度との積の平方値に対する照明ビームパワーの比）に、少なくとも部分的に依存する。更に、照明ビームの空間コヒーレンス度は、その照明ビームを密集束させうる度合に影響する。従って、広スペクトラム且つ低発散な空間的コヒーレント照明ビームがチューナブル照明源にとりわけ相応しかろう。例えば、密集束に適した高輝度な広域連続照明スペクトラムを超連続体レーザにより発生させればよい。この場合、チューナブル照明源は、空間コヒーレント照明源（例．超連続体レーザ光源等）と、その照明源のスペクトラムのうちの所望部分を選択するチューナブル分光フィルタとを、有するものとすればよい。
やはりご認識頂けるように、空間コヒーレント光をはじめ広帯域光を分散（例．回折）させるのには音響光学偏向器が最適であろう。音響光学偏向器の一例は、トランスデューサをＲＦ周波数にて駆動することで結晶内に誘起させた回折格子である。この場合、音響光学偏向器上に入射した広帯域照明を、一通り又は複数通りの回折次数で以て回折させることができる。例えば音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）はこの原理を利用するものであり、入射ビームから一部の光を選択し特定角度で回折させることができる。この場合、その音響光学偏向器の駆動周波数、ひいては生成される回折格子のピッチを調整することで、ＡＯＴＦ出射光の波長を選択することができる。
しかしながら、ＡＯＴＦには幾つかの欠点があり、用途によっては不適とされることがありうる。例えば、ＡＯＴＦでは、選択されたビームの帯域幅制御が制約されること、並びに帯域幅を修正する試み（例．駆動信号強度に基づく格子の変調度の調整等）により出射ビームに強度雑音が入り込むことがあり、これらが用途によっては性能の劣化となることがある。加えて出射ビームがスペクトル分散されうる。例えば、入射ビームの各波長が別々の角度で回折されうる。従って、出射ビームが入射ビームのそれより大きな発散角を呈し、それにより輝度が低下することがある。更に、その出射ビームに空間チャープが現れ、出射ビームスペクトラムがビームプロファイル横断的に空間分散されることがある。
本件開示の諸実施形態が指向しているのは、照明ビームにスペクトル分散を導入する第１チューナブル分散素子（例．音響光学偏向器等）と、その照明ビームのスペクトラムを修正する空間フィルタと、第１チューナブル分散素子により導入された分散を除去する第２チューナブル分散素子と、を有するチューナブルフィルタである。例えば、空間フィルタが、照明ビームのスペクトラムのうち一部分を選択するアパーチャを有していてもよい。この場合、第１チューナブル分散素子の分散（例．音響光学偏向器の駆動周波数等）に基づき出射ビームの中心波長を選択すること、並びにそのアパーチャの幅に基づき出射ビームの帯域幅を独立に選択することができる。加えて、フィルタリング済照明ビームに係る分散を第２チューナブル分散素子により除去し、出射ビームを、入射ビームのそれと同じ発散を呈するものにすること及び空間チャープのないものにすることができる。
一般に、分光フィルタとは、照明（例．電磁輻射等）のうちの指定波長を選択的に通過（例．透過又は反射）させうるもののことである。例えば、分光フィルタにより照明のスペクトルパワー（例．単位波長当たりパワー）を選択的に修正することができる。更に、分光フィルタでは通常は照明のスペクトルパワーが低減されるだけである。従って、分光フィルタのスペクトル透過率により照明の透過率（例．０％〜１００％、０〜１等）を波長の関数として記述することができる。注記すべきことに、照明のうち透過及び／又は反射を通じそのフィルタを通過する分のことを、透過率と呼ぶことができる。
更に、チューナブル分光フィルタのスペクトル透過率を可調とすることができる。この場合、チューナブル分光フィルタにより照明源のスペクトルコンテンツを動的に修正することができる。例えば、チューナブルバンドパスフィルタとして動作するチューナブル分光フィルタにより、これに限られるものではないが、通過照明の中心波長、ローパス遮断波長、ハイパス遮断波長、通過波長・濾波波長間遷移の鋭さ等を動的に修正することができる。また例えば、チューナブル分光フィルタにより一通り又は複数通りの指定照明波長のスペクトルパワーを動的に修正して（例．当該一通り又は複数通りの指定波長に関しそのフィルタのスペクトル透過率を修正する等して）、そのスペクトルプロファイルが適合的な照明源を実現することができる。
計量システム用照明源との関連でいえば、チューナブル分光フィルタにより、フィルタリング済照明のスペクトルコンテンツ（例．照明の帯域幅、通過域の中心波長等）を制御しサンプル（例．半導体ウェハ等）に差し向けることができる。この場合、計量システムを、広帯域照明源と、その照明源のスペクトラムを選択的にフィルタリングするチューナブル分光フィルタとを有し、所望のスペクトル特性を有する照明をサンプルに供給するものとすることができる。更に、チューナブル分光フィルタにより、これは必須ではないが、フィルタリング済照明のスペクトルコンテンツの迅速修正、フィルタリング済照明スペクトラムの安定化、通過照明に係る所望スペクトル域内スペクトルパワー損失の最小化、阻止照明に係る所望外スペクトル域内スペクトルパワー減衰の最大化、照明の通過波長・阻止波長間遷移の先鋭化、スペクトル分解能の高度チューニング性（例．狭い波長域のスペクトルパワーを選択的に修正する能力等）、及び／又は、フィルタリング済照明の位相分布擾乱の最小化を、実現することができる。２００９年１０月２２日付で発行された特許文献１に角度分解スキャタロメータ（散乱計）が概述されているので、この参照を以てその全容を本願に繰り入れることにする。
加えて、注記すべきことに、チューナブル分光フィルタは広範な用途で利用されうる。従って、本件開示の神髄及び技術的範囲はあらゆる用途のチューナブル分光フィルタに敷衍されうる。
図１は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１を有するチューナブル広帯域照明源１００の概念図である。一実施形態に係るチューナブル広帯域照明源１００は、複数波長を含むスペクトルコンテンツを有する照明ビーム１０４を生成するよう構成された照明源１０２と、その照明ビーム１０４にスペクトル分散を導入する第１チューナブル分散素子１０６と、焦平面におけるスペクトラム分布に基づきその照明ビームをフィルタリングする空間フィルタリング素子１０８と、第１チューナブル分散素子１０６により導入された分散を照明ビーム１０４から除去する第２チューナブル分散素子１１０とを有している。例えば、第１チューナブル分散素子１０６により照明ビーム１０４をスペクトル分散させること、ひいてはその照明ビーム１０４のスペクトラムをビームプロファイル横断的に空間分布させることができる。空間フィルタリング素子１０８により、その照明ビームのスペクトラムの諸部分を選択的に通過させ又は阻止することができる。この場合、チューナブル分光フィルタ１０１のスペクトル透過率を、その空間フィルタリング素子１０８の空間透過率に関連付けることができる。更に、第１チューナブル分散素子１０６により導入されたスペクトル分散を第２チューナブル分散素子１１０により除去すること、ひいてはその照明ビーム１０４のスペクトラムをビームプロファイル横断的な空間分布がもはやないものにすることができる。例えば、その第２チューナブル分散素子１１０の分散を動的に調整して第１チューナブル分散素子１０６の分散に対応付けることで、第１チューナブル分散素子１０６により導入された分散が除去されるようにすることができる。従って、チューナブル分光フィルタ１０１により、他のビーム特性（例．発散角等）の修正無しで照明ビーム１０４のスペクトルコンテンツをフィルタリングすることができる。
チューナブル分光フィルタ１０１のスペクトル透過率は様々な方法でチューニングすることができる。一例としては、第１チューナブル分散素子１０６の分散を調整することにより、空間フィルタリング素子１０８上における照明ビーム１０４のスペクトラムの空間分布を修正することで、その照明ビーム１０４のスペクトラムのうちどの波長を通過させるかを制御することができる。別例としては、空間フィルタリング素子１０８の空間透過率（例．１個又は複数個のエッジの位置等）を調整することで、照明ビーム１０４のスペクトラムのうちチューナブル分光フィルタ１０１を通過する諸部分を修正することができる。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は、第１チューナブル分散素子１０６、第２チューナブル分散素子１１０及び空間フィルタリング素子１０８のうち少なくとも１個に可通信結合されたコントローラ１１２を有している。この場合、コントローラ１１２により１個又は複数個の信号を１個又は複数個の部材に供給することで、フィルタリング済照明ビーム１０４のスペクトルコンテンツをチューニングすることができる。例えば、コントローラ１１２により１個又は複数個の信号を供給して第１チューナブル分散素子１０６及び／又は第２チューナブル分散素子１１０の分散特性を修正することで、空間フィルタリング素子１０８上における照明ビーム１０４のスペクトラム分布を修正することができる。また例えば、コントローラ１１２により空間フィルタリング素子１０８の空間透過率分布を調整することで、フィルタリング済（例．通過）照明ビーム１０４のスペクトル分布を制御することができる。
