JP6008299B2 - 光干渉計、情報取得装置、及び情報取得方法 - Google Patents
光干渉計、情報取得装置、及び情報取得方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6008299B2 JP6008299B2 JP2013536406A JP2013536406A JP6008299B2 JP 6008299 B2 JP6008299 B2 JP 6008299B2 JP 2013536406 A JP2013536406 A JP 2013536406A JP 2013536406 A JP2013536406 A JP 2013536406A JP 6008299 B2 JP6008299 B2 JP 6008299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- frequency
- laser
- wavelength
- amplitude
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 209
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 127
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 116
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 53
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 40
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 25
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
- G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
- G01J3/4535—Devices with moving mirror
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/04—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by beating two waves of a same source but of different frequency and measuring the phase shift of the lower frequency obtained
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
- G01N2021/653—Coherent methods [CARS]
- G01N2021/655—Stimulated Raman
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
まず、誘導ラマン散乱について簡単に説明する。
図1は誘導ラマン散乱(SRS:Stimulated Raman Scattering)過程における照射光と散乱光とを示す模式図である。図2Aは誘導ラマン散乱に用いる励起光とストークス光とを示す模式図である。図2Aでは、ストークス光が振幅変調されている場合を図示するが、後述する通り、励起光が振幅変調されていてもよい。図2Bは誘導ラマン散乱過程を誘導ラマンロス効果または誘導ラマン散乱ラマンゲイン効果で検出する原理を説明する模式図である。
次に、誘導ラマン散乱過程を利用した光干渉計について説明する。
まず、光干渉計の構成について説明する。
図4は本発明の第1の実施の形態に係る光干渉計の構成の一例を示す概略図である。図4に示すように、光干渉計10は、振動数の異なる2種類のレーザ光を射出する光源20を備えている。光源20は、励起光として使用される振動数ωpのレーザ光を射出するレーザ22、ストークス光として使用される振動数ωsのレーザ光を射出するレーザ24、及びレーザ22の発振とレーザ24の発振とを同期させる同期回路26を備えている。本実施の形態では、レーザ22及びレーザ24として、ピコ秒、フェムト秒等とパルス幅が短く、且つ高周波数で繰り返し発振可能なパルスレーザを用いる例について説明する。
次に、上記の光干渉計の動作について簡単に説明する。
光干渉計10では、レーザ22とレーザ24とが同期されて発振し、レーザ22から振動数ωpのレーザ光が射出され、レーザ24から振動数ωsのレーザ光が射出される。レーザ22から射出された振動数ωpのレーザ光は、ビームスプリッタ30に入射し、ビームスプリッタ30により「参照光」と「励起光」とに分割される。
図5は図4に示す光干渉計の動作を示す概念図である。図5に示すように、本実施の形態では、レーザ22から射出された振動数ωpのレーザ光(励起光)を、参照光と試料Sに照射する励起光とに分割する。参照光は、周波数変調素子38により周波数変調される。また、レーザ24から射出された振動数ωsのレーザ光(ストークス光)から、振幅変調素子50により振幅変調されたストークス光を生成する。試料Sに励起光と振幅変調されたストークス光とを照射することで、ストークス光と同様に振幅変調されたSRG光及びSRL光が得られる。
ここで、光ヘテロダイン干渉による信号強度の増幅原理について説明する。
