JP6936769B2

JP6936769B2 - 光ファイバ回転ジョイント、ならびにその使用方法および製造方法

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Publication number: JP6936769B2
Application number: JP2018100105A
Authority: JP
Inventors: 山田　大輔; 大輔山田
Original assignee: Canon USA Inc
Current assignee: Canon USA Inc
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-05-25
Also published as: JP2019055174A; US10895692B2; EP3418785A3; US20180348439A1; EP3418785A2

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１７年６月１日に出願した米国特許出願第６２／５１３，８２９号に関し、その優先権を主張するものであり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、光学イメージングの分野に関し、より詳細には、限定するものではないが、ともに使用するための、光ファイバカテーテル、内視鏡、および／または光干渉断層計（ＯＣＴ）、ならびに／あるいは蛍光機器、ならびにシステム、および方法、および記憶媒体などの、１つまたは複数の光学機器、システム、（使用および／または製造する）方法、および記憶媒体と共に使用することができる、構造的コンパクトさおよび高いカップリング効率を実現するための光ファイバ回転ジョイントに関する。光ファイバ回転ジョイントの使用を伴い得る光応用の例には、限定するものではないが、胃腸、耳鼻咽喉学、心臓、および／または眼科の応用のため等、生体または組織をイメージングし、評価し、特徴付け／特定することが含まれる。

光ファイバカテーテルおよび内視鏡は、内部器官にアクセスするために開発された。例えば、心臓病学において、ＯＣＴ（光干渉断層計）は、カテーテルを用いて深さ方向に分解された血管の画像を見るために開発されている。シース、コイル、および光プローブを含み得るカテーテルは、冠状動脈に誘導され得る。

光干渉断層計（ＯＣＴ）は、組織または材料の高分解能断面画像を得るための技法であり、リアルタイム視覚化を可能にする。ＯＣＴ技法の目的は、フーリエ変換またはマイケルソン干渉計による等、干渉光学系または干渉法を用いることによって光の時間遅延を測定することである。光源からの光は、送られて、スプリッタ（例えば、ビームスプリッタ）を用いて参照アームとサンプル（または測定）アームに分割される。参照ビームは、参照アーム内の参照ミラー（部分的反射要素または他の反射要素）から反射され、一方、サンプルビームは、サンプルアーム内のサンプルから反射または散乱される。両ビームは、スプリッタにおいて結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）し（または再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎｅ）され）、干渉縞（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐａｔｔｅｒｎ）を発生させる。干渉計の出力は、限定されるものではないが、分光計（例えば、フーリエ変換型赤外分光計）などの１つまたは複数のデバイスにおいて、限定されるものではないが、フォトダイオードまたはマルチアレイカメラなどの１つまたは複数の検出器を用いて検出される。干渉縞は、サンプルアームの経路長が、光源のコヒーレンス長内までの参照アームの経路長に一致するときに発生する。出力ビームを評価することによって、入力放射線のスペクトルは、周波数の関数として得ることができる。干渉縞の周波数は、サンプルアームと参照アームとの間の距離に対応する。周波数が高くなるほど、経路長の差は大きくなる。シングルモードファイバは、ＯＣＴ光プローブに一般に使用され、ダブルクラッドファイバも、蛍光および／または分光学に一般に使用される。

スペクトル符号化内視鏡（ＳＥＥ）は、サンプルから空間情報を符号化するために、広帯域光源、回転または振動する回折格子、および分光検出器を用いる内視鏡技術である。サンプルを光で照らすとき、この光は、１つの照明ラインに沿ってスペクトル的に分散され、この分散した光が、特定の波長で照明ラインの特定の位置を照明するようになっている。サンプルから反射した光が分光計で検出されるとき、強度分布は、波長が空間情報を符号化するラインに沿った反射率として解析される。照明ラインを走査するように回折格子を回転または振動させることによって、サンプルの２次元画像が得られる。

血管、ならびに／または食道および鼻腔などの管および空洞の断面画像を取得するために、光プローブは、光ファイバ回転ジョイント（ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｒｏｔａｒｙｊｏｉｎｔ：ＦＯＲＪ）を用いて回転される。ＦＯＲＪは、ファイバおよび／または光プローブの一端を回転させるように働くインタフェースユニットである。一般に、自由空間ビームカプラは、ＦＯＲＪ内部で固定ファイバ（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｆｉｂｅｒ）とロータファイバ（ｒｏｔｏｒｆｉｂｅｒ）とを分離するように組み立てられる。その上、光プローブは、螺旋状走査パターン画像が得られるように回転中に長手方向に同時に並進させることができる。この並進は、最も一般的には、プローブの先端を近位端に向けてガイドワイヤに沿って引っ張り戻すことによって行われ、したがってプルバックと呼ばれる。

光プローブを用いるＯＣＴ、蛍光、および／または分光学システムなどのマルチモダリティシステムは、同時に複数の情報を得るために開発されている。マルチモダリティＦＯＲＪは、複数の波長を有する少なくとも２本のビームがプローブに結合するためのビームコンバイナ（ｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｅｒ）を有する。一般に、レンズは、ビームコンバイナ内の固定ファイバとロータファイバの両方のために平行ビームをつくるように組み立てられる。さらに、検出された光は、同じファイバ内または１つまたは複数の追加のファイバ内に集めることができ、回転させる場合、これらの追加のファイバは、構造的に互いに干渉し得る。

異なる波長を有する共通ロータファイバのための平行ビームをつくることは、特に、波長差が大きい（例えば、約２倍である６３０ｎｍから１３００ｎｍなどの範囲内の）ときに、難しい。アクロマートレンズ（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｌｅｎｓ）は、色収差を補正するために使用され得るが、高いカップリング効率を有するように複数の波長でビームウエスト位置を制御することはなおさら難しい。また、収差を補正したレンズは、望ましくないほど大きく、したがって、ＦＯＲＪは望ましくないほど大きくなる（例えば、焦点距離およびレンズ材料もサイズが増大し得る）。

したがって、特に、製造、保守、および／または使用のコストを削減または最小にするやり方で、および／または高いカップリング効率を有するコンパクトなＦＯＲＪを実現するやり方で、前述の非効率および無駄の多い欠点の１つまたは複数に対処するための、少なくとも１つの光デバイス、組立体、またはシステムに使用するための少なくとも１つのＦＯＲＪを提供することが望ましい。

そこで、本開示の広い目的は、構造的コンパクトさおよび高いカップリング効率を実現するために、限定するものではないが、光ファイバカテーテル、内視鏡、および／または光干渉断層計（ＯＣＴ）機器、ならびにそれらと共に使用するためのシステム、および方法、および記憶媒体などの１つまたは複数の光学機器、システム、（使用および／または製造する）方法、および記憶媒体と共に使用することができる光ファイバ回転ジョイントを提供することである。本開示の１つまたは複数の追加の目的は、自由空間光学ビームコンバイナを製造する簡単なやり方を提供するとともに、１つまたは複数のＦＯＲＪを製造する簡単なやり方を提供することである。本開示の少なくとも１つのさらなる目的は、高いカップリング効率を有するコンパクトなＦＯＲＪが実現することができるように独立して複数の波長を有するビームを制御するための新しい光路構成を提供することである。

本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、ＦＯＲＪの１つまたは複数の実施形態と共に使用するための機器、およびシステム、および方法、および記憶媒体は、限定するものではないが、血液、粘液、組織等などの生体を特徴付けるように働き得る。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、機器またはシステム内のＦＯＲＪの少なくとも１つの実施形態は、前方ビューおよび側方ビューまたはイメージングに関し得る。加えてまたは代替として、機器またはシステムにおけるＦＯＲＪの１つまたは複数の実施形態は、フォトダイオードの使用に関し得る。少なくとも１つの実施形態は、１つまたは複数のタイプのイメージ（例えば、ＳＥＥ、ＯＣＴ等）を得ることができる。

本開示の１つまたは複数の実施形態は、限定するものではないが、血管内イメージング、アテローム硬化プラーク評価、心臓ステント評価、バルーンサイナプラスティ（ｂａｌｌｏｏｎｓｉｎｕｐｌａｓｔｙ）、サイナスステンティング（ｓｉｎｕｓｓｔｅｎｔｉｎｇ）、関節鏡検査、眼科学、耳研究、獣医学の使用および研究等などの臨床応用に使用することができる。

本開示の少なくとも別の態様によれば、本明細書中に述べられるＦＯＲＪおよび１つまたは複数の技法は、コストを削減するために、（例えば、感度が十分であるとき、および／または感度が予め決定された状況、閾値、もしくは要件を満たすとき）干渉計などのおよび／またはＬＥＤを含む他の光源の使用などの干渉光学系内のいくつかの光学構成要素を減少させるまたは最小にすることによって、１つまたは複数のデバイス、システム、および記憶媒体におけるＦＯＲＪの製造および保守のうちの少なくとも１つのコストを減少させるために用いることができる。

本開示の他の態様によれば、１つまたは複数のＦＯＲＪを使用するまたはそれと共に使用するための１つまたは複数の追加のデバイス、１つまたは複数のシステム、１つまたは複数の方法、および１つまたは複数の記憶媒体が、本明細書中に述べられる。本開示のさらなる特徴は、添付図面を参照することによって以下の説明から一部理解可能であるとともに、一部明らかであろう。

本開示の様々な態様を示すために、同じ数字は同じ要素を示しており、用いられ得る簡単な形態が図面に示されており、しかしながら、本開示は、示された正確な構成および手段によってまたはこれに限定されないことが理解される。本開示の主題の作製および使用において当業者を助けるために、添付図面および図の参照がなされ得る。

本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントを利用することができるシステムの一実施形態を示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントを利用することができるシステムの一実施形態を示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの少なくとも１つの実施形態と共に使用することができるカテーテルの一実施形態の図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの一実施形態を示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの一実施形態を通過する光の一例を示す概略図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの少なくとも１つの実施形態の１つまたは複数の構成要素ためにｚｅｍａｘを用いて得られる光線追跡シミュレーションを示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの少なくとも１つの実施形態に使用することができる自由空間ビームコンバイナの少なくとも１つの実施形態を示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの製造方法の少なくとも１つの実施形態を示すフローチャートである。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントにおけるファイバ内でまたはそれと共に使用され得るＧＲＩＮコリメータを製造する図８の方法の実施形態の各ステップの構成要素を概略的に示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントにおけるファイバ内でまたはそれと共に使用され得るＧＲＩＮコリメータを作製する図８の方法の実施形態の各ステップの構成要素を概略的に示す図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイント（および／またはその１つもしくは複数の構成要素）の少なくとも１つの実施形態の別のＧＲＩＮコリメータを製造する一実施形態を示す（その部分（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）を含む）図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの１つまたは複数の実施形態と共に使用することができるコンピュータの一実施形態の概略図である。本開示の１つまたは複数の態様による光ファイバ回転ジョイントの１つまたは複数の実施形態と共に使用することができるコンピュータの別の実施形態の概略図である。

光ファイバ回転ジョイントを用いてイメージングするための１つまたは複数のデバイス、光学システム、方法、および記憶媒体、ならびに少なくとも１つの光ファイバ回転ジョイントを製造するおよび／または少なくとも１つの自由空間光学ビームコンバイナを製造する１つまたは複数の方法が、本明細書中に開示される。