照明源１０２は、複数の照明波長を有する照明ビーム１０４を提供するのに適し本件技術分野で既知な、いずれの種類の照明源であってもよい。照明源１０２の例としては、これに限られるものではないが白色光源（例．可視波長を含むスペクトラムを有する広帯域光源）、レーザ光源、アークランプ、無電極ランプ、レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源等がある。一実施形態における照明源１０２はその空間コヒーレンシが高い広帯域光源である。例えば、その照明源１０２を、超連続体レーザ（例．白色光レーザ）を有するものとすることができる。また例えば、その照明源１０２を、その空間コヒーレンシが比較的低い広帯域光源に空間フィルタを結合させたものにし、それによりその空間コヒーレンシが高い照明ビーム１０４を提供するようにしてもよい。更に、照明ビーム１０４のスペクトルコンテンツには、これに限られるものではないが、紫外（ＵＶ）輻射、可視輻射、赤外（ＩＲ）輻射等、どのような波長域の光が含まれていてもよい。
また、一実施形態によれば、チューナブル分光フィルタ１０１の第１チューナブル分散素子１０６により照明ビーム１０４に空間分散を導入することができる。この場合、第１チューナブル分散素子１０６から出射される照明ビーム１０４に空間チャープを発現させることで、その照明ビーム１０４のスペクトラムをビームプロファイル横断的に分布させることができる。例えば、第１チューナブル分散素子１０６により照明ビーム１０４に角度分散を導入することで、その第１チューナブル分散素子１０６からの照明ビーム１０４の出射角がスペクトルコンテンツ（例．波長）により変わるようにすることができる。一例として図１に示すように、三通りの個別波長を含む照明ビーム１０４を第１チューナブル分散素子１０６上に入射させることで、その照明ビーム１０４を分散させ個別のサブビーム（例．λ１，λ２，λ３）にすることができる。とはいえ、注記すべきことに、図１中に描写され上述された個別波長に係るサブビームの図示は、専ら例証目的で提示されており限定として介されるものべきでない。例えば、照明ビーム１０４を、連続的なスペクトル域を有するものとすることで、スペクトル分散された照明ビーム１０４を、連続的なスペクトル分散ビーム（例．個別サブビーム抜きのもの）を有するものとすることができる。
第１チューナブル分散素子１０６は、照明ビーム１０４にスペクトル分散を導入するのに適し本件技術分野で既知な、いずれの種類の分散素子としてもよい。例えば、第１チューナブル分散素子１０６が照明ビーム１０４に分散を導入する仕組みを、これに限られるものではないが回折、屈折等をはじめ、どのような仕組みとしてもよい。更に、第１チューナブル分散素子１０６は透過性及び／又は反射性光学素子で形成されうる。
また、一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６は動生成回折格子を有するものである。この場合、回折格子を基板素材（例．透明光学素材）内で動的に生成することができる。更に、その動生成回折格子の物理特性を調整することで、第１チューナブル分散素子１０６の分散を動的に修正すること、ひいてはチューナブル分光フィルタ１０１をチューニングすることができる。例えば、動生成回折格子の周期又は変調度を（例．コントローラ１１２の働きで）調整することで分散値（例．特定波長の照明が回折される角度）を制御することができる。また例えば、その動生成回折格子の変調度を（例．コントローラ１１２の働きで）調整することで、分散効率（例．特定波長の照明が回折される際の効率値）を制御することができる。
第１チューナブル分散素子１０６は、例えば、これに限られるものではないが音響光学偏向器（例．音響光学変調器等）、電気光学偏向器等を有するものとすることができる。一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６は、固体媒体及びそれに結合されたトランスデューサからなり、その固体媒体内を伝搬する超音波を生成するようそのトランスデューサが構成された音響光学偏向器を、有するものである。これに限られるものではないが屈折率等、その固体媒体の特性をその超音波伝搬により修正すること、ひいてはその固体媒体との相互作用を踏まえその照明ビーム１０４を回折させることができる。更に、超音波はその固体媒体内をその媒体内での音速にて伝搬するものであり、その波長が、駆動信号の周波数並びにその固体媒体内での音速と関係している。従って、トランスデューサの変調周波数及び／又は変調強度を動的に調整することで、動生成回折格子の物理特性と、第１チューナブル分散素子１０６の対応する分散特性（例．分散）を修正することができる。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は、スペクトル分散された照明ビーム１０４を焦平面１１６に集束させることでその照明ビーム１０４のスペクトラムを焦平面１１６横断的に空間分布させる、第１光学素子１１４（例．１個又は複数個のレンズ等）を有している。例えば、回折格子を有する第１チューナブル分散素子１０６により、照明ビーム１０４の各照明波長を別々の角度で回折させることで、角度分散を導入することができる。第１光学素子１１４が第１チューナブル分散素子１０６からどのような回折次数の光（例．±１次回折、±２次回折等）を集光するようにしてもよい。更に、第１光学素子１１４によりその角度分散を焦平面１１６における直線分散に変換し、照明ビーム１０４のスペクトラム内の各照明波長をその焦平面１１６内の別々の個所に集束させることができる。
ここで注記すべきことに、焦平面１１６は、照明ビーム１０４のスペクトル成分が集束されるどのような表面にも対応付けうる。例えば、焦平面１１６を、平坦な表面を有するそれとすることができる。また例えば、焦平面１１６を、湾曲した表面を有するそれとすることができる。更に、これは必須ではないが、焦平面１１６を分散面に対し直交させることができる。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１では、空間フィルタリング素子１０８が焦平面１１６に配置される。この場合、その空間フィルタリング素子１０８により、スペクトル分散照明ビーム１０４を空間的にフィルタリングすることができる。例えば、その空間フィルタリング素子１０８の空間透過率により、照明（例．任意波長の照明）の透過率を位置の関数として記述することができる。従って、その照明ビーム１０４各照明波長のスペクトルパワーを、その空間フィルタリング素子１０８の空間透過率に従い修正することができる。この場合、チューナブル分光フィルタ１０１のスペクトル透過率を、空間フィルタリング素子１０８の空間透過率を通じ制御可能とすることができる。一例としては、空間フィルタリング素子１０８により、照明ビーム１０４のうちの指定波長（又は波長域）を通過させることができる（例．図１中に描かれているλ２）。
空間フィルタリング素子１０８の形状は、これに限られるものではないが、焦平面１１６の形状に対応する形状とすることができる。一例としては、空間フィルタリング素子１０８を、（例．第１チューナブル分散素子１０６及び／又は第１光学素子１１４により定まる）湾曲した表面を有する焦平面１１６にマッチするよう湾曲した形状とすることができる。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は、空間フィルタリング素子１０８を通過したスペクトル分散照明を集光する第２光学素子１１８（例．１個又は複数個のレンズ等）を有している。例えば、その第２光学素子１１８により、スペクトル分散されフィルタリングされた照明ビーム１０４のうち少なくとも一部分を空間フィルタリング素子１０８から集光すること、並びに照明ビーム１０４のうちのその集光部分を第２チューナブル分散素子１１０へと差し向けることができる。更に、その第２光学素子１１８により、スペクトル分散、フィルタリング及び集光された照明ビーム１０４を第２チューナブル分散素子１１０に差し向けることができる。一実施形態に係る第２光学素子１１８は第１光学素子１１４に対し相補的である。例えば、その第２光学素子１１８により、照明ビーム１０４のスペクトラムの直線分散を角度分散に変換することができる。
また、一実施形態に係る第２チューナブル分散素子１１０は照明ビーム１０４のスペクトル分散を除去する。例えば、その第２チューナブル分散素子１１０の分散を、第１チューナブル分散素子１０６の分散に対応するよう調整することで、第１チューナブル分散素子１０６により導入されたスペクトル分散が除去されるようにすることができる。例えば、第１チューナブル分散素子１０６，第２チューナブル分散素子１１０それぞれを、その周波数及び／又は振幅が可調な駆動信号（例．コントローラ１１２により供給されるそれ）により駆動される音響光学偏向器を有するものにすること、ひいてはその周波数及び／又は変調度が可調な回折格子が生成されるようにすることができる。この場合、第１チューナブル分散素子１０６及び第２チューナブル分散素子１１０向けの駆動信号同士を相補的なものとすること、ひいては第１チューナブル分散素子１０６の分散のチューニングによりチューナブル分光フィルタ１０１の分光フィルタリング特性を制御することができるため、第２チューナブル分散素子１１０により照明ビーム１０４におけるスペクトル分散を除去することができる。更に、第２光学素子１１８からの照明ビーム１０４に対し第２チューナブル分散素子１１０を傾けることで、分布している照明ビーム１０４のスペクトル成分同士が再結合し共通の伝搬路を辿るようにすることができる。この場合、第２チューナブル分散素子１１０から出射される照明ビーム１０４が、入射照明ビーム１０４を分光フィルタリングしたバージョンとなる。更に、第２チューナブル分散素子１１０から出射される照明ビーム１０４を、空間チャープのないものにすることができる。
これは必須ではないが、第１チューナブル分散素子１０６及び第２チューナブル分散素子１１０を分散素子の整合対とすることで、第１チューナブル分散素子１０６により導入されたスペクトル分散が第２チューナブル分散素子１１０により除去されるようにすることができる。一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６及び第２チューナブル分散素子１１０は、音響光学偏向器の整合対でありその駆動信号同士が整合している。別の実施形態では、第２チューナブル分散素子１１０が、第１チューナブル分散素子１０６に対し不整合とされる。例えば、第１チューナブル分散素子１０６と第２チューナブル分散素子１１０とで駆動周波数が異なっていてもよい（例．第１チューナブル分散素子１０６と第２チューナブル分散素子１１０とで別の回折次数が利用されてもよい等）。また例えば、第２チューナブル分散素子１１０の駆動信号を調整することで、これに限られるものではないが第１光学素子１１４、第２光学素子１１８、空間フィルタリング素子１０８等をはじめ、チューナブル分光フィルタ１０１の他部材に係る分散を除去するようにしてもよい。更に例えば、第１チューナブル分散素子１０６及び第２チューナブル分散素子１１０が異なる動作原理を有するものであってもよい（例．音響光学偏向、電気光学偏向等）。
また、一実施形態に係る第１光学素子１１４及び第２光学素子１１８は光中継系を形成している。例えば、それら第１光学素子１１４及び第２光学素子１１８によりアフォーカル光リレイ（例．アフォーカル瞳リレイ等）を形成することができる。この場合、それら第１光学素子１１４及び第２光学素子１１８により、第１チューナブル分散素子１０６における照明ビーム１０４の分布を第２チューナブル分散素子１１０へと中継することができる。例えば、平行化された照明ビーム１０４を第１チューナブル分散素子１０６上に入射させること、並びに平行化及び分光フィルタリングされた照明ビーム１０４を第２チューナブル分散素子１１０から出射させることができる。従って、これに限られるものではないが発散（例．平行化度）、空間コヒーレンス、輝度（例．通過波長のそれ）等をはじめ、照明ビーム１０４の特性に対するチューナブル分光フィルタ１０１の影響を最小にし、ひいてはそのチューナブル分光フィルタ１０１の任意システム（例．計量システム等）への統合を可能にすることができる。
空間フィルタリング素子１０８は、どのような空間透過率分布を呈するものとしてもよく、それにより本件技術分野で既知ないずれのフィルタリング動作が実行されるのでもよい。従って、これに限られるものではないがローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタ等、どのような種類の分光フィルタとしてチューナブル分光フィルタ１０１を動作させてもよい。図２Ａ〜図２Ｄは、別々のフィルタリング動作に対応する空間フィルタリング素子１０８の描写的上面図である。例えば、第１チューナブル分散素子１０６により照明ビーム１０４をＸ方向沿いにスペクトル分散させることで、図２Ａ〜図２Ｄにて定義されている正のＸ方向に沿い、その照明ビーム１０４の波長が大きくなるようにすることができる。従って、照明ビーム１０４のスペクトルパワーを、空間フィルタリング素子１０８のＸ方向沿い空間透過率分布に従い修正することができる。
図２Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いローパスフィルタとして構成された空間フィルタリング素子１０８の上面図である。一実施形態に係る空間フィルタリング素子１０８は、焦平面１１６のＸ方向に沿い阻止域２０４内に分布している照明を阻止する、ローパスフィルタリングセグメント２０２を有している。逆に、通過域２０６内の照明はこの空間フィルタリング素子１０８を通過することができる。この場合、照明ビーム１０４の波長のうち通過域２０６内に所在するものを、空間フィルタリング素子１０８により選択的に通過させることができる。更に、通過照明・阻止照明間遮断波長をチューニングすることができる。例えば、コントローラ１１２から第１チューナブル分散素子１０６へと指令し波長の角度分布を修正すること（例．動生成回折格子のピッチを修正すること等）で、通過域２０６内波長分布を制御することができる。また例えば、コントローラ１１２から空間フィルタリング素子１０８に指令しローパスフィルタリングセグメント２０２の焦平面１１６内位置を修正することで、通過域２０６内波長分布を制御することができる。
図２Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いハイパスフィルタとして構成された空間フィルタリング素子１０８の上面図である。一実施形態に係る空間フィルタリング素子１０８は、焦平面１１６のＸ方向に沿い通過域２１０内に分布している照明を通過させる、ハイパスフィルタリングセグメント２０８を有している。逆に、阻止域２１２内の照明はこの空間フィルタリング素子１０８により阻止することができる。この場合、照明ビーム１０４の波長のうち通過域２１０内に所在するものを、空間フィルタリング素子１０８により選択的に通過させることができる。更に、通過照明・阻止照明間遮断波長をチューニングすることができる。例えば、コントローラ１１２から第１チューナブル分散素子１０６へと指令し波長の角度分布を修正すること（例．動生成回折格子のピッチを修正すること等）で、通過域２１０内波長分布を制御することができる。また例えば、コントローラ１１２から空間フィルタリング素子１０８に指令しハイパスフィルタリングセグメント２０８の焦平面１１６内位置を修正することで、通過域２１０内波長分布を制御することができる。
図２Ｃは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いノッチフィルタとして構成された空間フィルタリング素子１０８の上面図である。一実施形態に係る空間フィルタリング素子１０８は、焦平面１１６のＸ方向に沿い阻止域２１６内に分布している照明を阻止する、ノッチフィルタリングセグメント２１４を有している。逆に、通過域２１８ａ，ｂ内の照明はこの空間フィルタリング素子１０８を通過することができる。この場合、照明ビーム１０４の波長のうち通過域２１８ａ，ｂ内に所在するものを、空間フィルタリング素子１０８により選択的に通過させることができる。更に、通過照明・阻止照明間遮断波長をチューニングすることができる。例えば、コントローラ１１２から第１チューナブル分散素子１０６へと指令し波長の角度分布を修正すること（例．動生成回折格子のピッチを修正すること等）で、通過域２１８ａ，ｂ内波長分布を制御することができる。また例えば、コントローラ１１２から空間フィルタリング素子１０８に指令しノッチフィルタリングセグメント２１４の焦平面１１６内位置を修正することで、通過域２１８ａ，ｂ内波長分布を制御することができる。更に、焦平面１１６内で照明を選択的に阻止する付加的なノッチフィルタリングセグメント２１４を、空間フィルタリング素子１０８に何個でも設けることができる。
図２Ｄは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いバンドパスフィルタとして構成された空間フィルタリング素子１０８の上面図である。一実施形態に係る空間フィルタリング素子１０８は、焦平面１１６のＸ方向に沿い阻止域２２０ａ内に分布している照明を阻止するローパスフィルタリングセグメント２０２と、阻止域２２０ｂ内に分布している照明を通過させるハイパスフィルタリングセグメント２０８とを有している。逆に、通過域２２２内の照明はこの空間フィルタリング素子１０８を通過することができる。この場合、照明ビーム１０４の波長のうち通過域２２２内に所在するものを、空間フィルタリング素子１０８により選択的に通過させることができる。更に、通過照明・阻止照明間遮断波長（例．ローパス遮断波長及びハイパス遮断波長）をチューニングすることができる。例えば、コントローラ１１２から第１チューナブル分散素子１０６へと指令し波長の角度分布を修正すること（例．動生成回折格子のピッチを修正すること等）で、通過域２２２内波長分布を制御することができる。また例えば、コントローラ１１２から空間フィルタリング素子１０８に指令しローパスフィルタリングセグメント２０２及び／又はハイパスフィルタリングセグメント２０８の焦平面１１６内位置を修正することで、通過域２２２内波長分布を制御することができる。一例としては、コントローラ１１２によりローパスフィルタリングセグメント２０２・ハイパスフィルタリングセグメント２０８間間隔を修正することで、通過域２２２の幅ひいては通過照明の帯域幅を調整することができる。別例としては、コントローラ１１２によりローパスフィルタリングセグメント２０２及びハイパスフィルタリングセグメント２０８を同時平行移動させることで、照明ビーム１０４の中心波長を修正しこのバンドパスフィルタを通過させることができる。
図３Ａ〜図３Ｃはチューナブル分光フィルタ１０１の一部分の模式図であり、照明ビーム１０４のうち指定照明波長（例．通過照明の中心波長）のチューナブルな選択が描かれている。図３Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１のうち第１指定波長（λ１）を通過させる部分の模式図である。図３Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１のうち第２指定波長（λ２）を通過させる部分の模式図である。図３Ｃは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１のうち第３指定波長（λ３）を通過させる部分の模式図である。
一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６は、三通りの個別波長を含む照明ビーム１０４を分散させ個別のサブビーム（例．λ１，λ２，λ３）にする。更に、第１チューナブル分散素子１０６から差し向けられるサブビームの出射角を、波長に従い変化させることができる。図３Ａ〜図３Ｃに描かれているように、焦平面１１６に所在する空間フィルタリング素子１０８により照明ビーム１０４を空間フィルタリングすることで、その照明ビーム１０４のうちの特定波長又は波長域を選択することができる。例えば、バンドパスフィルタ（例．図２Ｄに記したそれ）として動作するよう空間フィルタリング素子１０８を構成することができる。