誘導ラマン散乱過程で得られるSRG光の強度変化及びSRL光の強度変化はいずれも微弱である。光ヘテロダイン干渉させることで、信号光として使用されるSRL光の強度変化が増幅されることになる。
まず、光ヘテロダイン干渉により、周波数fを有するうなり信号が新たに発生することが分かる。例えば、参照光を周波数変調して、信号光の周波数Fを1000Hz、参照光の周波数(F+f)を1005Hzに設定すると、周波数5Hzのうなり信号が発生する。上記うなり信号を同期検波器等で選別検出することにより、高いS/Bで計測を行うことができる。
上述した通り、誘導ラマン散乱では、励起光の波長が長くなると散乱光の強度が低下するため、励起光及びストークス光の波長帯域が制限される。しかしながら、本実施の形態では、光ヘテロダイン干渉により干渉光の強度は参照光の電場振幅倍に増幅されるので、励起光及びストークス光の波長帯域の制限が緩和される。例えば、励起光及びストークス光の波長帯域を、1000nm以上とすることも可能である。励起光の波長を長くすることで、深さ方向での計測範囲が拡大する。
従来の光断層画像法(OCT:Optical Coherence Tomography)などの光干渉画像法では、反射光若しくはレイリー散乱光と参照光との干渉により位相情報を記録する。これに対して、本実施の形態では、誘導ラマン散乱で得られたSRG光又はSRL光と参照光との干渉により位相情報を記録する。本実施の形態では、標的分子の固有振動数に応じてストークス光の周波数を変えて(即ち、分子の種類毎に)干渉による信号を取得して、位相情報を記録することができる。
図6Aは光干渉画像法により対象物の所定深さにおける位相干渉像が取得される原理を説明する説明図である。図6Bは信号光と参照光との位相差を示す模式図である。図6Aに示すように、内部に積層構造を有する試料からの反射により信号光を得る場合には、深部からの反射光ほど深さに比例した時間及び位相遅れを生じる。光干渉画像法では、図6Bに示すように、参照光の光路長を変化させて(即ち、光路長を掃引して)、信号光と参照光の時間的重なりを調整すると共に位相差を調整する。本実施の形態では、光学遅延装置40により、信号光と参照光の時間的重なりを調整すると共に位相差を調整することができる。
次に、光干渉計の出力信号について説明する。
図7A、図7B、図7C及び図7Dの各々は、図4に示す光干渉計の出力信号を示す模式図である。図7Aに示すように、振幅変調されたSRL光(信号光)と、周波数fで周波数変調された参照光とを光ヘテロダイン干渉させると、分子との共鳴によりSRL光が得られている場合には、時間領域で見ると振幅変調された干渉信号(インターフェログラム)が検出される。
次に、第2の実施の形態に係る光干渉計について説明する。
図8は本発明の第2の実施の形態に係る光干渉計の構成の一例を示す概略図である。第2の実施の形態に係る光干渉計10Aは、励起光とストークス光を逆転させるように構成した以外は、第1の実施の形態と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図9に示すように、本実施の形態では、レーザ24から射出された振動数ωsのレーザ光(ストークス光)を、参照光と試料Sに照射するストークス光とに分割する。参照光は、周波数変調素子38により周波数変調される。また、レーザ22から射出された振動数ωpのレーザ光(励起光)から、振幅変調された励起光を生成する。試料Sに振幅変調された励起光とストークス光とを照射することで、励起光と同様に振幅変調されたSRG光及びSRL光が得られる。
なお、上記第1及び第2の実施の形態では、2台のレーザと2台のレーザの発振を同期させる同期回路を備える光源を用いる例について説明したが、光源の構成はこれに限定される訳ではない。誘導ラマン散乱過程に必要な、振動数ωpの励起光と振動数ωsのストークス光とを射出できる光源であれば特に制限はない。以下に、光源の変形例を例示する。
次に、第3の実施の形態に係る光干渉計について説明する。
図14は本発明の第3の実施の形態に係る光干渉計の構成の一例を示す概略図である。第3の実施の形態に係る光干渉計10Bは、off-axis光学系を構成するように各要素を配置したものである。光干渉計10Bの各要素の構成及び基本動作は、同軸光学系を用いた第1の実施の形態と同様であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。
光干渉計10Bでは、光源20Dから振動数ωpのレーザ光と振動数ωsのレーザ光とが射出される。光源20Dから射出された振動数ωpのレーザ光は、反射ミラー31で反射されて、ビームスプリッタ30に入射する。ビームスプリッタ30の反射面30Aは、振動数ωpのレーザ光の一部を反射し且つ残部を透過する。ここでは、「励起光」を透過し且つ「参照光」を反射する。即ち、振動数ωpのレーザ光は、ビームスプリッタ30により「励起光」と「参照光」とに分割される。
図14に示すoff-axis光学系を有する光干渉計と同じ構成を備える光干渉計を用意した。主な光学要素の詳細を以下に記載する。なお、その他の光学要素としては、汎用の光学素子を用いた。
(1)励起レーザ70:
Nd:YVO4レーザの第二高調波を用いて、モード同期のチタンサファイアレーザを励起する励起レーザを使用した。Nd:YVO4レーザとしては、Coherent社製の製品名「Verdi-V18」を用いた。チタンサファイアレーザとしては、Coherent社製の製品名「Mira-HP」を用いた。
(2)波長変換装置72A/72B:
PP結晶を用いた光パラメトリック発振器(OPO)を用いた。励起光用のOPO-I及びストークス光用のOPO- IIの各々としては、Angewandte Physik & Electronik GmbH社製の製品名「OPO PP Automatic」を用いた。
(3)振幅変調素子50/周波数変調素子38:
電気光学変調素子(EOM)を用いた。振幅変調素子用のEOM及び周波数変調素子用のEOMの各々としては、CONOPTICS社製の製品名「M-360-160(MD)LNB」を用いた。
(4)光学遅延装置40:
一対のミラーと同等の機能を果たすリトロリフレクターをピエゾ素子で駆動する微動光学遅延装置と、一対のミラーと同等の機能を果たすリトロリフレクターをメカニカルに駆動する粗動光学遅延装置とを組み合わせて用いた。微動光学遅延装置が、図14の光学遅延装置40に相当する。粗動光学遅延装置は、光路長を調節するために配置されるものである。本実施例では、周波数変調素子38と光学遅延装置40との間、ビームスプリッタ30と反射ミラー32との間の各々に、粗動光学遅延装置を配置した。微動光学遅延装置としては、Physik Instrumente GmbH社製の製品名「P-753.11C」を用いた。粗動光学遅延装置としては、シグマテック社製の製品名「FS-1020X」を用いた。
(5)光検出器60:
InGaAsフォトダイオード(PD)を用いた。PDは、Electro-Optics Technology. Inc.社製の製品名「ET-3040」である。
Nd:YVO4レーザの第二高調波(波長532nm、出力14.5W)を用いてモード同期チタンサファイアレーザ(波長800nm、パルス幅2ps、出力3.8W、パルス繰り返し76.1MHz)を励起し、得られた出力を2つに分割して、励起光用のOPO-Iとストークス光用のOPO-IIとに導入した。
OPO-IIからの出力(ストークス光)をInGaAsフォトダイオードで検出し、オシロスコープ(TEKTRONIKS社製の製品名「MDO 4104-6」)に取り込んだ結果を図15に示す。縦軸は光強度(Intensity)を表す。単位は任意単位(a.u.)である。横軸は時間を表す。単位はマイクロ秒(μs)である。図15に示すように、OPO-IIから光パルスが13ナノ秒(ns)の間隔で出力されており、その強度がほぼ一様であることがわかる。この出力に対して、振幅変調用のEOMによって3MHzのサイン関数で変調をかけたときの結果を図16に示す。図15と同様に、縦軸は光強度(Intensity)を表し、横軸は時間を表す。図16に示すように、光パルスの強度が周期的に変化しており、2マイクロ秒(μs)の時間内に6周期含まれていることが分かる。この変化の周波数が3MHzに対応する。
周波数変調用のEOMによる変調をかけていないOPO-Iの局所発振光(LO)を、ミックスドドメインオシロスコープ(TEKTRONIKS社製の製品名「MDO 4104-6」)に取り込み、周波数領域でのスペクトルを得た結果を図17に示す。縦軸は光強度(Intensity)を表す。単位はデシベル(dB)である。横軸は周波数(Frequency)を表す。単位はMHzである。図17に示すスペクトルにおいて、76.1MHzに見られるシャープなバンドは、レーザのパルス繰り返し周波数に対応する。この出力に対して、周波数変調用のEOMを用いて20MHzのサイン関数で変調をかけた結果を図18に示す。図17と同様に、縦軸は光強度(Intensity)を表し、横軸は周波数(Frequency)を表す。図18に示すように、周波数56.1MHzと96.1MHzとにバンドが見られ、元の周波数76.1MHzのレーザ出力に対して20MHzの変調がかかっていることが分かる。即ち、EOMを用いて数十MHzの周波数変調をかけることが可能であることが実証された。
試験試料としてポリスチレンフィルム(旭化成ケミカルズ社製の製品名「OPSフィルム(GMグレード)」、厚さ100μm(=25μm×4層))を用い、ポリスチレンのベンゼン環呼吸振動の固有振動数(1003cm−1)を、誘導ラマン散乱の共鳴対象として選択した。励起光の波長を1100nmに固定し、ストークス光の波長を1100nm〜1600nmの範囲で変化させながら、励起光とストークス光とを照射した。励起光とストークス光とを両光が試料内で交差するように照射した。励起光とストークス光との遅延時間を掃引した結果を図19に示す。縦軸は光強度(Intensity)を表す。単位は任意単位(a.u.)である。横軸は遅延時間(Time delay)を表す。単位はピコ秒(ps)である。
上記した通り、ポリスチレンのベンゼン環呼吸振動の固有振動数(1003cm−1)を誘導ラマン散乱の共鳴対象として、誘導ラマン散乱光と参照光との光ヘテロダイン干渉による干渉信号の観測を行った。OPO-Iの出力を波長1100nmに固定して、誘導ラマン散乱過程における励起光及び参照光(局所発振光LO)として用いた。OPO-IIの出力を波長1236nmに固定して、誘導ラマン散乱過程におけるストークス光として用いた。ストークス光にはEOMにより3MHzのサイン関数で振幅変調をかけた。参照光LOにはEOMにより10MHzのサイン関数で周波数変調をかけた。
Claims (15)
- 可干渉性の第1の光、及び前記第1の光の振動数に対して標的分子の固有振動数に相当する振動数差を有する第2の光を射出する光源と、
前記第2の光の振幅を変調する振幅変調手段と、
前記第1の光を参照光と第1の照射光とに分割する分割手段と、
前記参照光の周波数を変調する周波数変調手段と、