次に、図の詳細を見ると、図１は、本開示の１つまたは複数の態様による光プローブ応用を用いるＯＣＴ技法を利用するように働く（本明細書中で「システム１００」または「このシステム１００」と呼ばれる）ＯＣＴシステム１００を示す。システム１００は、光源１０１と、参照アーム１０２と、サンプルアーム１０３と、（本明細書中で「ビームスプリッタ」とも呼ばれる）スプリッタ１０４と、（本明細書中で「参照反射体」とも呼ばれる）参照ミラー１０５と、１つまたは複数の検出器１０７とを備える。システム１００は、位相シフトデバイスまたはユニット１３０を備えることができる。１つまたは複数の実施形態では、システム１００は、（図１〜図３に概略的に示されるように）患者インタフェースデバイスまたはユニット（「ＰＩＵ」）１１０と、カテーテル１２０とを備えることができ、システム１００は、（例えば、カテーテル１２０および／またはＰＩＵ１１０を介して）サンプル１０６と相互作用することができる。１つまたは複数の実施形態では、システム１００は干渉計を備え、または干渉計は、限定するものではないが、少なくとも光源１０１、参照アーム１０２、サンプルアーム１０３、スプリッタ１０４、および参照ミラー１０５などのシステム１００の１つまたは複数の構成要素によって定められる。

光源１０１は、スプリッタ１０４への光を発生させるように働き、スプリッタ１０４は、光源１０１からの光を参照アーム１０２の中に通す参照ビームと、サンプルアーム１０３の中に通すサンプルビームとに分割する。ビームスプリッタ１０４は、参照ミラー１０５、１つまたは複数の検出器１０７、およびサンプル１０６に対してある角度で配置または配設される。（システム１００に示されるように、システム内に含まれるとき）参照ビームは、位相シフトユニット１３０を通過し、参照ビームは、参照アーム１０２内で参照ミラー１０５から反射される。一方、サンプルビームは、サンプルアーム１０３内でＰＩＵ（患者インタフェースユニット）１１０およびカテーテル１２０を通じてサンプル１０６から反射または散乱される。参照ビームとサンプルビームの両方は、スプリッタ１０４で結合（または再結合）し、干渉縞を発生させる。システム１００および／またはその干渉計の出力は、例えば、限定するものではないが、フォトダイオードまたはマルチアレイカメラなどの１つまたは複数の検出器１０７を用いて継続的に取得される。１つまたは複数の検出器１０７は、結合または再結合されている２つの放射線または光ビームの間の干渉または干渉縞を測定する。１つまたは複数の実施形態では、参照ビームおよびサンプルビームは、異なる最適経路長を移動しており、それによってフリンジ効果が生じ、１つまたは複数の検出器１０７によって測定可能である。システム１００および／またはその干渉計の出力から得られる電気的なアナログ信号は、限定するものではないが、（以下にさらに説明される、図１１または図１２にそれぞれ示された）コンピュータ１２００、１２００’などのコンピュータを用いて解析されるデジタル信号に変換される。１つまたは複数の実施形態では、光源１０１は、広帯域の波長内で放射する放射線源または広帯域光源であり得る。１つまたは複数の実施形態では、ソフトウェアおよびエレクトロニクスを含むフーリエ解析器は、電気的なアナログ信号を光スペクトルに変換するために使用され得る。

光源１０１は、複数の光源を含むことができ、または単一の光源であってもよい。１つまたは複数の実施形態では、光源１０１は、広帯域レーザ光を発生させる。光源１０１は、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲンランプ、白熱灯、スレーザによってポンプされるスーパーコンティニューム光源、および／または蛍光灯の１つまたは複数を得る。光源１０１は、光を供給する任意の光源とすることができ、次いで、この光は、少なくとも３つの帯域に分割することができ、各帯域は、空間情報のスペクトル符号化のために次いで使用される光を供給するようにさらに分散される。光源１０１は、限定するものではないが、システム１００、システム１００’等などの本明細書中に説明されたシステムまたは各システムの他の構成要素にファイバ結合または自由空間結合され得る。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、ＯＣＴシステムの特徴は、光ファイバを用いて実施される。前述したように、本開示のＯＣＴ技法の一応用は、図１〜図３に概略的に示されるように、カテーテル１２０を有するＯＣＴを使用することである。

図２は、ＯＣＴサブシステムと蛍光サブシステムとを備えるシステム１００’の少なくとも１つの実施形態を示す。１つまたは複数の実施形態では、ＯＣＴサブシステムは、光源１０１などの光源と、スプリッタ（スプリッタ１０４など。スプリッタ１０４の代わりに、以下に述べられる別のタイプの偏向または偏向デバイスが使用されてもよい）と、１つまたは複数のサーキュレータ１１１と、（参照反射体１０５などの）参照反射体と、（コンバイナ１１３などの）コンバイナと、（少なくとも１つの検出器１０７などの）少なくとも１つの検出器とを備える。ＯＣＴサブシステムは、ＰＩＵ１１０などの患者インタフェースユニットと、光にサンプル１０６などのサンプルをさらすためのカテーテル１２０とに接続され、これらを備えるとともに、それに応答する情報を受け取ることができる。１つまたは複数の実施形態では、蛍光サブシステムは、（図２に示された第２の光源１０１などの）蛍光用の光源と、（図２に示された第２の少なくとも１つの検出器１０７などの）少なくとも１つの検出器とを備えることができる。限定するものではないが、第２の光源１０１と第２の少なくとも１つの検出器１０７とを備える蛍光サブシステムは、ＰＩＵ１１０などの患者インタフェースユニットと、蛍光光にサンプル１０６などのサンプルをさらすためのカテーテル１２０とにやはり接続され、（図２参照）および／またはこれらを備え、それに応じて情報を受け取ることができる。例えば、少なくとも１つの実施形態では、（ＯＣＴサブシステムの光源１０１などの）光源からの約１．３μｍの波長を有するＯＣＴ光が、送り届けられ、スプリッタ（例えば、スプリッタ１０４）を用いて参照アーム（例えば、参照アーム１０２）と、サンプルアーム（例えば、サンプルアーム１０３）とに分割される。参照ビームは、参照アーム（例えば、参照アーム１０２）内の参照ミラー（例えば、参照反射体１０５）から反射され、一方、サンプルビームは、サンプルアーム（例えば、サンプルアーム１０３）内の（ＰＩＵ１１０などの）ＰＩＵ（患者インタフェースユニット）とカテーテル（例えば、カテーテル１２０）とを通じてサンプルから反射または散乱される。両ビームは、コンバイナ（例えば、図１のスプリッタ１０４、図２のコンバイナ１１３等）で結合し、干渉縞を発生させる。干渉計の出力は、フォトダイオードまたはマルチアレイカメラなどの検出器（例えば、図１に示された少なくとも１つの検出器１０７、図２に示されたＯＣＴサブシステムの少なくとも１つの検出器１０７等）を用いて検出される。次いで、信号は、コンピュータ（例えば、図１〜図２および図１１に示されるようなコンピュータ１２００、図１２のコンピュータ１２００’等）に転送されて信号処理を実行する。干渉縞は、サンプルアーム（例えば、サンプルアーム１０３）の経路長が、光源（例えば、図１の光源１０１、図２のＯＣＴサブシステムの光源１０１等）のコヒーレンス長内までの参照アーム（例えば、参照アーム１０２）の経路長に一致するときにだけ発生する。

光源（例えば、図２の蛍光サブシステムの光源１０１）からの波長（例えば、赤外線（ＩＲ）で見える任意の予め決定された波長）、例えば０．６３３μｍを有する励起光は、ＰＩＵ（例えば、ＰＩＵ１１０）およびカテーテル（例えば、カテーテル１２０）を通じてサンプル（例えば、サンプル１０６）へ送り届けられる。サンプル（例えば、サンプル１０６）は、励起光によって、例えば０．６３３μｍ〜０．８０μｍの広帯域の波長を有する自家蛍光光を放出する。自家蛍光光は、カテーテル（例えば、図２のカテーテル１２０）を用いて集められ、ＰＩＵ（例えば、ＰＩＵ１１０）を介して検出器（例えば、図２の蛍光サブシステムの検出器１０７）へ送り届けられる。可視およびＮＩＲの他の波長も考えられる。

図３は、シース１２１、コイル１２２、保護具１２３、および光プローブ１２４を備えるカテーテル１２０の一実施形態を示す。図１〜図２に概略的に示されるように、好ましくは、カテーテル１２０は、プルバックでコイル１２２をスピンさせるようにＰＩＵ１１０に接続される（例えば、ＰＩＵ１１０の少なくとも１つの実施形態は、プルバックでコイル１２２をスピンさせるように働く）。コイル１２２は、（例えば、ＰＩＵ１１０内の回転モータを介してまたはそれによって）コイル１２２の近位端から遠位端までトルクを送り届ける。１つまたは複数の実施形態では、コイル１２２は、光プローブ１２４で／に固定され、それによって光プローブ１２４の遠位先端が、生理学的器官の全方向性ビューを見るようにやはりスピンし、限定するものではないが、血管、心臓等などの中空器官などのサンプルまたは材料が評価される。例えば、光ファイバカテーテルおよび内視鏡は、アクセスが難しい血管内イメージ、消化管、または任意の他の狭い領域などの内部器官へのアクセスを行うために、（図１に示されるようなサンプルアーム１０３などの）ＯＣＴ干渉計のサンプルアームに存在することができる。カテーテル１２０または内視鏡の内部の光プローブ１２４を貫く光のビームが、関心対象の表面にわたって回転させられるとき、１つまたは複数のサンプルの断面画像が得られる。３次元データを取得するために、光プローブ１２４は、回転スピン中に、同時に長手方向に並進させられ、その結果、螺旋状走査パターンになる。この並進は、最も一般的には、プローブ１２４の先端を近位端に向けて引っ張り戻すことによって行われ、したがってプルバックと呼ばれる。

少なくとも１つの実施形態では、遠位端にミラー（例えば、以下に述べられるような図４〜図５のミラー５０４）が存在し、光ビームが外側に偏向させられるようになっている。少なくとも１つの実施形態では、光プローブ１２４は、近位端にあるファイバコネクタと、遠位端にあるダブルクラッドファイバおよびレンズとを備える。ファイバコネクタは、ＰＩＵ１１０と接続することができる。ダブルクラッドファイバ（例えば、以下に述べられるような図４〜図５のダブルクラッドファイバ５０６を参照）は、ＯＣＴと蛍光光の両方を送り届けるために使用される。レンズ（例えば、以下に述べられるような図４に示されるＧＲＩＮレンズ５０１ｂを参照）は、サンプル（例えば、サンプル１０６）へおよび／またはからの光を合焦し集めるために使用される。