一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６は音響光学偏向器を有するものである。例えば、その第１チューナブル分散素子１０６を、透明媒体３０４に結合されたトランスデューサ３０２を有するものとすることができる。更に、そのトランスデューサ３０２をコントローラ１１２に可通信結合させることができる。この場合、そのトランスデューサにより（例．無線周波数（ＲＦ）信号に応じ）超音波を生成し、それを透明媒体３０４内で伝搬させることで、回折格子を動的に生成することができる。
照明ビーム１０４のスペクトラムのうち空間フィルタリング素子１０８（ひいてはチューナブル分光フィルタ１０１）を通過するそれを、その空間フィルタリング素子１０８上における波長の空間分布及び／又は同空間フィルタリング素子１０８の空間透過率を制御することで、（例．コントローラ１１２の働きにより）調整することができる。一実施形態に係るコントローラ１１２は、第１チューナブル分散素子１０６に指令し動生成回折格子のピッチを修正させる。例えば、トランスデューサ３０２へのＲＦ信号をコントローラ１１２により修正することで、第１チューナブル分散素子１０６の透明媒体３０４内を伝搬する超音波の周波数を修正することができる。従って、照明ビーム１０４の各波長の回折角を調整し、空間フィルタリング素子１０８の通過域内を通過する照明ビーム１０４の波長域（例．図２Ｄに描かれている通過域２２２に係るそれ）が応分に調整されるようにすることができる。一例としては、第１周波数を有する第１ＲＦ信号をコントローラ１１２によりトランスデューサ３０２に供給することで、図３Ａに描かれている通り第１指定波長（λ１）を選択的に通過させることができる。別例としては、第２周波数を有する第２ＲＦ信号をコントローラ１１２によりトランスデューサ３０２に供給することで、図３Ｂに描かれている通り第２指定波長（λ２）を選択的に通過させることができる。更に別の例としては、第３周波数を有する第３ＲＦ信号をコントローラ１１２によりトランスデューサ３０２に供給することで、図３Ｃに描かれている通り第３指定波長（λ３）を選択的に通過させることができる。
また、一実施形態に係るコントローラ１１２により空間フィルタリング素子１０８に同時に指令し、ローパスフィルタリングセグメント２０２及び／又はハイパスフィルタリングセグメント２０８の位置を修正することで、照明ビーム１０４のスペクトラムを更に制御することができる。例えば、コントローラ１１２により、第１チューナブル分散素子１０６の分散を調整することで空間フィルタリング素子１０８を通過する照明ビーム１０４の中心波長を制御することができ、またローパスフィルタリングセグメント２０２・ハイパスフィルタリングセグメント２０８間間隔を調整することで空間フィルタリング素子１０８を通過する照明ビーム１０４の帯域幅も制御することができる。
ある種の実施形態によれば、チューナブル分光フィルタ１０１を、照明ビーム１０４のスペクトルコンテンツを修正する複数個の空間フィルタ段を有するものとすることができる。従って、チューナブル分光フィルタ１０１を、複数個の焦平面１１６に所在する都合複数個のフィルタリング素子１０８を有するものにすることができる。
図４は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、ローパスフィルタを構成する第１フィルタリング段４０２と、ハイパスフィルタを構成する第２フィルタリング段４０４と、を有するチューナブル分光フィルタ１０１の概念図である。一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６は、三通りの個別波長を含む照明ビーム１０４を分散させ個別のサブビーム（例．λ１，λ２，λ３）にする。更に、第１チューナブル分散素子１０６から差し向けられたサブビームの出射角を、波長に従い変化させることができる。また、一実施形態に係る第１光学素子１１４ａは、そのスペクトル分散照明ビーム１０４を第１焦平面１１６ａ上へと集束させる。更に、一実施形態に係る第１フィルタリング素子１０８ａは第１焦平面１１６ａにあり、照明ビーム１０４のローパスフィルタリングを実行している。例えば、図４に描かれているように、第１フォーカルフィルタリング素子１０８ａを図２Ａに記した如く構成することで、照明ビーム１０４の指定波長のうち一つ（λ３）を阻止域内、同照明ビーム１０４の残り波長（λ１，λ２）を通過域内に所在させることができる。そして、一実施形態に係る第２光学素子１１８ａはスペクトル分散照明ビーム１０４を集光する。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は第１光学素子１１４ｂを有している。例えば、第１光学素子１１４ｂによりスペクトル分散照明ビーム１０４を第２焦平面１１６ｂ上へと集束させることができる。また、一実施形態に係る第２フィルタリング素子１０８ｂは第２焦平面１１６ｂに所在しており、照明ビーム１０４のハイパスフィルタリングを実行している。例えば、図４に描かれているように、第２フィルタリング素子１０８ｂを図２Ｂに記した如く構成することで、照明ビーム１０４の指定波長のうち一つ（λ１）を阻止域内、同照明ビーム１０４の残り波長（λ２）を通過域内に所在させることができる。そして、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は、そのスペクトル分散照明ビームを集光する第２光学素子１１８ｂを有している。この場合、そのチューナブル分光フィルタ１０１により、２個のフィルタリング段を介して一通りの波長（λ２）を選択することができる。
また、一実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１は、第２段の第１光学素子１１４ｂに前置されたビームステアリング素子４０６を有している。このビームステアリング素子４０６により、第２焦平面１１６ｂにおける照明ビーム１０４のスペクトル分布を制御すること（例．それによりハイパス遮断波長を制御すること）ができる。ビームステアリング素子４０６は、本件技術分野で既知ないずれの種類のビームステアリング素子であってもよい。例えば、その可調鏡４０６を、これに限られるものではないが回動(rotational translation)ステージ、並進(linear translation)ステージ等、可動(translation)ステージ上に実装された鏡を有するものとしてもよい。更に、その可動ステージを、これに限られるものではないがステッパモータステージ、サーボモータステージ、圧電トランスデューサ、ガルバノメータ鏡等、本件技術分野で既知ないずれの種類の可動ステージとしてもよい。また例えば、その可調鏡４０６を、これに限られるものではないが可変形鏡、マイクロミラーアレイ等の動的制御鏡としてもよい。
ここで注記すべきことに、図３Ａ〜図４中に描き上述した個別波長に係るサブビームの記述は専ら例証目的で提示されたものであり、限定として解すべきものではない。例えば、照明ビーム１０４を連続的なスペクトル域を有するものにすること、ひいてはスペクトル分散照明ビーム１０４を連続的なスペクトル分散ビーム（例．個別サブビームを伴わないもの）とすることができる。従って、空間フィルタリング素子１０８により１個の通過域に係る連続波長域を通過させることができる。更に、複数の通過域を有する空間フィルタリング素子１０８により複数の波長域を通過させてもよい。
翻って、図１に示す実施形態における照明源１０２は、本件技術分野で既知ないずれの多波長光源を有していてもよい。例えば、照明源１０２が、これに限られるものではないが白色光レーザ光源、超連続体レーザ光源等を有していてもよい。加えて、照明ビーム１０４を自由空間伝搬により送給するのでも光導波路（例．光ファイバ、光パイプ等）経由で送給するのでもよい。
注記すべきことに、いずれの分散素子（例．第１チューナブル分散素子１０６及び／又は第２チューナブル分散素子１１０）も、その種類を問わず本件技術分野で既知な分散素子を以て構成することができる。従って、動生成回折格子についての上掲の記述は専ら例証目的で提示されたものであり、限定として解されるべきものではない。例えば、いずれの分散素子も固定型（例．作り付け型等）の分散素子を以て形成することができる。一例としては、いずれの分散素子も、スペクトルコンテンツ（例．波長）に従い異なる角度で照明ビーム１０４を屈折させることによりその照明ビーム１０４をスペクトル分散させるプリズムを、有するものとすることができる。この場合、そのプリズムを運動（例．回動等）させることで、（例．コントローラ１１２からの信号に応じ）プリズムの分散特性を修正することができる。別例としては、いずれの分散素子も、回折を通じ照明ビーム１０４をスペクトル分散（又はスペクトル結合）させる固定型回折性光学素子を、有するものとすることができる。例えば、分散素子が、これに限られるものではないがホログラフィック格子、刻線格子、ブレーズド格子等、どのような種類の回折格子を有していてもよい。
また、一実施形態に係る第１チューナブル分散素子１０６及び第１光学素子１１４の機能を単一の有形部材、例えば照明ビーム１０４に空間分散を導入しそれと同時にその照明ビーム１０４を焦平面１１６に集束させる湾曲回折格子を用い、実現してもよい。同様に、第２チューナブル分散素子１１０及び第２光学素子１１８の諸機能を、単一の有形部材を用い実現してもよい。
