JP5934270B2 - 一体型クロックを備えた光コヒーレンストモグラフィ用レーザ光源 - Google Patents
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Description
レーザキャビティ内の寄生反射は、レーザが同調されると、レーザパターンの強度雑音またはレーザ強度の変動を引き起こす。これは、再構成された画像におけるアーティファクトとして現れ、寄生反射間のレーザキャビティ内距離に相当するサンプル内位置において疑似形状(スプリアス特徴)として現れる。図1の実施形態では、これらのアーティファクト発生の主な原因は、可変同調フィルタ54とレンズ構造体60の間の寄生反射である。これらの2つの反射体の間の距離、すなわちICRは、サンプル340と同等の光学的距離においてレーザパターン雑音を引き起こす。これは特に、光学的距離ICRがサンプル340内の対象とする光学的距離に一致する場合に問題となる。
一般に、半導体光増幅器(SOA)52は、1つのみの優先的な偏光方向において利得を有する。上述のように、カプラ65内のファイバミラーコーティング68から反射された光は、レーザキャビティの1つのミラーとして作用する。しかし、OCT用途(偏光保持(PM)ファイバは、望まないファイバ軸に結合してより長い遅延を受ける一部の光のために、ゴースト像を生成する)において好まれることの多い単一モードファイバ(非偏光保持)は、光の偏光状態(複屈折と称される)を任意に回転させることで、同調範囲全体にわたるレーザのフィードバックを低減できる。これに加えて、ファイバのはんだ付けによる応力が、複屈折をさらに発生させる。最悪の場合には、反射光の偏光方向が、光増幅器52の好ましい偏光状態に直交する方向で終わっていると、レーザの発振が妨げられる可能性がある。
〔態様1〕
光学ベンチと、
前記光学ベンチ上の可変同調掃引源であって、スペクトル走査帯域にわたって、同調された光信号を生成する、可変同調掃引源と、
前記光学ベンチ上のクロックサブシステムであって、前記光信号が前記走査帯域にわたって同調されると、間隔を空けた周波数増分でクロック信号を生成する、クロックサブシステムと、
前記光信号を受信し、この光信号をサンプルアームと参照アームに分割し、前記サンプルアームと前記参照アームからの前記光信号を結合する干渉計と、
前記サンプルアームと前記参照アームからの前記結合された光信号を検出する検出システムと、
前記クロック信号に応答して、前記結合された光信号をサンプリングするアナログ/デジタル変換システムと、
前記アナログ/デジタル変換システムにおいて前記結合された光信号と時間的に一致するように、前記クロック信号を電子式に遅延する、電子式遅延回路とを備えた、クロック掃引源分析システム。
〔態様2〕
態様1において、前記電子式遅延回路が、前記干渉計における光信号の遅れに相当する量だけ、前記クロック信号を遅延する、クロック掃引源分析システム。
〔態様3〕
態様1または2において、前記可変同調掃引源によって生成される前記光信号の一部は、前記クロックサブシステムに導かれる、クロック掃引源分析システム。
〔態様4〕
態様1から3のいずれか一態様において、前記可変同調掃引源は前側反射器および後側反射器を有するレーザであり、
前記前側反射器を通して前記光信号が提供され、前記後側反射器を通して、前記可変同調レーザ光源において生成された光が前記クロックサブシステムに提供され、
前記前側反射器および前記後側反射器は、前記可変同調レーザ光源のレーザキャビティを画定している、クロック掃引源分析システム。
〔態様5〕
態様1から4のいずれか一態様において、さらに、
前記光学ベンチ上の少なくとも1つのレンズ構成要素であって、前記クロックサブシステムによって受光された、前記可変同調掃引源からの前記光信号を平行にする、レンズ構成要素を備えた、クロック掃引源分析システム。
〔態様6〕
態様1から5のいずれか一態様において、前記クロックサブシステムは、
前記同調信号をスペクトルフィルタリングする光フィルタと、
前記光フィルタによってフィルタリングされた前記光信号を検出する検出器とを有する、クロック掃引源分析システム。
〔態様7〕
態様1から6のいずれか一態様において、前記クロックサブシステムは、
前記同調信号をスペクトルフィルタリングするエタロンと、