１つまたは複数の実施形態では、患者ユーザインタフェース１１０は、プローブ（例えば、カテーテル１２０（例えば、図１〜図３参照））、ニードル、カプセル、患者インタフェースユニット（例えば、患者インタフェースユニット１１０）等などの１つまたは複数の構成要素を、光学構成要素などの１つまたは複数の他の構成要素、光源（例えば、光源１０１）、偏向セクション（例えば、光源からの光を干渉光学系へ偏向し、次いで干渉光学系から受け取った光を少なくとも１つの検出器に向けて送るように働く構成要である偏向セクションまたは偏向されたセクション；１つまたは複数の干渉計、サーキュレータ、ビームスプリッタ、アイソレータ、カプラ、融着ファイバカプラ、内部に穴を有する部分的に切断されたミラー、およびタップを有する部分的に切断されたミラー等のうちの少なくとも１つを含む偏向セクションまたは偏向されたセクションなど）、サンプルアーム１０２、接続構成要素に動力を供給するように働くモータ、および／または患者ユーザインタフェース１１０等に接続するための回転接合（例えば、図２および図４〜図７に概略的に示されるような回転接合３０６、本明細書中に述べられる別の回転接合等）などの接続構成要素（またはインタフェースモジュール）を備えるまたは含むことができる。例えば、接続部材またはインタフェースモジュールが回転接合であるとき、好ましくは、回転接合は、本明細書中に述べられる回転接合３０６）と同一または類似するやり方で動作する。１つまたは複数の他の実施形態では、回転接合は、接触回転接合、レンズレス回転接合、レンズベース回転接合、または当業者に知られている他の回転接合のうちの少なくとも１つであり得る。

少なくとも１つの実施形態では、ＰＩＵ１１０は、（本明細書中に述べられる回転ジョイント３０６などの）ＦＯＲＪと、回転モータおよび並進モータ式ステージ（例えば、図２に示されるようなＰＩＵ１１０の部分１３９参照）と、カテーテルコネクタ（例えば、図２に示されるようなＰＩＵ１１０の部分１４１参照）とを備えることができる。ＦＯＲＪは、ファイバ軸に沿ってダブルクラッドファイバ（例えば、ＤＣＦ５０６）を回転させつつ、光信号の途切れない送信を可能にする。ＦＯＲＪは、ロータ（ｒｏｔｏｒ）およびステータ（ｓｔａｔｏｒ）（例えば、図４〜図５に示されるとともに以下にさらに説明されるようなロータ３０６ａおよびステータ３０６ｂを参照）からなる自由空間光学ビームコンバイナを有する。図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態による自由空間ビームコンバイナおよびＦＯＲＪの構成を示す。（図２に示されるようなシステム１００’などの）ＯＣＴおよび蛍光システムでは、ステータ（例えば、図４のステータ３０６ｂ）は、ＯＣＴおよび励起のための少なくとも２つの光ファイバ（例えば、ＯＣＴ光源送達および光検出のために働く図４のシングルモードファイバ５０７ａ、励起光源１０７（例えば、図２のシステム１００’の蛍光サブシステムまたは部分の光源１０１）とともに機能するように働く図４のシングルモードファイバ５０７ｂ等を参照）を備える。各ファイバは、各ファイバのビームコンバイナ側にレンズを有する（例えば、図４に示されるように、シングルモードファイバ５０７ａはＧＲＩＮレンズ５０１ａに接続され、図４に示されるように、マルチモードファイバ５０８はＧＲＩＮレンズ５０１ｄに接続され、図４に示されるように、シングルモードファイバ５０７ｂはＧＲＩＮレンズ５０１ｃに接続される等）。ロータ（例えば、図４のロータ３０６ａ）は、カテーテル（例えば、カテーテル１２０）側のファイバ接続部を有するダブルクラッドファイバ（例えば、ダブルクラッドファイバ５０６）と、ビームコンバイナ側のレンズ（例えば、図４に示されるようなＧＲＩＮレンズ５０１ｂ）とで作製される。そして、ロータ（例えば、ロータ３０６ａ）のファイバコネクタは、光プローブ（例えば、図３〜図４に示されるように、カテーテル１２０を介して光プローブ１２４）に接続され、ステータ（例えば、ステータ３０６ｂ）は、（図４〜図５に概略的に示されるように）光学サブシステムに接続される。例えば、図４に最もよく概略的に見られるような少なくとも１つの実施形態では、シングルモードファイバ５０７ａは、ＯＣＴサブシステムのＯＣＴ光源（例えば、光源１０１）、および検出要素（例えば、少なくとも１つの検出器１０７）に接続され、マルチモードファイバ５０８は、蛍光サブシステムの蛍光検出要素（例えば、少なくとも１つの検出器１０７）に接続され、シングルモードファイバ５０７ｂは、蛍光サブシステムの励起光源（例えば、光源１０１）に接続される。回転モータ（例えば、回転モータ１３９）は、ロータ（例えば、ロータ３０６ａ）にトルクを送り届ける。また、並進モータ式ステージは、ビームが螺旋状に内腔サンプル内部で走査されるようにプルバックするために使用される。カテーテルコネクタ（例えば、図２に概略的に示されるようなカテーテルコネクタ１４１）は、カテーテル（例えば、カテーテル１２０）に接続される。

図４に最もよく見られるように、ＯＣＴ光は、シングルモードファイバ５０７ａから、ＧＲＩＮレンズ５０１ａを用いて平行にされる。平行にされたＯＣＴ光は、ダイクロイックフィルタ５０２ａおよびＧＲＩＮレンズ５０１ｂを介して（ロータ３０６ａの）ダブルクラッドファイバ５０６のコアに結合する。また、サンプル（例えば、サンプル１０６）からの後方散乱されたＯＣＴ光は、（カテーテル１２０を介して）ロータ３０６ａに戻る。（図６（ａ）に示されるように）光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂを用いて平行にされ、シングルモードファイバ５０７ａに結合する。１つまたは複数の実施形態では、ＯＣＴ光は可逆性の経路で（例えば、ステータ３０６ｂからロータ３０６ａへ、およびロータ３０６ａからステータ３０６ｂへ）送り届けられるので、ファイバを効率的に結合するために、倍率は、およそもしくは約１である、または１である。カップリング効率は、およそもしくは約１である、または１である倍率を有するときに改善または最大化される。

図５は、回転接合においてＯＣＴおよび励起チャンネルをダブルクラッドファイバの単一のコアにどのように結合するのかに関する少なくとも１つの実施形態を示す。例えば、光ファイバ回転ジョイントは、ダブルクラッドファイバ（例えば、ダブルクラッドファイバ５０６）と、ＯＣＴ光を平行にするように働くレンズ（例えば、図５に示されたレンズ５０９）とを有する単一のローテータ部分を含むことができる。前述したように、回転ジョイントのステータ部分は、（ｉ）シングルモードファイバ（例えば、シングルモードファイバ５０７ａ）、およびＯＣＴ光を平行する（平行にされたＯＣＴ光は、ローテータ部分においてダブルクラッドファイバのコアに結合する）ように働くレンズ（例えば、図５に示されたレンズ５１０）を有するＯＣＴ部分と、（ｉｉ）シングルモードファイバ（例えば、シングルモードファイバ５０７ｂ）、および中央に光イメージの大部分を有するように働き、次いで光がローテータ部分においてダブルクラッドファイバ５０６のコアに結合するレンズ（例えば、図５に示されたレンズ５１２）を含む励起ステータ部分と、（ｉｉｉ）マルチモードファイバ５０８、およびレンズ（例えば、図５に示されたようなレンズ５１１）を含む放出ステータ部分とを備えることができる。図５に示されるように、回転ジョイントまたは回転接合の少なくとも１つの実施形態は、ミラー５０４と共にダイクロイックフィルタ５０２ａおよび５０２ｂを備えることができる。１つまたは複数の実施形態では、図４に示されるようなロングパスフィルタ５０５が、必要に応じて適宜使用されてもよく、（例えば、図５に示されたように）１つまたは複数の実施形態は、ロングパスフィルタ５０５を使用しなくてもよい。ロングパスフィルタ５０５は、本明細書中に述べられるように、ロングパスフィルタ５０５が、例えば、より短い波長を減衰させるまたは阻止することによって、およびより長い波長を通すまたは透過することによって光を適切にフィルタ処理するように働く限り、ダイクロイックフィルタ５０２ｂとＧＲＩＮ５０１ｄの間の任意の予め決定された位置に配置されてもよい。１つまたは複数の実施形態では、ロングパスフィルタ５０５の使用および配置は、応用またはサンプルによって決まり得る。好ましくは、ロングパスフィルタ５０５は、蛍光信号を解析するときにより良い像を実現するために、後方ノイズおよび励起光を回避するために使用され得る。ＯＣＴ（例えば、１．３μｍ）光は、ＯＣＴチャンネルのためのレンズ（例えば、ＯＣＴチャンネルのためのレンズ５１０）によって、およびローテータチャンネルのためのレンズ（例えば、ローテータチャンネルのためのレンズ５０９）によって平行にされる。両レンズ５０９、５１０の焦点距離は、挿入損失を最小にするために、ほとんどまたはほぼ同じである（または同じであり得る）。レンズ５０９の１つまたは複数のために小さいレンズを使用することは、ローテータチャンネルを最小にするために好ましい。また、レンズ５１０、５１１、５１２の１つまたは複数のために小さいレンズを使用することは、ステータチャンネルを最小にするために好ましい。一実施形態では、ローテータレンズ５０９の焦点距離は、より良い色収差を実現するためにより小さくすることができ、１つまたは複数の実施形態では、ローテータレンズ５０９の焦点距離は、蛍光が分散しないようにより長いものであり得る。二次の像は、励起結合のために使用することができ、以下にさらに説明されるように、１つまたは複数の製造プロセスは、レンズと各ファイバの間の距離の有効な整合を実現するのがより容易であり得る。前述したように、第２のラインまたはケーブルは、蛍光のために使用することができ、第３のラインまたはケーブルは、励起のために使用することができる。１つまたは複数の実施形態では、ローテータチャンネルからステータチャンネルへの様々な蛍光光のために、より短い距離が、けられが少ないように蛍光のために使用され得る。ファイバ５０６、５０７ａ、５０７ｂ、５０８の開口数（ＮＡ）、ファイバ５０６、５０７ａ、５０７ｂ、５０８のモードフィールド径、およびレンズの関係は、好ましくはＯＣＴ、励起、および蛍光光のためにカップリング効率を最大にする（または少なくとも増大させるまたは改善する）ように決定される。ＯＣＴについては、レンズ５０９、５１０の同じまたは類似する焦点距離が使用される。励起については、１つまたは複数の実施形態は、以下の条件、Ｍ_ex＝｜ｆ_rot／ｆ_ex｜≦｜ＭＦＤ_dcf／ＭＦＤ_ex｜、｜γ_ex｜≦ＮＡ_dcf／ＮＡ_exを満たし得るものであり、ただし、ｆ_rotはレンズ５０９の焦点距離であり、ただし、ｆ_exはレンズ５１２の焦点距離であり、ＭＦＤ_dcfはダブルクラッドファイバ５０６のコアモードフィールド径であり、ＭＦＤ_exは励起ファイバ５０７ｂのコアモードフィールド径であり、Ｍ_exは横倍率であり、γ_exは角倍率である。横倍率および角倍率は、以下の関係、Ｍ_ex×γ_ex＝１、それによって｜Ｍ_ex｜＝｜１／γ_ex｜≧ＮＡ_ex／ＮＡ_dcfを満たす。蛍光については、１つまたは複数の実施形態は、以下の条件、マルチモードファイバ５０８のコア径≧ダブルクラッドファイバ５０６のクラッド径×Ｍ_emを満たし得、ただし、Ｍ_emはレンズ５０９とレンズ５１１の間の横倍率であり、以下の関係、Ｍ_em＝｜ｆ_em／ｆ_rot｜を満たし、ただし、ｆ_emはレンズ５１１の焦点距離である。