注記すべきことに、空間フィルタリング素子１０８は、本件技術分野で既知ないずれの種類の空間フィルタを有するものでもよい。幾つかの実施形態では、この空間フィルタが、くっきりとしたエッジ（例．「ナイフエッジ」等）を有する一種類又は複数種類の透明でない（例．全面的に反射性及び／又は吸収性の）素材で形成される。例えば、１個又は複数個の「ナイフエッジ」でローパスフィルタリングセグメント２０２、ハイパスフィルタリングセグメント２０８、ノッチフィルタリングセグメント２１４等を形成することができる。更に注記すべきことに、くっきりとしたエッジにより、尖鋭な通過波長・阻止波長間遷移、ひいては高いスペクトル分解能を実現することができる。別例としては、空間フィルタリング素子１０８を、１個又は複数個の開口を有するアパーチャにより形成することもできる。この場合、照明ビーム１０４の通過波長を、そのアパーチャの１個又は複数個の開口を介し伝搬させることができる。
幾つかの実施形態によれば、１個又は複数個の阻止素子（例．フィルタリングセグメント）を（例．コントローラ１１２からの信号に応じ）運動させることで、照明ビーム１０４のうち特定波長を選択し、空間フィルタリング素子１０８の通過域内で伝搬させることができる。例えば、コントローラ１１２に可通信結合された１個又は複数個の可動ステージ（図示せず）に、１個又は複数個のフィルタリングセグメントをしっかり固定すればよい。その可動ステージは、フィルタリングセグメントの位置を保持するのに適し本件技術分野で既知な、いずれの種類の可動ステージとしてもよい。例えば、ステッパモータ、サーボモータ、圧電トランスデューサ、ガルバノメータアクチュエータ等により駆動される並進ステージにフィルタリング素子をしっかり固定すればよい。
また、一実施形態に係る空間フィルタリング素子１０８はアポダイズ素子を有している。例えば、アポダイズ素子の一部分又は複数部分を、勾配付透過プロファイルを有する部分とし、通過照明の振幅が緩やかに変化するようにすることができる。この場合、アポダイズ素子により、滑らかなスペクトルプロファイルを実現すること、及び／又は、回折素子（例．回折格子として構成された第１チューナブル分散素子１０６等）の回折効率変動を補償することができる。更に、これに限られるものではないが、空間フィルタリング素子１０８・照明ビーム１０４間相互作用に係る回折効果又は窓効果等の不要光学効果を、アポダイズ素子により減らすことができる。
また、ある実施形態によれば、空間フィルタリング素子１０８により画素化フィルタリング素子を提供することができる。この場合、その空間フィルタリング素子１０８により、空間透過率動的アドレス指定機能を提供し、複数個所での振幅（例．複数波長に対応するそれ）を選択的に修正可能とすることができる。例えば、空間フィルタリング素子１０８を、コントローラ１１２に可通信結合された空間光変調器を有するものとすることができる。その空間光変調器には個別アドレス指定可能な領域即ち画素を設けることができ、各画素上への入射波長が通過し又は阻止されるよう、それら画素をコントローラ１１２を用い構成設定することができる。そうした空間光変調器の動作モードは、指定された通過波長が空間光変調器内に向かう透過モードでも、或いは指定された通過波長が反射される反射モードでもよい。また例えば、その空間フィルタリング素子１０８を、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス又はナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）デバイスを有するものとし、照明ビーム１０４のスペクトラムの空間分布に従い指定波長を通過させるようそれを構成することができる。一例としては、空間フィルタリング素子１０８を、これに限られるものではないが可変形鏡又はマイクロミラーデバイスを有するものにすることができる。この場合、通過させたい指定波長をシステム内後続素子例えば第２光学素子１１８に差し向ける一方、残りの波長を空間フィルタリング素子１０８で反射させ退ける（例．ビームブロック又はバッフルへと反射させる）ようにすることができる。
ある種の実施形態によれば、空間フィルタリング素子１０８を巡り光学的に対称な構成を利用することで、チューナブル分光フィルタ１０１内有形要素の個数を減らすことができる。この場合、反射モードで動作するよう空間フィルタリング素子１０８を構成することができる。従って、通過波長を空間フィルタリング素子１０８にて反射させ、鏡写しの光路に沿い第１チューナブル分散素子１０６内を逆伝搬させることで、第１チューナブル分散素子１０６により照明ビーム１０４に導入された空間分散を除去することができる。更に、分光フィルタリングされた出射照明ビーム１０４は、本件技術分野で既知な何らかの方法を通じ、入射照明ビーム１０４からより分け差別化することができる。例えば、チューナブル分光フィルタ１０１内に偏向ビームスプリッタと指定波長に係る１／４波長板とを設け、空間フィルタリング素子１０８を通過した指定波長が、第２の光路上での偏向ビームスプリッタとの相互作用を経て入射照明ビーム１０４とは別の光路沿いに偏向されるようにすることができる。
また、一実施形態に係るコントローラ１１２は１個又は複数個のプロセッサ１２０を有している。ある実施形態では、当該１個又は複数個のプロセッサ１２０が、記憶媒体１２２又はメモリ内に保持されている一組のプログラム命令を実行するよう構成される。更に、そのコントローラ１１２を、当該１個又は複数個のプロセッサ１２０により実行可能で記憶媒体１２２内に格納されている１個又は複数個のプログラム命令を取り込む、１個又は複数個のモジュールを有するものとすることができる。コントローラ１１２に備わる１個又は複数個のプロセッサ１２０は、本件技術分野で既知ないずれの処理素子を有するものでもよい。その意味で、当該１個又は複数個のプロセッサ１２０には、アルゴリズム及び／又は命令を実行するよう構成されたあらゆるマイクロプロセッサ型デバイスが含まれうる。一実施形態に係る１個又は複数個のプロセッサ１２０は、プログラムを実行するよう構成されたデスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、並列プロセッサその他の任意なコンピュータシステム（例．ネットワーク接続されているコンピュータ）で構成することができ、また本件開示の随所に記載の如くチューナブル分光フィルタ１０１を動作させるようそのプログラムを構成することができる。同じく認識頂けるように、語「プロセッサ」は、非一時的記憶媒体１２２から得たプログラム命令を実行する処理素子を１個又は複数個有するデバイス全てが包括されるよう、広く定義することができる。
ここで認識頂けるように、本件開示の随所に記載されている諸ステップを、コントローラ１１２により実行することができる。更に、そのコントローラ１１２を単一部材で形成することも複数部材で形成することもできる。更に注記すべきことに、コントローラ１１２を構成する複数個の部材を共通ハウジング内に収容しても複数個のハウジング内に収容してもよい。この要領で任意のコントローラ又は任意の組合せのコントローラを別途パッケージングし、チューナブル分光フィルタ１０１への組み込みに適したモジュールにすることができる。
記憶媒体１２２は、連携する１個又は複数個のプロセッサ１２０により実行可能なプログラム命令を格納しておくのに適し本件技術分野で既知な、いずれの格納媒体を有していてもよい。例えば、記憶媒体１２２が非一時的記憶媒体を有していてもよい。また例えば、記憶媒体１２２が、これに限られるものではないがリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光記憶デバイス（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等を有していてもよい。更に注記すべきことに、記憶媒体１２２は１個又は複数個のプロセッサ１２０と共に共通コントローラハウジング内に収容することができる。ある実施形態によれば、記憶媒体１２２を、１個又は複数個のプロセッサ１２０及びコントローラ１１２の物理的位置に対しリモートに配置することができる。例えば、ネットワーク（例．インターネット、イントラネット等）を介しアクセス可能なリモートメモリ（例．サーバ）に、コントローラ１１２に備わる１個又は複数個のプロセッサ１２０がアクセスするようにしてもよい。従って、上掲の記述は本発明に対する限定として解すべきではなく、単なる例証として解すべきである。
図５は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域照明源チューニング方法５００で実行される諸ステップを描いたフロー図である。本願出願人が注記するところによれば、チューナブル分光フィルタ１０１の文脈に従い本願中で先に記述した諸実施形態及びその実現テクノロジを、方法５００に敷衍しうるものと解すべきである。とはいえ、更に注記すべきことに、本方法５００はチューナブル分光フィルタ１０１のアーキテクチャに限定されない。
一実施形態に係る方法５００は、第１チューナブル分散素子で以て照明ビームにスペクトル分散を導入するステップ５０２を有している。例えば、広帯域スペクトル分布を有する照明ビームを第１チューナブル分散素子（例．回折格子等）によりスペクトル分散させ、別々のスペクトル成分（例．別々の波長）が別々の経路沿いに伝搬するようにすることができる。また、一実施形態に係る第１チューナブル分散素子の分散は可調である。例えば、その第１チューナブル分散素子を、動生成回折格子（例．音響光学偏向器、電気光学偏向器等）を有し、その動生成回折格子のピッチ及び／又は変調度が可調なものとすることができる。
また、一実施形態に係る方法５００は、スペクトル分散された照明ビームを焦平面に合焦させるステップ５０４を有している。例えば、そのスペクトル分散照明ビームを光学素子（例．レンズ）により集光し焦平面に合焦させることができる。更に、その焦平面における照明ビームのスペクトラム分布を、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能とすることができる。この場合、その第１分散素子の分散を調整することで、焦平面におけるスペクトル分散照明ビームのスペクトル分布、ひいてはそのフィルタを出て行く照明ビームのフィルタリング後スペクトラムを制御することができる。
また、一実施形態に係る方法５００は、焦平面にて照明ビームのスペクトラムを空間フィルタリングするステップ５０６を有している。例えば、その焦平面に所在する空間フィルタの空間透過率分布を、送波パワーをその空間フィルタの位置の関数として記述するものにすることができる。この場合、その空間フィルタの空間透過率によりスペクトル分散照明ビームのスペクトル透過率を制御することができる。そのフィルタを出て行く照明ビームの最終的なフィルタリング後スペクトラムを、その第１チューナブル分散素子の分散及び／又は同空間フィルタの構成を調整することでチューニングすることができる。例えば、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで、広帯域照明源の中心波長及び帯域幅をチューニングし、アパーチャを有する空間フィルタの中心上に所望の中心波長を配することができ、更にそのアパーチャの幅を調整することで通過照明の帯域幅を制御することができる。
また、一実施形態に係る方法５００は、第２チューナブル分散素子で以てその照明ビームのスペクトル分散を除去するステップ５０８を有している。例えば、第２分散素子を第１チューナブル分散素子と同様の分散を有するもの（例．その分散素子に対し相補的な分散特性を有するもの）とし、更にその向きを定めることで、空間的に分布しているスペクトル成分同士を結合させて共通伝搬路沿いに伝搬させることができる。この場合、第２チューナブル分散素子を出て行く照明ビームのビーム特性（例．発散角等）を、第１チューナブル分散素子上に入射した照明ビームのビーム特性に整合させることができる。
図６は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るチューナブル分光フィルタ１０１を有するチューナブル照明源６００を描いたブロック図である。一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、広いスペクトラム（例．白色光スペクトラム、生成された超連続体に発するスペクトラム等）を有する照明ビーム１０４を生成するよう構成された、広帯域照明源１０２を有している。また、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、分光フィルタリングされた照明ビーム１０４を選択的に供給するチューナブル分光フィルタ１０１を有している。
また、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、分光フィルタリングされた照明ビーム１０４を直線偏向させる第１偏光子（ポラライザ）６０２を有している。更に、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、分光フィルタリングされた照明ビーム１０４の偏向を可制御的に修正する偏向回転器６０４（例．ポッケルスセル等）を有している。この場合、その分光フィルタリング照明ビーム１０４を、任意の所望角度まで回転させた直線偏光とすることができる。また、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は第２偏光子６０６を有している。この場合、その第２偏光子６０６により分光フィルタリング照明ビーム１０４を分割し、その偏向が直交している２本のビーム（例．ｓ偏向とｐ偏向等）にすることができる。例えば、４５°偏向（例．偏向回転器６０４に起因するそれ）を呈している分光フィルタリング照明ビーム１０４を、そのパワーが等しい２本のビームに分割することができる。また、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、その偏向が直交している２本の分光フィルタリング照明ビームを光ファイバ６１０（例．偏向保持性光ファイバ等）に結合させる、ファイバカプラ６０８を有している。
また、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、第２偏光子６０６に前置された可動鏡６１２を有している。例えば、その可動鏡６１２（例．圧電鏡等）により、各光ファイバ８１０上での分光フィルタリング照明ビーム１０４の精細位置決めを実行することができる。更に、一実施形態に係るチューナブル照明源６００は、それら光ファイバ６１０へと照明を選択的に通過させ又は阻止する光シャッタ６１４を有している。
本願記載の主題は、ときに、他部材内に組み込まれ又は他部材に接続・連結された様々な部材を以て描出されている。ご理解頂けるように、それら描写されているアーキテクチャは単なる例示であり、実のところは、他の多くのアーキテクチャを実施し同じ機能を実現することが可能である。概念的には、どのような部材配置であれ同じ機能が実現されるなら、その部材配置は、実質的に「連携」することで所望機能を実現しているのである。従って、本願中のいずれの二部材であれ、ある特定の機能を実現すべく組み合わされているものは、所望機能が実現されるよう互いに「連携」していると見なせるのであり、アーキテクチャや介在部材の如何は問われない。同様に、いずれの二部材であれそのように連携しているものは所望機能を実現すべく互いに「接続・連結され」又は「結合され」ているとも見ることができ、またいずれの二部材であれそのように連携させうるものは所望機能を実現すべく互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能、の具体例としては、これに限られるものではないが、物理的に相互作用可能な及び／又は物理的に相互作用する諸部材、及び／又は無線的に相互作用可能な及び／又は無線的に相互作用する諸部材、及び／又は論理的に相互作用可能な及び／又は論理的に相互作用する諸部材等がある。
思うに、本件開示及びそれに付随する多くの長所については上掲の記述により理解頂けるであろうし、開示されている主題から離隔することなく或いはその主要な長所全てを損なうことなく諸部材の形態、構成及び配置に様々な改変を施せることも明らかであろう。上述の形態は単なる説明用のものであり、後掲の特許請求の範囲の意図はそうした改変を包括、包含することにある。更に、ご理解頂けるように、本件開示は別項の特許請求の範囲によって定義されるものである。
以下に、本件開示についての特徴事項を列記する。
［付記１］
その分散が可調な第１チューナブル分散素子であり、照明ビームにスペクトル分散を導入するよう構成されている第１チューナブル分散素子と、
第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを焦平面に合焦させるよう構成された第１光学素子であり、その焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御され得る第１光学素子と、
上記焦平面に所在する空間フィルタリング素子であり、その焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムをフィルタリングする空間フィルタリング素子と、
そのスペクトラムがフィルタリングされた照明ビームを空間フィルタリング素子から集光するよう構成された第２光学素子と、
第２光学素子から照明ビームを受光するよう構成された第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子の分散に対応するようその分散が設計されている第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散をその照明ビームから除去するよう構成されている第２チューナブル分散素子と、
を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、空間的にコヒーレントな照明ビームを受け入れるよう第１チューナブル分散素子が構成されているチューナブル分光フィルタ。
［付記３］
付記２に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記空間コヒーレント照明ビームが、
超連続体レーザ光源を以て構成されるチューナブル分光フィルタ。
［付記４］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１チューナブル分散素子及び第２チューナブル分散素子のうち少なくとも一方が、
回折格子を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記５］
付記４に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記回折格子のピッチ及び回折効率のうち少なくとも一方が可調なチューナブル分光フィルタ。
［付記６］
付記４に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記回折格子が、
音響光学偏向器及び電気光学偏向器のうち少なくとも一方を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記７］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記空間フィルタリング素子が、自フィルタリングセグメント上における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムのうち一部分を阻止するフィルタリングセグメントを有するチューナブル分光フィルタ。