前記参照光の光路長を調整する光路長調整手段と、
振幅変調された第2の光を第2の照射光として、前記第1の照射光と前記第2の照射光とが対象物の計測位置に照射されたときに前記第1の光と前記第2の光の振動数差が標的分子と共鳴して前記振幅変調に応じて誘導ラマンロス又は誘導ラマンゲインが生じた第1の光を信号光とし、当該信号光と周波数変調された参照光とのヘテロダイン干渉光を検出する検出手段と、
を有する光干渉計。 - 可干渉性の第1の光、及び前記第1の光の振動数に対して標的分子の固有振動数に相当する振動数差を有する第2の光を射出する光源と、
前記第2の光の振幅を変調する振幅変調手段と、
前記第1の光を参照光と第1の照射光とに分割する分割手段と、
前記第1の照射光の周波数を変調する周波数変調手段と、
前記参照光の光路長を調整する光路長調整手段と、
振幅変調された第2の光を第2の照射光とし、前記周波数変調された第1の照射光と前記第2の照射光とが対象物の計測位置に照射されたときに前記第1の光と前記第2の光の振動数差が標的分子と共鳴して前記振幅変調に応じて誘導ラマンロス又は誘導ラマンゲインが生じた第1の光を信号光とし、当該信号光と前記参照光とのヘテロダイン干渉光を検出する検出手段と、
を有する光干渉計。 - 前記第1の照射光を励起光とし、前記第2の照射光をストークス光とした場合に、
前記振幅変調に応じて誘導ラマンロスが生じた励起光を信号光とする、
請求項2または請求項3に記載の光干渉計。 - 前記第1の照射光をストークス光とし、前記第2の照射光を励起光とした場合に、
前記振幅変調に応じて誘導ラマンゲインが生じたストークス光を信号光とする、
請求項2または請求項3に記載の光干渉計。 - 前記光源が、前記第1の光を射出する第1のレーザ、前記第2の光を射出する第2のレーザ、及び前記第1のレーザの発振と前記第2のレーザの発振とを同期させる同期回路を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記光源が、1つのレーザと、当該1つのレーザから射出された光を波長変換して前記第1の光及び前記第2の光を生成する波長変換装置と、を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記光源が、1つのレーザと、当該1つのレーザから射出された光を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する波長変換装置と、前記波長変換装置の光出射側に配置され且つ前記波長が異なる2つの可干渉光の少なくとも一方を波長変換する少なくとも1つの波長変換素子と、を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記光源が、1つのレーザと、当該1つのレーザから射出された光を2光波に分岐する分岐手段と、分岐された一方の光波を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する第1の波長変換装置と、分岐された他方の光波を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する第2の波長変換装置と、第1の波長変換装置及び第2の波長変換装置で生成された4つの可干渉光の中から2つの可干渉光を選択する選択手段と、を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記光源が、第1のレーザ、第2のレーザ、前記第1のレーザの発振と前記第2のレーザの発振とを同期させる同期回路、前記第1のレーザから射出された光を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する第1の波長変換装置、前記第1の波長変換装置で生成された2つの可干渉光の中から1つの可干渉光を選択する第1の選択手段と、前記第2のレーザから射出された光を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する第2の波長変換装置、前記第2の波長変換装置で生成された2つの可干渉光の中から1つの可干渉光を選択する第2の選択手段と、を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記光源が、1つのレーザと、当該1つのレーザから射出された光を2光波に分岐する分岐手段と、分岐された一方の光波を波長変換して波長が異なる2つの可干渉光を生成する第1の波長変換装置と、分岐された他方の光波及び第1の波長変換装置で生成された2つの可干渉光からなる3つの可干渉光の中から2つの可干渉光を選択する選択手段と、を有する、請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 前記振幅変調に応じて誘導ラマンロス又は誘導ラマンゲインが生じた第2の光の強度変化を計測する計測手段を更に備えた、請求項2から請求項11までの何れか1項に記載の光干渉計。
- 可干渉性の第1の光、及び前記第1の光の振動数に対して標的分子の固有振動数に相当する振動数差を有する第2の光を射出する光源と、
前記第2の光の振幅を変調する振幅変調手段と、
前記第1の光を参照光と第1の照射光とに分割する分割手段と、
前記参照光又は前記第1の照射光の周波数を変調する周波数変調手段と、
前記参照光の光路長を調整する光路長調整手段と、