前記エタロンによってフィルタリングされた前記光信号を検出して、前記クロック信号を生成する検出器と、
前記光信号の一部を前記エタロンに導き、前記エタロンから戻る前記フィルタリングされた光信号を前記検出器に導くビームスプリッタとを有する、クロック掃引源分析システム。
〔態様8〕
態様1から7のいずれか一態様において、さらに、
前記クロックサブシステムによって生成された前記クロック信号に応じて、クロック周波数を増加させる周波数逓倍器を備えた、クロック掃引源分析システム。
〔態様9〕
可変同調掃引源に対するクロック信号を生成する方法であって、
同調光信号を生成する工程であって、前記同調光信号は、光学ベンチ上に少なくとも一部が組み込まれた可変同調掃引源のスペクトル走査帯域にわたって走査される、工程と、
前記光学ベンチ上に取り付けられたフィルタによって、前記同調光信号の光の一部をフィルタリングする工程と、
前記光学ベンチ上に取り付けられたクロックサブシステムの検出器によって、前記フィルタによりフィルタリングされた光からクロック信号を生成する工程であって、前記クロック信号は、固定の周波数増分による前記光同調信号の走査を示す、工程と、
この同調光信号をサンプルアームと参照アームに分割し、前記サンプルアームと前記参照アームからの前記同調光信号を結合する工程と、
前記サンプルアームと前記参照アームからの結合された光信号を検出する工程と、
前記クロック信号に応答して、前記結合された光信号をサンプリングする工程と、
前記アナログ/デジタル変換システムにおいて前記結合された光信号と時間的に一致するように、前記クロック信号を電子式に遅延する工程とを備えた、クロック信号生成方法。
〔態様10〕
態様9において、前記クロック信号が、前記サンプルアームと前記参照アームを含む光信号の干渉計における遅れに相当する量だけ遅延される、クロック信号生成方法。
〔態様11〕
態様9または10において、さらに、
前記可変同調掃引源によって生成された前記光信号の一部を、前記クロックサブシステムに導く工程を備えた、クロック信号生成方法。
〔態様12〕
態様9から11のいずれか一態様において、前記可変同調掃引源は、前側反射器および後側反射器を有するレーザであり、
前記前側反射器を通して前記光信号が提供され、前記後側反射器を通して、前記可変同調レーザ光源において生成された光が前記クロックサブシステムに提供され、
前記前側反射器および前記後側反射器は、前記可変同調レーザ光源のレーザキャビティを画定している、クロック信号生成方法。
〔態様13〕
態様9から12のいずれか一態様において、さらに、
前記フィルタによって受信された前記光信号を平行にする工程を備えた、クロック信号生成方法。
〔態様14〕
態様9から13のいずれか一態様において、さらに、
前記クロック信号が、前記結合された光信号をサンプリングするのに用いられるよりも前に、当該クロック信号を周波数逓倍する工程を備えた、クロック信号生成方法。
110 光学ベンチ
200 クロックサブシステム
Claims (21)
- 光信号を用いてサンプルを分析する干渉計と、
前記光信号を生成する可変同調レーザとを備えた、光コヒーレンス分析システムであって、
前記可変同調レーザは、
この可変同調レーザのレーザキャビティ内で前記光信号を増幅する利得媒質、
スペクトル走査帯域にわたって前記光信号を同調する可変同調フィルタ、および、
前記レーザキャビティ内の光学的距離を増加させて、寄生反射から生じる雑音のピークを、前記サンプル内のより大きい深さに相当する位置に移動させるように、前記レーザキャビティ内に挿入されるキャビティ拡張器を有する、光コヒーレンス分析システム。 - 請求項1において、前記可変同調フィルタと前記利得媒質の間の光学的距離を増加させるように、前記キャビティ拡張器は、前記可変同調フィルタと前記利得媒質の間に配置されている、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記利得媒質は半導体利得媒質である、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記可変同調フィルタはファブリペロー可変同調フィルタを含む、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記可変同調フィルタはMEMSファブリペロー可変同調フィルタを含む、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記可変同調フィルタはMEMSの傾斜した反射型ファブリペロー可変同調フィルタを含む、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記キャビティ拡張器は反射防止コーティングされた透過性の基材を有する、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記キャビティ拡張器は、前記レーザキャビティの光学軸に対して傾斜した透過性の基材を有する、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記キャビティ拡張器はレンズ構成要素と前記可変同調フィルタの間の光学的距離を拡大するものであり、前記レンズ構成要素は、前記可変同調フィルタと前記利得媒質の間の光を結合する、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記キャビティ拡張器はシリコンから作製されている、光コヒーレンス分析システム。
- 請求項1において、前記キャビティ拡張器はシリカから作製されている、光コヒーレンス分析システム。
- サンプルを分析するために、光信号を用いる干渉計と、
前記光信号を生成する可変同調レーザとを備えた、光コヒーレンス分析システムであって、
前記可変同調レーザは、
この可変同調レーザのレーザキャビティ内で前記光信号を増幅する利得媒質、
スペクトル走査帯域にわたって前記光信号を同調する可変同調フィルタ、および、
前記レーザキャビティ内の2つのキャビティ内反射器間の光学的距離を増加させて、寄生反射から生じる雑音のピークを、前記サンプル内のより大きい深さに相当する位置に移動させるように、前記2つのキャビティ内反射器間に挿入されるキャビティ拡張器を有する、光コヒーレンス分析システム。 - 周波数同調光信号を生成する可変同調レーザであって、
前記可変同調レーザのレーザキャビティ内で光信号を増幅する利得媒質と、
スペクトル走査帯域にわたって前記光信号を同調する可変同調フィルタと、
前記レーザキャビティ内の2つのキャビティ内反射器間の光学的距離を増加させて、前記レーザキャビティ内の寄生反射から生じるパターン雑音を、前記周波数同調光信号を用いて分析されるサンプル内のより大きい深さに相当する方向に移動させるように、前記2つのキャビティ内反射器間に挿入されるキャビティ拡張器とを備えた、可変同調レーザ。 - レーザパターン雑音を低減している光コヒーレンス分析のための同調光信号を生成する方法であって、
利得媒質、キャビティ内同調素子、および、前記利得媒質と前記キャビティ内同調素子の間の光を結合する少なくとも1つのレンズ構成要素を含む、一連の光学素子を有するレーザキャビティ内において、前記同調光信号を生成する工程と、
前記同調光信号を光コヒーレンス分析システムに導く工程と、
光学素子間の光学的距離を増加させて、寄生反射から生じる雑音のピークを、前記光コヒーレンス分析によって分析されるサンプル内のより大きい深さに相当する位置に移動させるように、前記レーザキャビティ内に透過性の高屈折率の構成要素を挿入する工程とを備えた、同調光信号生成方法。 - 請求項14において、前記挿入工程は、前記レンズ構成要素と前記キャビティ内同調素子との間に、前記透過性の高屈折率の構成要素を挿入する工程を含む、同調光信号生成方法。
- 請求項14において、前記利得媒質は半導体利得媒質である、同調光信号生成方法。
- 請求項14において、前記キャビティ内同調素子はファブリペロー可変同調フィルタを含む、同調光信号生成方法。
- 請求項14において、さらに、
反射防止コーティングされた透過性の高屈折率の構成要素を備えた、同調光信号生成方法。 - 請求項14において、さらに、
前記レーザキャビティの光学軸に対して、前記透過性の高屈折率の構成要素を傾斜させる工程を備えた、同調光信号生成方法。 - 請求項14において、前記キャビティ拡張器はシリコンから作製されている、同調光信号生成方法。
- 請求項14において、前記キャビティ拡張器はシリカから作製されている、同調光信号生成方法。
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