［付記８］
付記７に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち上記フィルタリングセグメントにより阻止される部分が制御されるチューナブル分光フィルタ。
［付記９］
付記７に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記フィルタリングセグメントが、
ローパスフィルタ及びハイパスフィルタのうち少なくとも一方を構成するチューナブル分光フィルタ。
［付記１０］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記フィルタリング素子が、
自アパーチャ上における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムのうち一部分を通過させるアパーチャを備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記１１］
付記１０に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記アパーチャが、
バンドパスフィルタを構成するチューナブル分光フィルタ。
［付記１２］
付記１０に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記アパーチャが、自アパーチャの幅を以て隔てられた第１フィルタリングセグメント及び第２フィルタリングセグメントを有し、照明ビームのスペクトラムのうち第１部分を阻止するよう第１フィルタリングセグメントが構成されており、その照明ビームのスペクトラムのうち第２部分を阻止するよう第２フィルタリングセグメントが構成されており、その照明ビームのスペクトラムのうち第３部分がそのアパーチャ内を伝搬して第２光学素子により集光されるチューナブル分光フィルタ。
［付記１３］
付記１２に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち第３部分の中心波長が制御されるチューナブル分光フィルタ。
［付記１４］
付記１０に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記アパーチャの幅が可調なチューナブル分光フィルタ。
［付記１５］
付記１４に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記アパーチャの幅を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち第３部分の帯域幅が制御されるチューナブル分光フィルタ。
［付記１６］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記フィルタリング素子が、
透過性フィルタリング素子及び反射性フィルタリング素子のうち少なくとも一方を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記１７］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記フィルタリング素子が、
画素化フィルタリング素子を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記１８］
付記１７に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記画素化フィルタリング素子が、
空間光変調器、マイクロミラーアレイ及び可変形鏡のうち少なくとも１個を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記１９］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記フィルタリング素子が、
１個又は複数個のアポダイズ素子を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２０］
付記１に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１光学素子及び第２光学素子が、
アフォーカル光リレイを構成するチューナブル分光フィルタ。
［付記２１］
その分散が可調な第１チューナブル分散素子であり、照明ビームにスペクトル分散を導入するよう構成されている第１チューナブル分散素子と、
第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを第１焦平面に合焦させるよう構成された第１光学素子であり、その第１焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御されうる第１光学素子と、
第１焦平面に所在する第１フィルタリングセグメントであり、その第１焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムをフィルタリングする第１フィルタリングセグメントと、
第１フィルタリングセグメントから照明ビームを集光するよう構成された第２光学素子と、
第２光学素子から照明ビームを受光しその照明ビームの軌道を可調修正するよう構成されたビームステアリング素子と、
ビームステアリング素子から照明ビームを受光しその照明ビームを第２焦平面に合焦させるよう構成された第３光学素子であり、その第２焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布が、そのビームステアリング素子を調整することで制御されうる第３光学素子と、
第１焦平面に所在する第２フィルタリングセグメントであり、第２焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムをフィルタリングする第２フィルタリングセグメントと、
第２フィルタリングセグメントから照明ビームを集光するよう構成された第４光学素子と、
第４光学素子から照明ビームを受光するよう構成された第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子の分散に対応するようその分散が設計されている第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散をその照明ビームから除去するよう構成されている第２チューナブル分散素子と、
を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２２］
付記２１に記載のチューナブル分光フィルタであって、ビームステアリング素子が、
回動可動アセンブリ、直線可動アセンブリ及び傾斜調整アセンブリのうち少なくとも１個にしっかり固定された鏡を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２３］
付記２１に記載のチューナブル分光フィルタであって、ビームステアリング素子が、
可変形鏡を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２４］
付記２１に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１フィルタリングセグメント及び第２フィルタリングセグメントのうち少なくとも一方が固定位置にしっかり保持されているチューナブル分光フィルタ。
［付記２５］
付記２１に記載のチューナブル分光フィルタであって、第１フィルタリングセグメント及び第２フィルタリングセグメントのうち少なくとも一方が、
ローパスフィルタ及びハイパスフィルタのうち少なくとも一方を備えるチューナブル分光フィルタ。
［付記２６］
照明ビームを生成するよう構成された照明源と、
その照明ビームを受光するよう構成されたチューナブル分光フィルタと、
を備え、そのチューナブル分光フィルタが、
その分散が可調な第１チューナブル分散素子であり、照明ビームにスペクトル分散を導入するよう構成されている第１チューナブル分散素子と、
第１チューナブル分散素子から照明ビームを受光しその照明ビームを焦平面に合焦させるよう構成された第１光学素子であり、その焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御されうる第１光学素子と、
上記焦平面に所在する空間フィルタリング素子であり、その焦平面における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムをフィルタリングする空間フィルタリング素子と、
そのスペクトラムがフィルタリングされた照明ビームを空間フィルタリング素子から集光するよう構成された第２光学素子と、
第２光学素子から照明ビームを受光するよう構成された第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子の分散に対応するようその分散が設計されている第２チューナブル分散素子であり、第１チューナブル分散素子により導入されたスペクトル分散をその照明ビームから除去するよう構成されている第２チューナブル分散素子と、
を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記２７］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、空間的にコヒーレントな照明ビームを受け入れるよう第１チューナブル分散素子が構成されているチューナブル広帯域照明源。
［付記２８］
付記２７に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記空間コヒーレント照明ビームが、
超連続体レーザ光源を以て構成されるチューナブル広帯域照明源。