振幅変調された第2の光を第2の照射光として、前記第1の照射光と前記第2の照射光とが対象物の計測位置に照射されたときに前記第1の光と前記第2の光の振動数差が標的分子と共鳴して前記振幅変調に応じて誘導ラマンロス又は誘導ラマンゲインが生じた第1の光を信号光とし、当該信号光と前記参照光とのヘテロダイン干渉光を検出する検出手段と、
前記調整された光路長、前記標的分子の固有振動数、及び前記検出手段で検出された干渉光に基づいて、前記信号光と前記参照光の位相差で表される位相情報と分子の種類を識別する分子識別情報とを取得する第1の情報取得手段と、
を有する情報取得装置。 - 前記計測位置を相対移動させて前記対象物を走査する走査手段と、
前記走査手段により対象物を走査して複数の計測位置で取得された前記位相情報と前記分子識別情報とに基づいて、位相干渉像に分子識別機能が付加された前記対象物の立体画像又は断層画像を表す画像情報を取得する第2の情報取得手段と、
を更に備えた請求項13に記載の情報取得装置。 - 可干渉性の第1の光、及び前記第1の光の振動数に対して標的分子の固有振動数に相当する振動数差を有する第2の光を用い、
前記第2の光の振幅を変調して第2の照射光とし、
前記第1の光を参照光と第1の照射光とに分割し、
前記参照光又は前記第1の照射光の周波数を変調し、
前記参照光の光路長を調整し、
前記第1の照射光と前記第2の照射光とが対象物の計測位置に照射されたときに前記第1の光と前記第2の光の振動数差が標的分子と共鳴して前記振幅変調に応じて誘導ラマンロス又は誘導ラマンゲインが生じた第1の光を信号光として、当該信号光と前記参照光とのヘテロダイン干渉光を検出し、
前記調整された光路長、前記標的分子の固有振動数、及び前記検出手段で検出された干渉光に基づいて、前記信号光と前記参照光の位相差で表される位相情報と分子の種類を識別する分子識別情報とを取得する、
を有する情報取得方法。 - 前記計測位置を相対移動させて前記対象物を走査し、
複数の計測位置で取得された前記位相情報と前記分子識別情報とに基づいて、前記位相干渉像に分子識別機能が付加された前記対象物の立体画像又は断層画像を表す画像情報を取得する、
請求項15に記載の情報取得方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011218220 | 2011-09-30 | ||
JP2011218220 | 2011-09-30 | ||
PCT/JP2012/074962 WO2013047698A1 (ja) | 2011-09-30 | 2012-09-27 | 光干渉計、情報取得装置、及び情報取得方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013047698A1 JPWO2013047698A1 (ja) | 2015-03-26 |
JP6008299B2 true JP6008299B2 (ja) | 2016-10-19 |
Family
ID=47995725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013536406A Active JP6008299B2 (ja) | 2011-09-30 | 2012-09-27 | 光干渉計、情報取得装置、及び情報取得方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9599454B2 (ja) |
EP (1) | EP2762859B1 (ja) |
JP (1) | JP6008299B2 (ja) |
WO (1) | WO2013047698A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5901346B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2016-04-06 | 学校法人 埼玉医科大学 | 計測装置及び計測方法 |
JP6324709B2 (ja) * | 2013-11-27 | 2018-05-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 光計測装置及び光計測方法 |
WO2015115221A1 (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | 学校法人埼玉医科大学 | 計測装置及び計測方法 |
US9658162B2 (en) * | 2014-03-07 | 2017-05-23 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for direct measurement of the amplitude and/or phase of a molecular vibration |
JP2016018978A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | キヤノン株式会社 | 光パルス同期装置、照明装置、光学顕微鏡および光パルスの同期方法 |
AU2016339956B2 (en) * | 2015-10-13 | 2021-07-01 | Omega Biosystems Incorporated | Multi-modal fluorescence imaging flow cytometry system |
WO2017217534A1 (ja) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 学校法人埼玉医科大学 | 被験対象可視化装置 |