１つまたは複数の実施形態では、シングルモードファイバ５０７ｂからの０．６３３μｍの波長の励起光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃを用いて収束される。光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂへの光路の中央でまたは予め決定された位置で合焦され（例えば、図６（ｂ）に示された焦点位置６００参照）、次いで、図４および図６（ｂ）に示されるように、光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂを用いてほとんどダブルクラッドファイバ５０６のコアに結合される。また、１つまたは複数の実施形態では、ダブルクラッドファイバ５０６のコアに効率的に結合するために、横倍率（Ｍ_ex）は、ダブルクラッドファイバ５０６のコアのモードフィールド径（ＭＦＤ）（ＭＦＤ_dcf）とシングルモードファイバ５０７ｂのモードフィールド径（ＭＦＤ）（ＭＦＤ_ex）との比以下である。言い換えれば、｜Ｍ_ex｜≦ＭＦＤ_dcf／ＭＦＤ_exである。また、１つまたは複数の実施形態では、高いカップリング効率を実現するために、角倍率は、シングルモードファイバ５０７ｂのＮＡ（開口数）（ＮＡ_ex）とダブルクラッドファイバ５０６のコアのＮＡ（開口数）（ＮＡ_dcf）との比未満（または、以下に述べられるように、以下）である。言い換えれば、｜γ｜≦ＮＡ_dcf／ＮＡ_exである。１つまたは複数のさらなる実施形態では、高いカップリング効率を実現するために、倍率は、シングルモードファイバ５０７ｂのＮＡ（開口数）（ＮＡ_ex）とダブルクラッドファイバ５０６のコアのＮＡ（開口数）（ＮＡ_dcf）との比以下であり得る。言い換えれば、｜γ｜≦ＮＡ_dcf／ＮＡ_exである。例えば、ＭＦＤ_exが３．５μｍおよびＮＡ_exが０．１３を有するシングルモードファイバ、ならびにＭＦＤ_dcfが９．２μｍおよびＮＡ_dcfが０．１４を有するダブルクラッドファイバが使用されるとき、１．１以上および２．６以下を有する横倍率が、カップリング効率を増大させるために望ましい。

図６（ｃ）に示されるように、ほとんどダブルクラッドファイバ５０６のクラッディングからの蛍光光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂを通じて送り届けられる。光は、クラッディング径により分散され、（図４および図６（ｃ）に示されるように）ＧＲＩＮレンズ５０１ｄを介してマルチモードファイバ（例えば、図４に示されるようなファイバ５０８）に結合される。少なくとも１つの実施形態では、高いカップリング効率は、マルチモードファイバ５０８のコア径（Ｄ_mm）とクラッディング径５０６（Ｄ_dcf）の比以下である横倍率（Ｍ_em）を用いて実現される。言い換えれば、Ｍ_em≦Ｄ_mm／Ｄ_dcfである。

少なくとも１つの実施形態では、ＯＣＴ光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ａとＧＲＩＮレンズ５０１ｂの間の距離に整合するときに、より小さい感度を実現するために、ＧＲＩＮレンズ５０１ａおよびＧＲＩＮレンズ５０１ｂをそれぞれ用いて平行にされる。少なくとも１つの実施形態では、ＯＣＴ光の波長よりも短い波長である励起光が収束し、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃによって中間焦点（例えば、図６（ｂ）の焦点位置６００を参照）に合焦され、次いで、ダブルクラッドファイバ５０６のコアに（例えば、１００％、約１００％、９０％、８０％、約９０％から約１００％等で）実質的に結合される。この構成では、励起光は、ダブルクラッドファイバ５０６のコアに効率的に結合し、また、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃおよびシングルモードファイバ５０７ｂがＧＲＩＮレンズ５０１ｂの組立体を用いて別々に組み立てられるので、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃおよびシングルモードファイバ５０７ｂの整合はより容易になる。製造プロセスの１つまたは複数の実施形態は、以下に述べられる。

いくつかの実施形態では、励起光は、ＯＣＴ光の波長よりも短い波長である。例えば、励起光は、ＯＣＴ光の波長よりも少なくとも２０％、３０％、または４０％短い。したがって、可視およびＮＩＲの励起に関しては、励起光の波長は、例示的な実施形態において、ＯＣＴ光の波長よりも少なくとも４００ｎｍ短い。１つまたは複数の代替実施形態では、励起光は、ＯＣＴ光の波長よりも大きい波長を有し得る。

１つまたは複数の実施形態では、図４に最もよく見られるように、ダイクロイックフィルタ５０２ａは、ＯＣＴ光を残りの励起および蛍光光から分離するために使用される。ダイクロイックフィルタ５０２ｂは、励起および蛍光光の分離のために使用される。ミラー５０４は、励起光を反射するために使用される。ロングパスフィルタ５０５は、励起光の後方散乱および／または迷光をフィルタ除去するために使用され得る。

また、ＯＣＴの光路長（Ｌｏｃｔ）、蛍光の光路長（Ｌｆｌ）、および励起光の光路長（Ｌｅｘ）が、少なくとも１つの実施形態では、以下の条件、Ｌｏｃｔ＜Ｌｆｌ＜Ｌｅｘを用いて設計される。１つまたは複数の実施形態では、カップリング効率を改善および／または最大化するために可能な限り短いＯＣＴ光路長を有することが好ましい。コリメータレンズ（例えば、図５のレンズ５０９またはレンズ５１０を参照）から遠くにビームウエストを有する平行ビームを実現することは難しいものであり得る（１つまたは複数の実施形態では、遠いビームウエストは、レンズのサイズおよび品質に依存し、例えば、１つまたは複数の実施形態では、＞５０ｍｍのビームウエストが遠いものであり得る一方、他の実施形態では、＞５０ｍｍのビームウエストは遠いものではあり得ない）。（図６（ｂ）に最もよく見られる）少なくとも１つの実施形態では、励起光は、光路の中央で、または予め決定された位置（例えば、焦点位置６００）で合焦され、したがって、より長い光路長が設計され得る。蛍光光は、分散され（または分散し）、大きい直径のビームを有し、したがって、１つまたは複数の実施形態では、蛍光光の光路長を短くすることが好ましい。

少なくとも１つの実施形態では、３５０〜８５０ｎｍを有する励起光の波長および４００〜１２００ｎｍを有する蛍光光の波長は、ターゲットのマーカに基づいて選ばれる。励起波長３５０〜４００ｎｍおよび自家蛍光４００〜５００ｎｍを有するコラーゲンおよび／またはエラスチンが利用される。脂質および／または脂肪は、励起波長５５０〜６５０ｎｍおよび蛍光波長６００〜８５０ｎｍで検出することができる。ＩＣＧ（インドシアニングリーン）のマーカが、６００〜８００ｎｍの波長を有する励起光および７５０〜１２００ｎｍを有する蛍光光で使用される。任意の他の自家蛍光マーカおよび蛍光染料は、本開示の１つまたは複数の実施形態と共に利用され得る。

１つまたは複数の代替実施形態では、ＦＯＲＪの内側に位置する自由空間ビームコンバイナは、図７に示されるように与えられ得る。図７の実施形態は、以下の例外を除いて、図４に示された実施形態と同じであり、マルチモードファイバ５０８およびＧＲＩＮレンズ５０１ｄが取り除かれ、回転接合３０６’のステータ３０６ｂ’が（図４に示されるようなシングルモードファイバ５０７ａの代わりに）ＧＲＩＮレンズ５０１ａと共に使用されるダブルクラッドファイバ５０６を含むので、図７の回転接合３０６’のステータ３０６ｂ’が２つの光ファイバ（および３つではない）を含む。ＯＣＴ光は、ステータ３０６’においてダブルクラッドファイバ５０６のコアを通過し、次いで、ＧＲＩＮレンズ５０１ａを用いて平行にされる。平行にされた光は、ロータ３０６ａ’においてダブルクラッドファイバ５０６のコアに結合される。ＯＣＴ光の波長よりも短い波長を有する励起光は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂへの光路の中央で（または予め決定された位置で）、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃを用いて収束および合焦される。次いで、光は、回転接合３０６’のロータ３０６ａ’においてダブルクラッドファイバ５０６のコアにほとんど結合される。サンプル（例えば、サンプル１０６）からの蛍光光は、ロータ３０６ａ’におけるダブルクラッドファイバ５０６のクラッドをほとんど通じて送り届けられる。次いで、光は、ステータ３０６ｂ’におけるダブルクラッドファイバ５０６のクラッドに結合される。ＯＣＴ光と蛍光光を分離するために、ダブルクラッドファイバカプラは、ＰＩＵ１１０の内部、またはイメージングサブシステム内で使用され得る。図７のダイクロイックフィルタ５０２は、励起光を残りの蛍光光およびＯＣＴ光から分離するために使用される。ステータ３０６ｂ’のダブルクラッドファイバ５０６は、ＯＣＴおよび蛍光光を分離するためにコア／クラッドビームスプリッタに接続される。したがって、自由空間光学蛍光チャンネルがないので、簡単でコンパクトなＦＯＲＪが、この構成を用いて実現され得る。また、ＯＣＴおよび蛍光光が、共通ダブルクラッドファイバ（例えば、ファイバ５０６）を用いて結合されるので、ビームコンバイナを製造することがより容易である。図２に概略的に示されるように、上述されたように、ＦＯＲＪ３０６’が、ＦＯＲＪ３０６の代わりに使用されてもよい。１つまたは複数の実施形態では、本開示に述べられるようなミラー、フェルール、スリーブおよび／またはエポキシは、任意であり得、ファイバ、レンズ、およびダイクロイックフィルタは、ミラー、フェルール、スリーブ、および／またはエポキシのうちの１つまたは複数なしで使用されてもよい。

システム１００’および／または回転接合３０６’に存在する、システム１００および／または回転接合３０６等についてすでに上述された同じ番号の要素の説明は、繰り返さないものとし、そっくりそのまま参照により本明細書に組み込まれる。

少なくとも１つの実施形態では、コンソール１２００、１２００’は、モータおよび並進モータ式ステージ（以下、「モータ」または「モータおよびステージ」と呼ぶ）１３９の動作を制御するように働き、少なくとも１つの検出器１０７から強度データを取得し、（例えば、以下にさらに述べられるように、図１１のコンソール１２００および／または図１２のコンソール１２００’に示されるように、ディスプレイ、スクリーン、またはモニタ１２０９などのモニタ、またはスクリーン上に）走査したイメージを表示する。１つまたは複数の実施形態では、コンソール１２００、１２００’は、モータ１３９の速度を変更するおよび／またはモータ１３９を停止するように働く。モータ１３９は、速度を制御するとともに位置精度を増大させるために、ステッピングモータまたはＤＣサーボモータとすることができる。

１つまたは複数の実施形態では、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００’は、システム１００および／またはシステム１００’の回転接合３０６、回転接合３０６’、モータ１３９、カテーテル１２０、および／または１つもしくは複数の他の上記構成要素の動作を制御するように働く。少なくとも１つの実施形態では、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００’は、ＯＣＴサブシステムおよび蛍光サブシステムの少なくとも１つの検出器１０７から強度データを取得するように働き、（例えば、以下にさらに述べられるように、図１１のコンソール１２００および／または図１２のコンソール１２００’に示されるように、ディスプレイ、スクリーン、またはモニタ１２０９などのモニタ、またはスクリーン上に）イメージを表示する。システム１００および／またはシステム１００’の１つまたは複数の構成要素の出力は、例えば、限定するものではないが、フォトダイオード、光電子増倍管（ＰＭＴ）、ラインスキャンカメラ、またはマルチアレイカメラなどのＯＣＴサブシステムの少なくとも１つの検出器１０７、および蛍光サブシステムの少なくとも１つの検出器１０７を用いて取得される。システム１００および／またはシステム１００’あるいはその１つまたは複数の構成要素の出力から得られる電気的なアナログ信号は、限定するものではないが、（例えば、図１〜図２および図１１〜図１２に示されるような）コンピュータ１２００、１２００’などのコンピュータを用いて解析されるデジタル信号に変換される。１つまたは複数の実施形態では、光源１０１は、広帯域の波長において放射する放射線源または広帯域光源であってもよい。１つまたは複数の実施形態では、ソフトウェアおよびエレクトロニクスを含むフーリエ解析器は、電気的なアナログ信号を光スペクトルに変換するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの検出器１０７は、３つの異なる帯域の光を検出するように構成される３つの検出器を備える。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、前述したように、光ファイバ回転ジョイント（および／またはその１つまたは複数の構成要素）を製造または作製する１つまたは複数の方法が、本明細書中に提供される。図８は、ＦＯＲＪの少なくとも１つの実施形態にかかる１つまたは複数の構成要素を作製する方法の少なくとも１つの実施形態の流れ図を示す。好ましくは、この方法は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る、すなわち、（ｉ）剥き取られたシングルモードファイバ（例えば、図８のステップＳ８０１に対応する図９Ａの部分における剥き取られたファイバ９００ｂを参照、例えば、前述したようなシングルモードファイバ５０７ａを参照）をフェルール（例えば、図９Ａのフェルール９０１を参照）に挿入し、エポキシ（例えば、図９Ａのエポキシ９０２を参照）で接着させてファイバおよびフェルールを共に保持する（図８のステップＳ８０１を参照）、（ｉｉ）ほぼ予め決定された程度で、または予め決定された程度で（例えば、８度または約８度で）フェルールを研磨する（図８のステップＳ８０２を参照、例えば、ステップＳ８０２に対応する図９Ａの部分におけるフェルール９０１も参照）、（ｉｉｉ）ＧＲＩＮ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）を、ほぼ予め決定された程度で、または予め決定された程度で（例えば、８度または約８度で）片側を研磨する（図８の部分ステップＳ８０３を参照、例えば、ステップＳ８０３に対応する図９Ａの部分におけるＧＲＩＮ５０１ａ、５０１ｂも参照）、（ｉｖ）エポキシ（例えば、ステップＳ８０４に対応する図９Ｂの部分に示されたエポキシ９０２）で、研磨されたＧＲＩＮ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）を、スリーブ（例えば、ステップＳ８０４に対応する図９Ｂの部分のスリーブ９０４）の内部に固定する（図８のステップＳ８０４を参照）。ならびに、（ｖ）ＧＲＩＮ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）およびフェルール（例えば、フェルール９０１）の予め決定されたまたは所定の距離で（例えば、１つまたは複数の実施形態では、この予め決定されたまたは所定の距離は、約０．１ｍｍ、約０ｍｍ〜約１ｍｍ、または応用に応じて任意の他の所望の距離であり得る）、勾配屈折率整合（実質的に整合）エポキシ（例えば、ステップＳ８０５に対応する図９Ｂの部分のスリーブ９０４内部で研磨されたフェルール９０１とＧＲＩＮ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）との間に位置するエポキシ９０２を参照）および、研磨されたＧＲＩＮ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）の別の側の（例えば、スリーブ９０４の左側の）研磨されたフェルール（例えば、研磨されたフェルール９０１を参照）を設置し、エポキシ（例えば、スリーブ９０４の左側におけるエポキシ９０２）を硬化して、平行ビームを実現する（図８のステップＳ８０５を参照）ことのうちの１つまたは複数を含み得る。図９Ａ〜図１０に示されるように、ファイバ９００ａは、ジャケット９０３（９００μｍ）を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、ＧＲＩＮ表面および／またはフェルール表面は、使用のために応用に応じて任意の望ましい角度で設計することができる。１つまたは複数の実施形態では、ＧＲＩＮ５０１ｂおよび／またはＧＲＩＮ５０１ａ、ならびに／あるいはフェルール表面の角度は、０〜１０度の範囲内である。

１つまたは複数の実施形態では、シングルモードファイバ（例えば、剥き取られたファイバ９００ｂを参照）の表面およびＧＲＩＮレンズ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａまたは５０１ｂ）の表面は、後方散乱を減少させるために予め決定された数度だけ傾斜させられる。勾配屈折率整合（実質的整合）材料は、後方散乱を減少させるために表面間に配置され得る。シングルモードファイバ（例えば、上述されたようなシングルモードファイバ５０７ａ）からの平行ビームは、ＧＲＩＮレンズ５０１ａとファイバ５０７ａの距離を整合させるようにＧＲＩＮレンズ５０１ａを用いて実現される。

ＦＯＲＪを製造する方法８００は、異なるファイバ材料が使用されることを例外として、第２のＧＲＩＮレンズのためにステップＳ８０１〜Ｓ８０５を繰り返すことによって、第２のＧＲＩＮレンズ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ｂ）を作り出すこと、または第２のＧＲＩＮコリメータを作り出すことをさらに含むことができる。例えば、ＧＲＩＮ５０１ｂについては、シングルモードファイバの代わりに、前述のダブルクラッドファイバ５０６が使用される。ダブルクラッドファイバ５０６の表面およびＧＲＩＮ５０１ｂの表面も、予め決定された数度だけ（例えば、８度だけまたは約８度だけ）傾斜され得、勾配屈折率整合（実質的整合）材料は、ダブルクラッドファイバ５０６およびＧＲＩＮ５０１ｂの角度付きまたは傾斜した表面間に配置され得る。少なくとも１つの実施形態では、ダブルクラッドファイバ５０６のコアからの平行ビームは、ＧＲＩＮレンズ５０１ｂを用いて実現される。１つまたは複数の実施形態では、ＧＲＩＮレンズ５０１ａおよびＧＲＩＮレンズ５０１ｂは、スループットを増大させるために、およそまたは約１または１の倍率を実現するためにほぼ同じまたは同じ焦点距離を有する。

ＦＯＲＪを製造する方法８００は、第３のＧＲＩＮレンズ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ｃ）を作り出すこと、または第３のＧＲＩＮコリメータファイバを作り出すことをさらに含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、ＧＲＩＮコリメータ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ｃ）は、アクティブアライメント法を用いて製造される。ＧＲＩＮ５０１ｃの部分は、シングルモードファイバおよびその部分９００ａ、９００ｂ、９０３に関連する前述のステップ、およびエポキシ９０２を用いてスリーブ９０４内部にそれを固定すること（図１０に示されるようなそのような構成要素および同じまたは類似の構成を参照）を用いて形成されるまたは作り出されることができる。したがって、そのような製造ステップの詳細は、そっくりそのまま参照により本明細書中に組み込まれ、繰り返されない。図１０に最もよく見られるように、ＧＲＩＮ５０１ｃとシングルモードファイバ５０７ｂの間の距離は、カメラ９１２を用いて焦点位置を観察するために整合される。少なくとも１つの実施形態では、カメラ９１２は、ＧＲＩＮレンズ５０１ｃから設計されたある距離または予め決定された距離に配置され、次いで光のスポットサイズが観察される。ＧＲＩＮレンズ５０１ｃとファイバの間の距離を変更している間（例えば、図１に示されるようなファイバ９００ｂの剥き取られた部分を参照）、最小スポットサイズが観察されるときに距離は固定される（図１０の中央部（ｂ）を参照）。対照的に、スポットサイズが大きいとき、（図１０の上部（ａ）に示されるように）収束ビームが経路を交差するので、または（図１０の下部（ｃ）に示されるように）収束ビームがまだ収束されていない（したがって、離間しているまたは分離されている）ので、距離は調整される。アクティブアライメント法を用いて、ＧＲＩＮ５０１ｃのコリメータは、ＧＲＩＮ５０１ｂのコリメータと別個に製造され、そのため、これらの構成要素は、製造がより容易である。また、この製造プロセスは、整合時間の減少を実現することができる。

１つまたは複数の実施形態では、ＦＯＲＪを製造する方法８００は、第４のＧＲＩＮレンズ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ｄ）を作り出すこと、または第４のＧＲＩＮコリメータファイバを作り出すことをさらに含むことができる。ＧＲＩＮ５０１ｄの部分は、（シングルモードファイバの代わりにファイバ５０８などのマルチモードファイバを用いた）ファイバ製造に関する前述のステップ、およびエポキシ９０２を用いてスリーブ９０４内部にマルチモードファイバ５０８の剥き取られた部分を固定すること（図１０に示されるようなそのような構成要素および同じまたは類似の構成を参照）を用いて形成されるまたは作り出されることができる。したがって、そのような製造ステップの詳細は、そっくりそのまま参照により本明細書中に組み込まれ、繰り返されない。さらに、ＧＲＩＮ５０１ｄのコリメータは、ＧＲＩＮ５０１ｄおよびマルチモードファイバ５０８が共に接着され得るように整合される（例えば、ファイバ５０８およびＧＲＩＮ５０１ｄは、共に接着されるときに触れている）。１つまたは複数の実施形態では、ＧＲＩＮ５０１ｄおよびマルチモードファイバ５０８は、共に接着されるときに触れ得る。１つまたは複数のさらなる実施形態では、ＧＲＩＮ５０１ｄおよびマルチモードファイバ５０８は、共に接着されるときに中間に空気を有し得る。

また、方法８００は、ＧＲＩＮ５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄのコリメータを整合するステップをさらに含むことができる。好ましくは、少なくとも１つの実施形態では、ＧＲＩＮ５０１ｂのコリメータは、挿入損失の回転変化を減少させるまたは最小化するために、ＦＯＲＪ３０６または３０６’の光軸および／または機械軸に一致（または実質的に一致）するように整合される。次いで、残りのＧＲＩＮ５０１ａ、５０１ｃ、５０１ｄのコリメータが、本明細書中に述べられるようにおよび図４〜図８および図９Ａ〜図１０に示されるように傾斜した位置の整合で、カップリング効率を増加または最大化するように装着され得る。任意のダイクロイックフィルタ（例えば、ダイクロイックフィルタ５０２、フィルタ５０２ａ、フィルタ５０２ｂ等）および／または任意のミラー（例えば、ミラー５０４）は、増加したまたは最大のカップリング効率を実現するために、前述したような傾斜および位置で、ＧＲＩＮ５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、および／または５０１ｄのコリメータと整合され得る。

限定するものではないが、システム１００、システム１００’、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等を含む任意のシステムまたはＦＯＲＪが製造されるために、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００’などのコンピュータは、前述のステップ（例えば、ＧＲＩＮ５０１ａについてのステップＳ８０１〜Ｓ８０５、ＧＲＩＮ５０１ｂについてのステップＳ８０１〜Ｓ８０５の繰り返し、ＧＲＩＮ５０１ｃについての前述のステップ、ＧＲＩＮ５０１ｄについての前述のステップ、および／またはＧＲＩＮ５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、および／または５０１ｄについての構成されたコリメータの整合等）のいずれかを実施することができる。

１つまたは複数の実施形態では、ＳＥＥプローブおよび／またはシステムは、ＦＯＲＪ（例えば、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等）を接続部材またはインタフェースモジュール共に使用することができる。例えば、接続部材またはインタフェースモジュールは、いずれのＳＥＥプローブについても回転接合を含むことができる。そのようなＳＥＥシステムでは、回転接合は、本明細書中に説明されたような接触回転接合、レンズレス回転接合、レンズベース回転接合、回転接合等のうちの少なくとも１つであり得る。回転接合は、１チャンネルの回転接合、または２チャンネルの回転接合であり得る。少なくとも１つの例によって、ＳＥＥデバイスでは、１つまたは複数の光源が使用され得、光は、本開示のＦＯＲＪの１つまたは複数の実施形態と共に使用するために少なくとも２つの波長範囲に分割され得る。

特段に本明細書中に述べられない限り、同じ数字は、同じ要素を示す。例えば、限定するものではないが、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’、システム１００、システム１００’等などのＦＯＲＪおよび／またはシステム間には変形例または差異が存在するが、その１つまたは複数の特徴は、限定するものではないが、光源１０１またはその他の構成要素（例えば、コンソール１２００、コンソール１２００’等）など、互いに同じまたは類似し得る。システム１００の光源１０１、少なくとも１つの検出器１０７、および／または１つまたは複数の他の要素は、限定するものではないが、本明細書中に述べられるシステム１００’などの１つまたは複数の他のシステムの同じ番号の要素のものと同じまたは類似したやり方で働き得ることを当業者は理解されよう。システム１００、システム１００’、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’、および／またはそのようなシステムもしくはＦＯＲＪの一方の１つもしくは複数の同じ番号の要素の代替実施形態は、本明細書中に述べられるような他の変形例を有するが、本明細書中に述べられる他のシステムまたはその構成要素）、またはＦＯＲＪ（またはその構成要素）のいずれかの同じ番号の要素と同じまたは類似するやり方で働き得ることを当業者は理解されよう。実際は、本明細書中に述べられるようなシステム１００とシステム１００’の間、およびＦＯＲＪ３０６とＦＯＲＪ３０６’の間にはいくらかの差が存在するが、類似があり得る。同様に、コンソールまたはコンピュータ１２００は、１つまたは複数のシステム（例えば、システム１００、システム１００’、ＦＯＲＪ（例えば、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等を製造するシステム）等）において、および／またはＦＯＲＪ（例えば、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等）を制御するために使用され得るが、加えてまたは代替として、コンソールまたはコンピュータ１２００’などの１つまたは複数の他のコンソールまたはコンピュータが使用されてもよい。

本明細書中に述べられる回転、強度、または任意の他の測定値を計算する、ならびに／あるいはＦＯＲＪをデジタルおよびアナログで制御および／または製造する多くのやり方が存在する。少なくとも１つの実施形態では、コンソールまたはコンピュータ１２００、１２００’などのコンピュータは、本明細書中に説明されるそれらと共に使用するためのＦＯＲＪおよびデバイス、システム、方法、および／または記憶媒体を制御および監視するための専門のものであり得る。

コンピュータシステム１２００（例えば、図１〜図２に示されるような、コンソールまたはコンピュータ１２００を参照）の様々な構成要素が、図１１に示されている。コンピュータシステム１２００は、中央処理装置（「ＣＰＵ」）１２０１と、ＲＯＭ１２０２と、ＲＡＭ１２０３と、通信インタフェース１２０５と、ハードディスク（および／または他の記憶デバイス）１２０４と、スクリーン（またはモニタインタフェース）１２０９と、キーボード（または入力インタフェース（キーボードに加えてマウスまたは他の入力デバイスも含み得る））１２１０と、（例えば、図１１に示されるような）前述の構成要素の１つまたは複数の間のバスまたは他の接続ライン（例えば、接続ライン１２１３）とを備えることができる。加えて、コンピュータシステム１２００は、前述の構成要素のうちの１つまたは複数を備えることができる。例えば、コンピュータシステム１２００は、ＣＰＵ１２０１と、ＲＡＭ１２０３と、（通信インタフェース１２０５などの）入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースと、バス（このバスは、コンピュータシステム１２００の通信システムとしての１つまたは複数のライン１２１３を含み得、１つまたは複数の実施形態では、コンピュータシステム１２００および少なくともそのＣＰＵ１２０１は、それを用いて、ＦＯＲＪまたはデバイスまたはシステムの１つまたは複数の前述の構成要素と通信することができる、例えば、限定するものではないが、１つまたは複数のライン１２１３を介して、本明細書中で上述されたシステム１００および／またはシステム１００’などである）とを備えることができ、１つまたは複数の他のコンピュータシステム１２００は、他の前述の構成要素の１つまたは複数の組み合わせを含んでもよい。ＣＰＵ１２０１は、記憶媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を読み出して実行するように構成される。コンピュータ実行可能命令は、本明細書中に説明された方法および／または計算の実行のための命令を含むことができる。コンピュータシステム１２００は、ＣＰＵ１２０１に加えて１つまたは複数の追加のプロセッサを備えてもよく、ＣＰＵ１２０１を含むそのようなプロセッサは、ＦＯＲＪおよび／またはそれと共に使用するためのデバイス、システム、もしくは記憶媒体を制御および／または製造するために使用することができる。システム１２００は、ネットワーク接続を介して（例えば、ネットワーク１２０６を介して）接続される１つまたは複数のプロセッサをさらに備えてもよい。システム１２００によって使用されるＣＰＵ１２０１および任意の追加のプロセッサは、同じ電気通信ネットワーク内または異なる電気通信ネットワーク内に位置することができる（例えば、ＦＯＲＪ製造および／または使用技法の実行は、遠隔で制御されてもよい）。

Ｉ／Ｏまたは通信インタフェース１２０５は、光源１０１、ＦＯＲＪ（例えば、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等）、マイクロフォン、通信ケーブル、および（有線または無線のどちらかの）ネットワーク、キーボード１２１０、マウス（例えば、図１２に示されるようなマウス１２１１を参照）、タッチスクリーンまたはスクリーン１２０９、光ペンなどが含まれ得る入出力デバイスに、通信インタフェースを与える。モニタインタフェースまたはスクリーン１２０９は、そこに通信インタフェースを与える。

本明細書中に述べられるように、ＦＯＲＪ、および／またはそれと共に使用するためのデバイス、システム、もしくは記憶媒体を使用および／または製造する方法などの本開示の任意の方法および／またはデータは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。一般的に使用されるコンピュータ可読および／または書込み可能記憶媒体、例えば、限定するものではないが、ハードディスク（例えば、ハードディスク１２０４、磁気ディスク等）、フラッシュメモリ、ＣＤ、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（「ＣＤ」）、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）、Ｂｌｕ−ｒａｙ（商標）ディスク等）、光磁気ディスク、（ＲＡＭ１２０３などの）ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、ＤＲＡＭ、リードオンリメモリ（「ＲＯＭ」）、分散コンピューティングシステムのストレージ、メモリカードなど（例えば、他の半導体メモリ（例えば、限定するものではないが、不揮発性メモリカード、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）（図１２のＳＳＤ１２０７参照）、ＳＲＡＭ等））のうちの１つまたは複数、任意のそれらの組み合わせ、サーバ／データベース等は、前述のコンピュータシステム１２００のプロセッサまたはＣＰＵ１２０１などのプロセッサに、本明細書中に開示された方法のステップを実行させるために使用され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体とすることができ、および／またはコンピュータ可読媒体は、一時的な伝搬信号である場合を唯一除いて、全てのコンピュータ可読媒体を含み得る。コンピュータ可読記憶媒体は、限定されるものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ等のように、予め決定された期間、または限られた期間、または短い期間、および／あるいは電力存在するときだけ情報を記憶する媒体を含み得る。本開示の実施形態は、上記実施形態の１つまたは複数の機能を実行するために（より完全には「非一時的なコンピュータ可読記憶媒体」と呼ばれることもあり得る）記憶媒体に記録されたコンピュータ実行可能命令（例えば、１つまたは複数のプログラム）を読み出して実行する、および／または上記実施形態の１つまたは複数の機能を実行するための１つまたは複数の回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を備える、システムまたは機器のコンピュータによっても実現することができるとともに、上記実施形態の１つまたは複数の機能を実行するために、例えば、記憶媒体からコンピュータ実行可能命令を読み出して実行することで、および／または上記実施形態の１つまたは複数の機能を実行するために１つまたは複数の回路を制御することで、システムまたは機器のコンピュータにより実施される方法によっても実現することができる。

本開示の少なくとも１つの態様によれば、限定するものではないが、上記のような、前述のコンピュータ１２００のプロセッサ、コンピュータ１２００’のプロセッサ等などのプロセッサに関連した方法、システム、およびコンピュータ可読記憶媒体は、図に示されたハードウェアなどの適切なハードウェアを利用して実現することができる。本開示の１つまたは複数の態様の機能性は、図１１に示されたハードウェアなどの適切なハードウェアを利用して実現することができる。そのようなハードウェアは、標準的なデジタル回路、ソフトウェアプログラムおよび／またはファームウェアプログラムを実行するように働く知られているプロセッサのいずれか、プログラム可能リードオンリメモリ（ＰＲＯＭ）、プログラム可能アレイ論理デバイス（ＰＡＬ）等などの１つまたは複数のプログラム可能デジタルデバイスまたはシステムなどの知られている技術のいずれかを利用して実現することができる。（図１１に示されるように）ＣＰＵ１２０１は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ナノプロセッサ、１つまたは複数のグラフィック処理ユニット（「ＧＰＵ」、ビジュアルプロセッシングユニット（「ＶＰＵ」）とも呼ばれる）、１つまたは複数のフィールドプログラム可能ゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、または他のタイプの処理構成要素（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含むこともできる、および／またはこれで作製することもできる。またさらに、本開示の様々な態様は、輸送可能性および／または配布のために、適した記憶媒体（例えば、コンピュータ可読記憶媒体、ハードドライブ等）、または媒体（例えば、フロッピーディスク、メモリチップ等）に記憶することができるソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムによって実行することもできる。コンピュータは、コンピュータ実行可能命令を読み出して実行するために、別個のコンピュータまたは別個のプロセッサからなるネットワークを含むことができる。コンピュータ実行可能命令は、例えば、ネットワークまたは記憶媒体からコンピュータへ与えられ得る。

前述したように、図１２に、コンピュータまたはコンソール１２００’の代替実施形態のハードウェア構造が示されている。コンピュータ１２００’は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２０１と、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）１２１５と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０３と、ネットワークインタフェースデバイス１２１２と、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの操作インタフェース１２１４と、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）１２０７などのメモリとを備える。好ましくは、コンピュータまたはコンソール１２００’は、ディスプレイ１２０９を備える。コンピュータ１２００’は、操作インタフェース１２１４またはネットワークインタフェース１２１２を介して、回転接合（例えば、ＦＯＲＪ３０６、ＦＯＲＪ３０６’等）、モータ１３９、および／またはシステム（例えば、システム１００、システム１００’等）の１つまたは複数の他の構成要素と接続することができる。１つまたは複数の実施形態において、コンピュータ１２００’などのコンピュータは、ＦＯＲＪ３０６または３０６’および／あるいはモータ１３９を備え得る。操作インタフェース１２１４は、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、またはタッチパネルデバイスなどの操作ユニットと接続することができる。コンピュータ１２００’構成要素ごとに２つ以上含むことができる。代替として、コンピュータ１２００、コンピュータ１２００’等などのコンピュータの設計に応じて、ＣＰＵ１２０１またはＧＰＵ１２１５は、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または他の処理ユニットによって置き換えられてもよい。

コンピュータプログラムはＳＳＤ１２０７に記憶され、ＣＰＵ１２０１はプログラムをＲＡＭ１２０３に読み出し、プログラム内の命令を実行して、本明細書中に記載された１つまたは複数のプロセス、ならびに基本的な入力処理、出力処理、計算処理、メモリ書込み処理、およびメモリ読み出し処理を行う。

コンピュータ１２００、１２００’などのコンピュータは、イメージングを行うために、ＰＵＩ１１０、回転接合（例えば、回転接合３０６、回転接合３０６’等）、モータ１３９、カテーテル１２０、および／またはシステム１００、１００’等などのシステムの１つまたは複数の他の構成要素と通信し、取得した強度データからイメージを再構成する。モニタまたはディスプレイ１２０９は、再構成されたイメージ表示し、ディスプレイイメージング条件またはイメージされる物体についての他の情報を表示することができる。モニタ１２０９は、例えばＯＣＴまたは他のイメージング技法を実行するときに、ユーザがシステム（例えば、システム１００、システム１００’等）を操作するために、グラフィカルユーザインタフェースも与える。操作信号は、（例えば、限定するものではないが、マウスデバイス１２１１、キーボード１２１０、タッチパネルデバイス等などの）操作ユニットからコンピュータ１２００’内の操作インタフェース１２１４に入力され、操作信号に応じて、コンピュータ１２００’は、イメージング条件を設定または変更するために、およびイメージングを開始または終了するために、システム（例えば、システム１００、システム１００’等）を命令する。前述したようなＯＣＴサブシステムのレーザ源１０１および／または蛍光サブシステムのレーザ源１０１は、ステータス情報および制御信号を送受信するために、コンピュータ１２００、１２００’と通信するためのインタフェースを有することができる。

デバイス、システム、および記憶媒体、ならびに／またはその方法の本開示および／または１つまたは複数の構成要素は、米国特許第６，３４１，０３６号、第７，４４７，４０８号、第７，５５１，２９３号、第７，７９６，２７０号、第７，８５９，６７９号、第８，０４５，１７７号、第８，１４５，０１８号、第８，８３８，２１３号、第９，２５４，０８９号、第９，２９５，３９１号、第９４１５５５０号、第９，５５７，１５４号、ならびに米国特許出願公開第２０１７／００３５２８１号、ＷＯ２０１５／１１６９５１、ＷＯ２０１５／１１６９３９、ＷＯ２０１７／０２４１４５、および米国特許出願公開第２０１８／００１７７７８号などのＳＥＥプローブ技術を含む任意の適切な光学組立体と共に使用することもできるが、これに限定するものではなく、これらの特許、特許公報、および特許出願の各々は、そっくりそのまま参照により本明細書に組み込まれる。

同様に、本開示および／またはデバイス、システム、および記憶媒体、および／またはその方法の１つまたは複数の構成要素は、光干渉断層計プローブと共に使用することもできる。そのようなプローブは、Ｔｅａｒｎｅｙらの米国特許第７，８７２，７５９号、第８，２８９，５２２号、および第８，９２８，８８９号に開示されたＯＣＴイメージングシステム、およびＴｅａｒｎｅｙらの米国特許第７，８８９，３４８号に開示されたものなどの蛍光イメージングを助ける構成および方法、ならびに米国特許第９，３３２，９４２号、ならびに米国特許出願公開第２０１０／００９２３８９号、２０１２／０１０１３７４、および２０１６／０２２８０９７に開示されたマルチモダリティイメージングに関する開示を含むが、これに限定されず、これらの特許、特許公報、および特許出願は、そっくりそのまま参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書における開示は、特定の実施形態を参照して説明されてきたが、これらの実施形態は、本開示の原理および応用を例示したものにすぎない（そして、それに限定されない）ことが理解されよう。したがって、多数の修正が例示的な実施形態になされてもよく、本開示の精神および範囲から逸脱することなく他の構成が考案されてもよいことが理解されよう。添付の特許請求の範囲の範囲は、そのような修正ならびに均等な構造および機能を全て包含するように最も広い解釈が与えられるものである。

Claims

ビームコンバイナと、
前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部である共通光ファイバを回転させるように働くとともに、当該共通光ファイバを備えるロータと、
当該光ファイバ回転ジョイント内で静止して動作するとともに、少なくとも２つの光ファイバを備えるステータであって、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第１のファイバは、少なくとも第１の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第２のファイバは、第２の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記第１の光はイメージング光または光干渉断層計（ＯＣＴ）を実行するために使用される光であり、前記第２の光は励起光である、ステータと
を備え、
前記ビームコンバイナは、前記少なくとも２つの光ファイバからの前記第１の光および前記第２の光を結合するように働き、それによって結合された前記光が前記共通光ファイバのコアの中に結合するまたは実質的に結合し合焦され、
前記共通光ファイバは、ダブルクラッドファイバである、
光ファイバ回転ジョイント。
前記共通光ファイバは、前記結合された光をサンプル、物体またはターゲットに向けて送り届けるか、または、前記サンプル、前記物体または前記ターゲットに送り届けるように働く、請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記第２の光は、前記第１の光の波長よりも短い波長を有すること、
（ｉｉ）前記第１の光は、前記ビームコンバイナでまたは前記ビームコンバイナへ平行ビームとして送り届けられること、
（ｉｉｉ）前記第２の光は、前記ステータから前記ロータまでの光路の半ばで合焦された後に送り届けられること
のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記共通光ファイバは、前記結合された光を前記共通光ファイバの前記コアの中に結合または実質的に結合し合焦させるように働くレンズに取り付けられ、
（ｉｉ）前記少なくとも２つのファイバの前記第１のファイバは、前記第１の光を平行にするように働くレンズに取り付けられ、
（ｉｉｉ）前記少なくとも２つのファイバの前記第２のファイバは、前記第２の光を合焦するように働くレンズに取り付けられ、前記合焦は、前記第２のファイバから前記共通光ファイバまでの光路の予め決定された位置で、またはその半ばで行われる、
請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記共通光ファイバに取り付けられる前記レンズ、および前記第１のファイバに取り付けられる前記レンズは、ほぼ同じまたは同じ倍率であること、
（ｉｉ）前記共通光ファイバに取り付けられる前記レンズ、前記第１のファイバに取り付けられる前記レンズ、および前記第２のファイバに取り付けられる前記レンズのうちの少なくとも１つのレンズは、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズであること、
のうちの１つまたは複数である、請求項４に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記ステータの前記第２のファイバに取り付けられる前記レンズと前記ロータの前記共通光ファイバに取り付けられる前記レンズとの横倍率（Ｍ_ex）は、｜Ｍ_ex｜≦ＭＦＤ_dcf／ＭＦＤ_exであるように、前記共通光ファイバ（ＭＦＤ_dcf）の前記コアと前記第２のファイバ（ＭＦＤ_ex）のモードフィールド径（ＭＦＤ）の比以下であること、
（ｉｉ）前記横倍率（Ｍ_ex）は、｜Ｍ_ex｜≧ＮＡ_ex／ＮＡ_dcfであるように、前記第２のファイバ（ＮＡ_ex）と前記共通光ファイバ（ＮＡ_dcf）の前記コアの開口数（ＮＡ）の比以上であること
のうちの１つまたは複数である、請求項４に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記ステータの前記少なくとも２つの光ファイバは、第３の光を導くように働くとともに前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部である第３の光ファイバをさらに備え、
（ｉｉ）前記第３の光は、前記共通光ファイバから前記ステータの前記第３の光ファイバまで送り届けられ、
（ｉｉｉ）前記光の伝搬距離は、前記第１の光の伝搬距離＜前記第３の光の伝搬距離＜前記第２の光の伝搬距離という条件を満たす
請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記共通光ファイバは、ダブルクラッドファイバであり、前記ステータの前記第３のファイバは、マルチモードファイバであり、前記第３の光は、前記ダブルクラッドファイバのクラッディングから前記ステータ内の前記マルチモードファイバへ送り届けられること、
（ｉｉ）前記第３の光はサンプルまたは物体からの蛍光光であること
のうちの１つまたは複数である、請求項７に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記共通光ファイバに取り付けられ、前記結合された光を前記共通光ファイバの前記コアの中に結合または実質的に結合し合焦させるように働く第１のレンズと、
前記第１のファイバに取り付けられ、前記第１の光を平行にするように働く第２のレンズと、
前記第２のファイバに取り付けられ、前記第２の光を合焦するように働く第３のレンズと、
前記第３のファイバに取り付けられる第４のレンズと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間で前記ステータ内に配設または配置され、前記第１の光を前記第２の光および前記第３の光から分離するように働く第１のダイクロイックフィルタと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間で前記ステータ内に配設または配置され、前記第２の光を前記第３の光から分離するように働く第２のダイクロイックフィルタと、
をさらに備える、請求項７に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記第２のダイクロイックフィルタと前記第４のレンズとの間に配置されるロングパスフィルタであって、（ａ）光のより短い波長を減衰させるまたは阻止することによって、および光のより長い波長を通すまたは透過することによって、前記ロングパスフィルタを通過する光をフィルタ処理すること、（ｂ）励起光の後方散乱および／または迷光をフィルタ除去することによって後方ノイズを防いで、蛍光信号を分析するときに改善された画像を実現することの少なくとも１つをするように働くロングパスフィルタ、
（ｉｉ）前記第３のレンズと前記第２のダイクロイックフィルタとの間で前記ステータ内に配設または配置され、前記第２の光を反射するように働くミラー
のうちの１つまたは複数をさらに備える、請求項９に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記第１のファイバは、前記第１の光を前記ロータに向けて導くように働くとともに、前記ロータからの光を前記ロータから離れるようにおよび前記ステータを通じて導くように働くダブルクラッドファイバであること、
（ｉｉ）前記第２の光は、前記第１の光の波長よりも短い波長を有すること、
（ｉｉｉ）当該光ファイバ回転ジョイントは、ダブルクラッドファイバカプラ、および／または前記第１の光を第３の光から分離するように働くコアもしくはクラッドビームスプリッタをさらに備え、前記第３の光はサンプルまたは物体からの蛍光光であること、
（ｉｖ）当該光ファイバ回転ジョイントは、
前記共通光ファイバに取り付けられ、前記結合された光を前記共通光ファイバの前記コアの中に結合または実質的に結合し合焦させるように働く第１のレンズと、
前記第１のファイバに取り付けられ、前記第１の光を平行にするように働く第２のレンズと、
前記第２のファイバに取り付けられ、前記第２の光を合焦するように働く第３のレンズと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間で前記ステータ内に配設または配置され、前記第１の光を前記第２の光から分離するように働くダイクロイックフィルタとをさらに備えること、
（ｖ）当該光ファイバ回転ジョイントは、前記第３のレンズと前記ダイクロイックフィルタとの間で前記ステータ内に配設または配置され、前記第２の光を反射するように働くミラーをさらに備えること
のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記ロータ内の第１のレンズと、
前記ビームコンバイナ内の第２のレンズと、
前記ビームコンバイナ内の第３のレンズと
をさらに備え、
（ｉ）前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは、第１の波長の光が前記共通光ファイバのコアに結合するとともに、前記共通光ファイバのコアから前記少なくとも２つの光ファイバのうちの前記第１のファイバのコアに結合するように構成され、
（ｉｉ）前記第１のレンズおよび前記第３のレンズは、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの前記第２のファイバのコアからの第２の波長の光が、前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間の中間焦点で前記共通光ファイバの前記コアに結合されるように構成され、
（ｉｉｉ）当該光ファイバ回転ジョイントは、マルチモダリティ光ファイバ回転ジョイントである、請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記共通光ファイバは、ダブルクラッドファイバであること、
（ｉｉ）当該光ファイバ回転ジョイントは、前記ビームコンバイナ内に第４のレンズおよび第３の光ファイバをさらに備え、前記第１のレンズおよび前記第４のレンズは、前記共通光ファイバから前記第３の光ファイバへ第３の波長の光を結合するように構成されること、
（ｉｉｉ）（ａ）前記第３の波長の光が前記ダブルクラッドファイバのクラッディング内を伝搬すること、（ｂ）前記第３の波長が４５０ｎｍから１．２μｍの間であることのうちの１つまたは複数であること
のうちの１つまたは複数である、請求項１２に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記第１のレンズ、前記第２のレンズ、および前記第３のレンズのうちの少なくとも１つのレンズは、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズおよび非球面レンズのうちの１つまたは複数である、請求項１２に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記ステータおよび前記ビームコンバイナのうちの１つまたは複数に少なくとも１つのアクロマートフィルタ（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｆｉｌｔｅｒ）をさらに備え、前記少なくとも１つのアクロマートフィルタは、異なる波長を有する光を分離するように働く、請求項１２に記載の光ファイバ回転ジョイント。
（ｉ）前記第１の波長の光は、前記第２の波長の光の波長よりも長い波長を有すること、
（ｉｉ）（ａ）前記第１の波長の光は、１．２μｍから１．７μｍの間の波長を有すること、（ｂ）前記第２の波長の光は、４００ｎｍから８００ｎｍの間の波長を有することのうちの少なくとも１つであること
のうちの１つまたは複数である、請求項１２に記載の光ファイバ回転ジョイント。
光ファイバ回転ジョイント（ＦＯＲＪ）を用いる光干渉断層計（ＯＣＴ）システムであって、
干渉光学系であって、（ｉ）光源からの光を受け取って、物体またはサンプルを照射し前記干渉光学系のサンプルアームに沿って移動する第１の光と第２の参照光とに分け、（ｉｉ）前記第２の参照光を前記干渉光学系の参照アームに沿って送って前記干渉光学系の参照反射体に反射させるようにし、（ｉｉｉ）前記物体またはサンプルに照射された前記第１の光の反射光または散乱光と反射した前記第２の参照光とを互いに結合または再結合させ、および／または互いに干渉させることによって干渉光を発生させ、前記干渉光が１つまたは複数の干渉縞を発生させるように働く干渉光学系と、
前記干渉光および／または前記１つまたは複数の干渉縞を継続的に取得して、前記結合または再結合された光の間の前記干渉または前記１つもしくは複数の干渉縞を測定するように働く少なくとも１つの検出器と、
光ファイバ回転ジョイント（ＦＯＲＪ）と
を備え、
前記光ファイバ回転ジョイント（ＦＯＲＪ）は、
ビームコンバイナと、
前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部である共通光ファイバを回転させるように働くとともに、当該共通光ファイバを備えるロータと、
当該光ファイバ回転ジョイント内で静止して動作するとともに、少なくとも２つの光ファイバを備えるステータであって、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第１のファイバは、少なくとも前記第１の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第２のファイバは、第３の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記第１の光はイメージング光または光干渉断層計（ＯＣＴ）を実行するために使用される光であり、前記第３の光は励起光である、ステータと
を含み、
前記ビームコンバイナは、結合された前記光が前記共通光ファイバのコアの中に結合するまたは実質的に結合し合焦するように、前記少なくとも２つの光ファイバからの前記第１の光および前記第３の光を結合するように働き、
前記共通光ファイバは、ダブルクラッドファイバである、
システム。
前記結合された光は前記サンプルを照射するように働き、
前記ＦＯＲＪは、前記結合された光を前記少なくとも１つの検出器へ送信されるＯＣＴ光と少なくとも別の検出器に送信される蛍光光とに分離するための少なくとも１つのダイクロイックフィルタを備える、請求項１７に記載のシステム。
（ｉ）少なくとも２つの光源であって、前記少なくとも２つの光源のうちの第１の光源は、前記イメージング光または前記ＯＣＴ光である前記第１の光を生成するように働き、前記少なくとも２つの光源のうちの第２の光源は、前記励起光である前記第３の光を生成するように働く、少なくとも２つの光源、および
（ｉｉ）前記ＦＯＲＪの前記ロータを回転させるように働くモータおよびプロセッサのうちの少なくとも１つ
のうちの１つまたは複数をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
前記光ファイバ回転ジョイント（ＦＯＲＪ）は、
前記ロータ内の第１のレンズと、
前記ビームコンバイナ内の第２のレンズと、
前記ビームコンバイナ内の第３のレンズと
をさらに含み、
（ｉ）前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは、前記第１の光が、前記共通光ファイバのコアに結合するとともに、前記共通光ファイバのコアから前記少なくとも２つの光ファイバのうちの前記第１のファイバのコアに結合するように構成され、
（ｉｉ）前記第１のレンズおよび前記第３のレンズは、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの前記第２のファイバのコアからの前記第３の光が、前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間の中間焦点で前記共通光ファイバの前記コアに結合されるように構成され、
（ｉｉｉ）前記光ファイバ回転ジョイントは、マルチモダリティ光ファイバ回転ジョイントである、請求項１７に記載のシステム。
光ファイバ回転ジョイント（ＦＯＲＪ）を製造する方法であって、
剥き取られた光ファイバをフェルールに挿入し、エポキシで前記光ファイバと前記フェルールを共に固定するステップと、
ほぼ予め決定された程度または予め決定された程度で、前記フェルールの片側を研磨するステップと、
ほぼ前記予め決定された程度または前記予め決定された程度で、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズの側面を研磨するステップと、
エポキシで、前記研磨されたＧＲＩＮレンズをスリーブの内部に固定するステップと、
前記スリーブの内部に勾配屈折率整合するまたは実質的に整合するエポキシを設けるとともに、前記研磨されたＧＲＩＮレンズと反対側の前記スリーブの別の側に前記研磨されたフェルールを設けるステップであって、前記屈折率整合または実質的に整合するエポキシが、前記研磨されたＧＲＩＮレンズと前記研磨されたフェルールとの間にあるようになっているステップと、
平行ビームおよび第１のＧＲＩＮコリメータを実現するように前記エポキシを硬化する
ステップと
を含み、
前記光ファイバ回転ジョイントは、
ビームコンバイナと、
前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部である共通光ファイバを回転させるように働くとともに、当該共通光ファイバを備えるロータと、
当該光ファイバ回転ジョイント内で静止して動作するとともに、少なくとも２つの光ファイバを備えるステータであって、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第１のファイバは、少なくとも第１の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記少なくとも２つの光ファイバのうちの第２のファイバは、第２の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部であり、前記第１の光はイメージング光または光干渉断層計（ＯＣＴ）を実行するために使用される光であり、前記第２の光は励起光である、ステータと
を備え、
前記ビームコンバイナは、前記少なくとも２つの光ファイバからの前記第１の光および前記第２の光を結合するように働き、それによって結合された前記光が前記共通光ファイバのコアの中に結合するまたは実質的に結合し合焦し、
前記共通光ファイバは、ダブルクラッドファイバである、
方法。
前記共通光ファイバを通して１つまたは複数の戻り光を検出または取得するように働く検出器をさらに備え、
（ｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、前記物体またはサンプルを照射した前記第１の光の反射光または散乱光を含むこと、
（ｉｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、蛍光光を含むこと、および、
（ｉｉｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、前記物体またはサンプルを照射した前記第１の光の前記反射光または前記散乱光と前記蛍光光との両方を含むこと、
のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記共通光ファイバに取り付けられ、前記結合された光を前記共通光ファイバの前記コアの中に結合または実質的に結合し合焦させるように働く第１のレンズと、
前記第１のファイバに取り付けられ、前記第１の光を平行にするように働く第２のレンズと、
前記第２のファイバに取り付けられ、前記第２の光を合焦するように働く第３のレンズと、
をさらに備え、
前記第１のレンズおよび前記第３のレンズは、前記第３の光ファイバのコアからの前記第３の光が、前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間の中間焦点で前記第１の光ファイバの前記コアに結合されるように構成される、請求項７に記載の光ファイバ回転ジョイント。
前記共通光ファイバを通して１つまたは複数の戻り光を検出または取得するように働く検出器をさらに備え、
（ｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、前記物体またはサンプルを照射した前記第１の光の前記反射光または前記散乱光を含むこと、
（ｉｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、蛍光光を含むこと、および、
（ｉｉｉ）前記１つまたは複数の戻り光は、前記物体またはサンプルを照射した前記第１の光の前記反射光または散乱光と前記蛍光光との両方を含むこと、
のうちの１つまたは複数である、請求項１７に記載のシステム。
前記共通光ファイバに取り付けられる第１のレンズと、追加のレンズとをさらに備え、
（ｉ）前記ステータの前記少なくとも２つの光ファイバは、第３の光を導くように働くとともに、前記ビームコンバイナに接続されまたは前記ビームコンバイナの一部である第３の光ファイバをさらに含み、
（ｉｉ）前記追加のレンズは、前記第３の光ファイバに取り付けられ、
（ｉｉｉ）前記第１のレンズおよび前記追加のレンズは、前記第３の光ファイバのコアからの第４の光が、前記第１のレンズと前記追加のレンズとの間の中間焦点で前記第１の光ファイバの前記コアに結合されるように構成される、
請求項１７に記載のシステム。