［付記２９］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、第１チューナブル分散素子及び第２チューナブル分散素子のうち少なくとも一方が、
回折格子を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記３０］
付記２９に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記回折格子のピッチ及び回折効率のうち少なくとも一方が可調なチューナブル広帯域照明源。
［付記３１］
付記２９に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記回折格子が、
音響光学偏向器及び電気光学偏向器のうち少なくとも一方を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記３２］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記空間フィルタリング素子が、自フィルタリングセグメント上における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムのうち一部分を阻止するフィルタリングセグメントを有するチューナブル広帯域照明源。
［付記３３］
付記３２に記載のチューナブル広帯域照明源であって、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち上記フィルタリングセグメントにより阻止される部分が制御されるチューナブル広帯域照明源。
［付記３４］
付記３２に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記フィルタリングセグメントが、
ローパスフィルタ及びハイパスフィルタのうち少なくとも一方を構成するチューナブル広帯域照明源。
［付記３５］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記フィルタリング素子が、
自アパーチャ上における照明ビームのスペクトラムの空間分布に基づきその照明ビームのスペクトラムのうち一部分を通過させるアパーチャを備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記３６］
付記３５に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記アパーチャが、
バンドパスフィルタを構成するチューナブル広帯域照明源。
［付記３７］
付記３５に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記アパーチャが、自アパーチャの幅を以て隔てられた第１フィルタリングセグメント及び第２フィルタリングセグメントを有し、照明ビームのスペクトラムのうち第１部分を阻止するよう第１フィルタリングセグメントが構成されており、その照明ビームのスペクトラムのうち第２部分を阻止するよう第２フィルタリングセグメントが構成されており、その照明ビームのスペクトラムのうち第３部分がそのアパーチャ内を伝搬して第２光学素子により集光されるチューナブル広帯域照明源。
［付記３８］
付記３７に記載のチューナブル広帯域照明源であって、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち第３部分の中心波長が制御されるチューナブル広帯域照明源。
［付記３９］
付記３５に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記アパーチャの幅が可調なチューナブル広帯域照明源。
［付記４０］
付記３９に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記アパーチャの幅を調整することで、照明ビームのスペクトラムのうち第３部分の帯域幅が制御されるチューナブル広帯域照明源。
［付記４１］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記フィルタリング素子が、
透過性フィルタリング素子及び反射性フィルタリング素子のうち少なくとも一方を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記４２］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記フィルタリング素子が、
画素化フィルタリング素子を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記４３］
付記４２に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記画素化フィルタリング素子が、
空間光変調器、マイクロミラーアレイ及び可変形鏡のうち少なくとも１個を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記４４］
付記２６に記載のチューナブル広帯域照明源であって、上記フィルタリング素子が、
１個又は複数個のアポダイズ素子を備えるチューナブル広帯域照明源。
［付記４５］
その分散が可調な第１チューナブル分散素子で以て照明ビームにスペクトル分散を導入するステップと、
その照明ビームを焦平面に合焦させるステップであり、その焦平面における照明ビームのスペクトラムの分布が、第１チューナブル分散素子の分散を調整することで制御されうるステップと、
その焦平面にてその照明ビームのスペクトラムを空間フィルタリングするステップと、
第１チューナブル分散素子の分散に対応するようその分散が設計されている第２チューナブル分散素子で以てその照明ビームのスペクトル分散を除去するステップと、
を有する広帯域照明源チューニング方法。

Claims (7)

  1. チューナブル分光フィルタであって、
    照明ビームを受光するように構成されたチューナブル分散素子であり、その分散が調整可能であり、第１の光路で照明ビームにスペクトル分散を導入するように構成されたチューナブル分散素子と、
    上記チューナブル分散素子からの照明ビームを受光して焦平面に集光する光学素子であり、焦平面における照明ビームのスペクトルの空間分散は上記チューナブル分散素子の分散を調整することで制御可能である、光学素子と、
    焦平面に配置された空間フィルタリング素子であり、焦平面における照明ビームのスペクトルの空間分散に基づいて照明ビームのスペクトルをフィルタリングしてフィルタリングされたスペクトルを有するフィルタリングされた照明ビームを形成する空間フィルタリング素子と、
    を含み、
    上記空間フィルタリング素子の少なくとも一部分が反射性であり、上記フィルタリングされた照明ビームは上記空間フィルタリング素子から反射光路に沿って上記光学素子と上記チューナブル分散素子を通って反射され、上記光学素子はさらに上記空間フィルタリング素子からのフィルタリングされた照明ビームを集光するように構成され、上記チューナブル分散素子はさらに上記光学素子からの上記フィルタリングされた照明ビームを受光してスペクトル分散を除去するように構成される、
    チューナブル分光フィルタ。
  2. 請求項１に記載のチューナブル分光フィルタであって、
    さらに、上記反射光路に沿って上記チューナブル分散素子から受光した上記フィルタリングされた照明ビームから照明ビームを分離するように構成されたビームセレクタを備える、
    チューナブル分光フィルタ。
  3. 請求項２に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記ビームセレクタは、上記照明ビームの光路上で上記チューナブル分散素子の前に配置された偏光ビームスプリッタと、上記照明ビームの光路上で上記偏光ビームスプリッタと上記チューナブル分散素子との間に配置された１／４波長板とを含み、上記偏光ビームスプリッタは上記反射光路に沿って上記チューナブル分散素子から受光した上記フィルタリングされた照明ビームから照明ビームを分離する、
    チューナブル分光フィルタ。
  4. 請求項１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記チューナブル分散素子は音響光学偏向器または電磁光学偏向器の少なくともいずれかを含む、
    チューナブル分光フィルタ。
  5. 請求項１に記載のチューナブル分光フィルタであって、上記空間フィルタリング素子はマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）である、
    チューナブル分光フィルタ。
  6. 請求項１に記載のチューナブル分光フィルタであって、さらに、上記光学素子と上記空間フィルタリング素子との間に配置され、上記光学素子からの照明ビームを受光するビームステアリング素子を含み、焦平面における照明ビームのスペクトルの空間分散は上記ビームステアリング素子の調整によりさらに制御可能である、
    チューナブル分光フィルタ。
  7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載のチューナブル分光フィルタであって、
    前記チューナブル分散素子、前記光学素子に通信可能に接続されるコントローラと、
    を含み、
    前記コントローラは、前記チューナブル分散素子の分散特性を調整することで、前記光学素子における照明ビームのスペクトル分布を調整し、
    前記チューナブル分散素子は、回折格子を含み、前記回折格子は音響光学偏向器である、
    チューナブル分光フィルタ。
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