US10113953B2 (en) | 2016-08-22 | 2018-10-30 | Institut National D'optique | Method and device for determining the presence of a spill of a petroleum product by the detection of a petroleum-derived volatile organic compound |
US20180188019A1 (en) * | 2016-12-31 | 2018-07-05 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Hybrid Raman And Optical Coherence Tomography Imaging |
US11944407B2 (en) | 2019-04-29 | 2024-04-02 | Atonarp Inc. | Hybrid optical system |
WO2021029823A1 (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Agency For Science, Technology And Research | Optical system and method of forming the same |
US20230026894A1 (en) * | 2020-01-09 | 2023-01-26 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Light Detection Device and Light Detection Method |
CN112229804B (zh) * | 2020-09-17 | 2021-07-06 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 具有温场调控功能的非共轴透射式超快瞬态吸收系统和测量方法 |
CN113777073B (zh) * | 2021-08-12 | 2024-05-14 | 香港理工大学深圳研究院 | 一种基于光学相位放大的气体检测方法和系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59209937A (ja) | 1983-05-13 | 1984-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | ワイパ制御装置 |
JPH055698A (ja) * | 1990-08-15 | 1993-01-14 | Hitachi Ltd | 光計測装置および光学的計測方法 |
EP1853885A4 (en) | 2005-01-21 | 2011-10-05 | Harvard College | TUNABLE OPTICAL PARAMETRIC OSCILLATOR LASER SYSTEM FOR NON-LINEAR VIBRATORY SPECTROSCOPY |
US7586618B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-09-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Distinguishing non-resonant four-wave-mixing noise in coherent stokes and anti-stokes Raman scattering |
DE102007021378A1 (de) | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Ape Angewandte Physik Und Elektronik Gmbh | Verfahren und optische Anordnung zum Erzeugen eines nicht-linearen optischen Signals an einem durch ein Anregungsfeld angeregten Material sowie Verwendung des Verfahrens und der optischen Anordnung |
US8027032B2 (en) * | 2008-08-22 | 2011-09-27 | President & Fellows Of Harvard College | Microscopy imaging system and method employing stimulated raman spectroscopy as a contrast mechanism |
JP2010145270A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Yokogawa Electric Corp | 誘導ラマン分光分析装置 |
DE112010003904T5 (de) * | 2009-10-02 | 2013-03-07 | Imra America, Inc. | Optische Signalverarbeitung mit modengekoppelten Lasern |
JP5649828B2 (ja) * | 2010-02-03 | 2015-01-07 | オリンパス株式会社 | レーザ顕微鏡装置 |
US9001321B2 (en) * | 2010-02-10 | 2015-04-07 | Osaka University | Microscope and observation method |
JP5389113B2 (ja) | 2011-08-08 | 2014-01-15 | 株式会社東芝 | 医用画像撮影装置 |
-
2012
- 2012-09-27 JP JP2013536406A patent/JP6008299B2/ja active Active
- 2012-09-27 WO PCT/JP2012/074962 patent/WO2013047698A1/ja active Application Filing
- 2012-09-27 EP EP12837200.0A patent/EP2762859B1/en not_active Not-in-force
- 2012-09-27 US US14/348,495 patent/US9599454B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9599454B2 (en) | 2017-03-21 |
EP2762859A4 (en) | 2015-08-05 |
EP2762859B1 (en) | 2019-08-21 |
US20140253919A1 (en) | 2014-09-11 |
JPWO2013047698A1 (ja) | 2015-03-26 |
WO2013047698A1 (ja) | 2013-04-04 |
EP2762859A1 (en) | 2014-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6008299B2 (ja) | 光干渉計、情報取得装置、及び情報取得方法 | |
US9594023B2 (en) | Measurement apparatus and measurement method | |
JP5643329B2 (ja) | 多重パルスインパルシブ誘導ラマン分光装置および測定方法 | |
JP5329449B2 (ja) | 顕微鏡イメージングを実行する方法 | |
JP5037929B2 (ja) | テラヘルツ波を用いた対象物の情報取得装置及び方法 | |
JP5519152B2 (ja) | 光学顕微鏡法を用いて解剖学的サンプルに関わる情報を取得するための装置 | |
US20160047750A1 (en) | Device and method for stimulated raman detection | |
JP2007298461A (ja) | 偏光感受光画像計測装置 | |
JP5713501B2 (ja) | ホモダイン検波方式電磁波分光測定システム | |
US10345224B2 (en) | Optical response measuring device and optical response measuring method | |
JP6512756B2 (ja) | 光源装置およびこれを用いた情報取得装置 | |
CN110274880A (zh) | 一种高精度空间分辨的光谱探测方法和系统 | |
EP3474001B1 (en) | Test object visualizing device | |
JP6877713B2 (ja) | 周波数シフトテラヘルツ波発生装置及び発生方法、周波数シフトテラヘルツ波計測装置及び計測方法、断層状態検出装置及び検出方法、サンプル特性計測装置、計測方法 | |
JP2013195176A (ja) | 電磁波パルス測定装置及び方法、及びそれを用いた応用装置 | |
JP2014092425A (ja) | 光干渉断層撮像装置及び光干渉断層撮像方法 | |
JP2015230469A (ja) | 光源装置およびそれを用いた情報取得装置 | |
EP4129156A1 (en) | Optical coherence tomography device, imaging method, and non-transitory computer-readable medium in which imaging program is stored | |
JP2010175271A (ja) | 光断層画像表示システム | |
JP2017102265A (ja) | 走査型顕微鏡 | |
JP2014126491A (ja) | 情報取得システム、情報取得装置、および情報取得方法 | |
JPWO2015115221A1 (ja) | 計測装置及び計測方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211 Effective date: 20140220 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150807 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160816 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160902 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6008299 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |