JP7296940B2 - ハイパワーファイバ照明源用分光フィルタ - Google Patents

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Description

本願は、総じて分光フィルタの分野に関し、より具体的には、ハイパワー広帯域ファイバレーザ用分光フィルタの分野に関する。
（関連出願への相互参照）
本願では、「ハイパワーファイバ分光フィルタ」(HIGH POWER FIBER SPECTRAL FILTER)と題しＡｎｄｒｅｗ Ｈｉｌｌ、Ｏｈａｄ Ｂａｃｈａｒ、Ａｖｉ Ａｂｒａｍｏｖ及びＡｍｎｏｎ Ｍａｎａｓｓｅｎを発明者とする２０１７年７月３１日付米国仮特許出願第６２／５３９５４３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しており、参照を以てその全容が本願に繰り入れられている。
ハイパワー広帯域照明源によって、広い波長域に亘り高い分光パワーを提供することができる。しかしながら、広帯域照明源により放射される波長のなかには、用途によっては望ましくなく又は損傷を引き起こすものがある。例えば、ハイパワー赤外線照明が光学素子又は光セメント（接合剤）により吸収されて劣化や損傷につながることがある。更に、これに限られるものではないが超連続体（超広帯域）レーザ等のファイバ式ハイパワー照明源では、光ファイバ出射面から出てくる光の発散角が大きいため、分光フィルタリング（ろ波）に関わる格別な難事が現れ得る。例えば、平板状分光フィルタを発散ビームに対し直交配置し、それにより不要波長を方向転換させてファイバ出射面に戻すと、そのファイバが加熱されて歪又は損傷につながることとなりかねない。平板状分光フィルタを発散ビームに対しある角度を付けて配置すると、反射光又は透過光に収差（例．色収差、非点収差等）が入り込むことで、ビーム品質ひいてはビーム輝度に悪影響が及ぶことがある。更に、そうした構成では、ファイバ出射面・平行化レンズ間分離距離が不所望に増大することがあり、それにより平行化ビームサイズ、ひいては後続光学部品の所要サイズが不所望に増大することがある。
米国特許出願公開第２００７／０２３０８７１号
そのため、上掲の短所が正されたシステム及び方法が望まれている。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い分光フィルタが開示される。ある例証的実施形態に係る分光フィルタは、球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子を備える。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その球の中心付近の第１個所に配置された光ファイバ出射面から発散される光を受光するよう配置される。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その光のスペクトルのうち第１部分を透過させる。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その球の中心付近の第２個所へとそのスペクトルの第２部分を反射及び集束させる。また、ある例証的実施形態に係る分光フィルタは、その光ファイバ出射面から離れる方へとそのスペクトルの第２部分を差し向ける集光器を有する。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いろ波ファイバ照明源が開示される。ある例証的実施形態に係るろ波ファイバ照明源は、光ファイバの出射面から発散する態で照明を提供するファイバ式照明源を有する。また、ある例証的実施形態に係るろ波ファイバ照明源は、球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子を備える。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その光ファイバの出射面から発散される照明を受光するよう配置される。また、ある例証的実施形態では、その光ファイバの出射面が、その球の中心付近の第１個所に配置される。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その照明のスペクトルのうち第１部分を透過させる。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その球の中心付近の第２個所へとそのスペクトルの第２部分を反射及び集束させる。また、ある例証的実施形態に係るろ波ファイバ照明源は、その光ファイバの出射面から離れる方へとそのスペクトルの第２部分を差し向ける集光器を有する。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い、光ファイバからの照明をフィルタリングする方法が開示される。ある例証的実施形態に係る方法では、球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子で以て、光ファイバの出射面から照明を受光する。また、ある例証的実施形態では、その凹表面が、その球の中心付近の第１個所に配置された光ファイバ出射面から発散される光を受光するよう配置される。また、ある例証的実施形態に係る方法では、その光のスペクトルのうち第１部分をその凹表面にて透過させる。また、ある例証的実施形態に係る方法では、そのスペクトルの第２部分をその凹表面で以て反射させる。また、ある例証的実施形態に係る方法では、そのスペクトルの第２部分を、その凹表面で以て、その球の中心付近の第２個所へと集束させる。また、ある例証的実施形態に係る方法では、そのスペクトルの第２部分を、集光器で以て、その光ファイバ出射面から離れる方へと差し向ける。
理解し得るように、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についての必須な限定ではない。添付図面は、本明細書に組み込まれてその一部を形成し、本発明の諸実施形態を描出し、そしてその概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する役目を有している。
以下の添付図面を参照することで、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には、本件開示の多様な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集光鏡付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り、入射ビーム供給用光ファイバと同じ幾何形状を呈するよう構成された集光器を有する分光フィルタの輪郭図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り透過ろ波ビーム経路上にビームダンプが付設された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り反射ろ波ビーム経路上にビームダンプが付設された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り、入射ビーム供給用光ファイバに結合され且つファイバ式集光器に結合された湾曲フィルタリング素子を有する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り、分光ろ波広帯域照明を標本に供給する輝度保存性分光フィルタを有する計量システムの概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、ファイバからの照明を分光フィルタリングする方法にて実行される諸ステップを描いたフロー図である。
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。本件開示を特定の諸実施形態及びそ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。本願中で説明されている諸実施形態は、限定としてではなく例証として捉えられるべきである。いわゆる当業者には直ちに推察し得るように、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく、その形態及び細部に様々な改変及び修正をなすことができる。
本件開示の諸実施形態が指し示す輝度保存性分光フィルタはファイバ式光源用のものであり、球の中心付近に所在する光ファイバ出射面から発散される光を凹状球面（例．球の一部分に相当する湾曲面）によって受光し、受光した光のスペクトルのうち第１部分を透過させ、且つそのスペクトルのうち第２部分をその球の中心付近の第２個所にある集束スポットへと反射させる。こうした凹状球面であれば、スペクトルのうち透過した第１部分か、同スペクトルのうち反射及び集束された第２部分か、を含む出射ビームにおける輝度を、保存することができる。従って、それら第１スペクトル（凹表面を透過したもの）及び第２スペクトル（凹表面により反射された光）の任意の組合せを、その分光フィルタの出射ビームとして提供することができる。
付加的諸実施形態が指し示すファイバ式光源は輝度保存性分光フィルタを有するものである。これに限られるものではないがハイパワー照明を伴うもの等、ある種の用途では、外部光学素子上への光射突に先立ち照明源出力から不要波長をろ波除去することが望まれることがある。例えば、赤外波長は多くの光学成分（例．シリカ、石英、ホウケイ酸ガラス等）又は光接着剤（例．セメント、エポキシ等）にて高効率で吸収されがちであり、それにより加熱、膨張、たわみ又は損傷が誘起されることがある。また例えば、紫外波長（例．極端紫外波長）が吸収されて、色中心形成時損傷、ソラリゼーション等が誘起されることがある。その点、入射ビームをフィルタリングして得た光（例．そのスペクトルのうち反射された第２部分）を、その光ファイバの出射面から離れる方へと集光器により差し向けることで、その光ファイバだけでなく、あらゆる外部光学素子の損傷を、防ぐことができる。従って、輝度保存性分光フィルタを有するファイバ式光源により、ある種の用途に適したろ波照明を提供することができる。更に、輝度保存性分光フィルタを有するファイバ式光源は、広帯域照明源からの照明と作用する第１光学素子として、好適でありうる。この構成の分光フィルタによれば、その他の諸光学素子を、その照明源によって生成された不要波長から、その照明源からのビームの集束特性及び／又はビーム品質に悪影響を及ぼすことなく、分離させることができる。
更なる諸実施形態が指し示す分光フィルタは更に集光器を有し、それによりスペクトルの第２部分を光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けることで、フィルタリングすべき光を提供するものである。上掲の凹表面によれば、入射光スペクトルの第２部分を、その光ファイバ出射面の近くにあるが重なってはいない集束スポットへと、反射させることができる。従って、スペクトルの第２部分を受光しその光ファイバから離れる方へと方向転換させるよう集光器を配置することで、光ファイバを保護し及び／又はスペクトルの第２部分をろ波出射ビームとして提供することができる。例えば、その集光器を、スペクトルのうち集束する第２部分を受光しろ波照明を出射ビームとして供給するよう配置された、付加的光ファイバを有するものとすることができる。また例えば、その集光器を、スペクトルの第２部分を付加的光学諸素子（例．スペクトルの第２部分を安全に廃棄するためのビームダンプ、平行化出射ビームを提供する平行化光学素子等）の方へと方向転換する鏡を、有するものとすることができる。
輝度保存性分光フィルタには、光ファイバから凹表面への発散光透過に適したあらゆる種類の素材を組み込むことができる。本件開示の幾つかの実施形態が指し示す分光フィルタは、光ファイバからの発散光が気体（例．大気、アルゴンガス、低真空等）中を伝搬して凹表面に達するものである。例えば、その凹表面を湾曲光学素子の第１表面とすることができる。この構成によれば、スペクトルの第１部分をその凹表面により透過させ、それをその湾曲光学素子内で伝搬させて、出射表面を介しその湾曲光学素子から出射させることができる。付加的諸実施形態が指し示す分光フィルタは、光ファイバ出射面に結合例えば熔着された固体素材（例．ガラス）を有し、そのファイバからの発散光がその固体素材内を経て凹表面へと伝搬し、その凹表面がスペクトルの第１部分向けの出射表面として動作し得るものである。本願での認識によれば、分光フィルタを光ファイバ出射面に結合例えば熔着させることで、その分光フィルタのアライメント（整列）を高度にロバスト（堅固）なものとすることができる。
図１Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る分光フィルタ１００の概念図である。一実施形態に係る分光フィルタ１００は、凹表面１０４を有する湾曲フィルタリング素子１０２を有するものであり、光ファイバ１１０の出射面１０８から発散される入射ビーム１０６をフィルタリングしている。凹表面１０４により入射ビーム１０６をフィルタリングすることで、入射ビーム１０６のスペクトルのうち第１部分を含む透過ろ波ビーム１１２と、その入射ビーム１０６のスペクトルのうち第２部分を含む反射ろ波ビーム１１４とを、得ることができる。更に、凹表面１０４を透過したものが透過ろ波ビーム１１２、反射したものが反射ろ波ビーム１１４となるので、それら透過ろ波ビーム１１２及び反射ろ波ビーム１１４を空間分離させることができる。また、一実施形態に係る分光フィルタ１００は集光器１１６（例．光ファイバ、鏡等）を有しており、それにより反射ろ波ビーム１１４を受光すること並びにその反射ろ波ビーム１１４を光ファイバ１１０の出射面１０８から離れる方へと差し向けることができる。従って、入射ビーム１０６のスペクトルのうち第１部分を含む透過ろ波ビーム１１２と、同スペクトルの第２部分を含む反射ろ波ビーム１１４とを、任意の組合せで、ろ波出射ビームとして提供することができる。
分光フィルタ１００は、どのような種類の広帯域照明源であれ、広い波長域を有する入射ビーム１０６を提供するのに適した広帯域照明源から入射ビーム１０６を受け入れるよう、構成することができる。一実施形態に係る広帯域照明源はレーザ光源である。その広帯域照明源の例としては、これに限られるものではないが広帯域レーザ光源、超連続体レーザ光源、白色レーザ光源等があろう。この構成の広帯域照明源によれば、高いコヒーレンス（例．高い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を有する入射ビーム１０６を提供することができる。他実施形態に係る広帯域照明源のなかにはレーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源がある。その広帯域照明源の例としては、これに限られるものではないが、レーザ光源によるプラズマ状態への励起時に広帯域照明を発し得る一種類又は複数種類の元素を収容するのに適した、ＬＳＰランプ、ＬＳＰバルブ又はＬＳＰチャンバがあろう。他実施形態に係る広帯域照明源のなかにはランプ光源がある。その広帯域照明源の例としては、これに限られるものではないがアークランプ、放電ランプ、無電極ランプ等があろう。この構成の広帯域照明源によれば、低いコヒーレンス（例．低い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を有する入射ビーム１０６を提供することができる。
更に、その広帯域照明源によって、どのような時間プロファイルを有する広帯域照明を提供してもよい。例えば、その広帯域照明源により提供されるものを、連続入射ビーム１０６、パルス状入射ビーム１０６又は変調入射ビーム１０６とすることができる。
また、一実施形態に係る凹表面１０４は凹状球面である。例えば、その凹表面１０４に、球の一部分に相応するよう整形例えば研磨された面を設けることができる。本願での認識によれば、これに限られるものではないがレンズ等、多くの光学面を球面として形成することができ、また、高い精度及び製造正確度にて球面を作成して表面誘起性収差を小さくすることができる。従って、球状凹表面１０４を相応な精度及び正確度で以て作成することで、透過ろ波ビーム１１２又は反射ろ波ビーム１１４中に表面誘起性収差を持ち込むことなく、フィルタリングを行うことができる。
また、一実施形態に係る分光フィルタ１００は、凹表面１０４の曲率を定める球の曲率中心１１８付近に、光ファイバ１１０の出射面１０８が配置されるように構成されている。従って、凹表面１０４によって発散入射ビーム１０６を受光し、曲率中心１１８付近にあり且つ出射面１０８から離れている対応する集束スポット１２０へと、反射ろ波ビーム１１４を集束させることができる。例えば、ある方向に沿い曲率中心１１８からある特定の距離のところに位置する出射面１０８からの、発散入射ビーム１０６のうち一部分を、それとは逆の方向に沿いその曲率中心１１８から同じ距離のところに所在するスポットへと、反射及び集束させることができる。更に、凹表面１０４によって、反射ろ波ビーム１１４を、光ファイバ１１０のコアの直径とほぼ同サイズのスポットへと、集束させることができる。
集光器１１６は、凹表面１０４からの反射ろ波ビーム１１４を受光しその反射ろ波ビーム１１４を光ファイバ１１０から離れる方へと差し向けるに適するものであれば、どのような光学素子でも、或いはどのような組合せの光学素子でもよい。この構成の集光器１１６によれば、反射ろ波ビーム１１４の諸部分が光ファイバ１１０に射突することを防ぎ、ひいてはそのファイバ及び／又は何らかの周囲マウントが加熱されること、入射ビーム１０６の発生源に不安定性（例．再起反射輻射により引き起こされるレージング不安定性）が誘起されること、或いは出射面１０８が損傷することを、防ぐことができる。更に、方向転換された反射ろ波ビーム１１４を、外部システムによりろ波出射ビームとして利用することができる。図１Ａに描かれている実施形態では、集光器１１６が付加的光ファイバを有しており、反射ろ波ビーム１１４が結合されそれを受光するようそのファイバが構成されている。
図１Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る集光鏡付分光フィルタ１００の概念図である。一実施形態に係る集光器１１６は、光ファイバ１１０の出射面１０８から離れる方へと反射ろ波ビーム１１４を方向転換するよう配置された反射面１２２を有している。集光器１１６は、出射面１０８から離れる方へと反射ろ波ビーム１１４を方向転換するのに適していれば、どのような個所に所在していてもよい。例えば、反射ろ波ビーム１１４の集束スポットに反射面１２２が所在するよう集光器１１６を配置してもよい。この構成における反射面１２２に専ら求められるのは、集束スポットのサイズと整合し又はそれを超えていることである。また例えば、反射ろ波ビーム１１４の集束スポット付近（例．そのいずれかの側）に反射面１２２が所在するよう集光器１１６を配置してもよい。この構成によれば、反射面１２２上での反射ろ波ビーム１１４のスポットサイズを大きめとし、それにより照射量（例．単位面積当たりエネルギ）を減らすことができる。このように、反射ろ波ビーム１１４の集束スポットから離れたところに反射面１２２を所在させることで、その反射ろ波ビーム１１４の集束スポットに反射面１２２が所在している場合に比べ、その反射面１２２に係る損傷閾値条件を軽減することができる。
反射面１２２はどのような形状でもよい。一実施形態に係る反射面１２２は、図１Ｂに描かれている通り平坦面である。他実施形態（図示せず）に係る反射面１２２は湾曲面である。その構成では、湾曲している反射面１２２によって、反射ろ波ビーム１１４を少なくとも部分的に平行化することができる。従って、付加的平行化光学素子に対する諸要請を軽減しつつ所望のビームサイズを得ることができる。
光ファイバ１１０の出射面１０８、即ちその光ファイバ１１０から入射ビーム１０６が出てくる面は、その出射面１０８と反射ろ波ビーム１１４の集束スポット１２０との間に物理的分離をもたらすのに適していれば、曲率中心１１８付近のどの個所に配置されていてもよい。
ある実施形態によれば、光ファイバ１１０の縁を曲率中心１１８に所在させることで、曲率中心１１８からの出射面１０８（入射ビーム１０６がその光ファイバ１１０から出射される面）のずれにより誘起される軸外収差を、軽減することができる。本願での認識によれば、光ファイバは多岐に亘るクラッド／被覆構成で以て作成することができる。例えば、これは必須ではないが、光ファイバを通例に倣いコア及びクラッドを備える構成とし、そのコアの屈折率をクラッドのそれより高くすることで、その光ファイバによって一通り又は複数通りの伝搬モードをサポートすることができる。光ファイバには、これは必須ではないが、そのコア及び／又はクラッドを損傷（例．機械的損傷、湿気による損傷等）から保護するのに適した更なる被覆又は保護覆いを、設けることができる。従って、光ファイバ１１０の縁は、これに限られるものではないが、そのコアの外径、クラッド又は被覆で構成することができる。
更に、光ファイバは、多様なサイズの組成部材で以て作成することができる。例えばシングルモードファイバでは、これは必須ではないが、備わるコアの直径を５～１５μｍの範囲内、クラッドの直径を約１２５μｍとすることができる。また例えば、マルチモードファイバでは、これは必須ではないが、備わるコアの直径を２５～９０μｍの範囲内、クラッドの直径を約１２５μｍとすることができる。
図２は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、入射ビーム１０６供給用光ファイバ１１０と同じ幾何形状を呈するように構成された集光器１１６を有する、分光フィルタ１００の輪郭図である。一実施形態に係る光ファイバ１１０及びファイバ式集光器１１６は、コア２０２及びクラッド２０４を有している。例えば、付加的な被覆が存する場合はそれを剥離させてもよい。光ファイバ１１０のコア２０２の中心は、曲率中心１１８からの距離２０６がその光ファイバ１１０の半径に等しいところに、所在させることができる。従って、逆方向に沿い曲率中心１１８から対応距離２０６に所在する集束スポット１２０へと、凹表面１０４によって反射ろ波ビーム１１４を集束させることができる。これに限られるものではないが、図１Ａ及び図２に描かれているファイバ式集光器１１６等の集光器１１６を然るべく配置することで、反射ろ波ビーム１１４を受光することができる。
とはいえ、理解し得るように、図２に描かれ且つ上掲の関連段落中に記述されている光ファイバ１１０及び集光器１１６の幾何形状は、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ではない。分光フィルタ１００は、光ファイバ１１０の出射面１０８から反射ろ波ビーム１１４を物理的に分離させるのに適するものであれば、どのような構成の光ファイバ１１０及び集光器１１６を有していてもよい。一実施形態としては、出射面１０８の中心と曲率中心１１８との間の距離が、光ファイバ１１０上にある一種類又は複数種類の被覆の外径と等しいものがある。他実施形態としては、出射面１０８の中心と曲率中心１１８との間の距離が、光ファイバ１１０の総外径よりも大きいものがある。この構成によれば、光ファイバ１１０・集光器１１６間に物理的間隙があるため、分光フィルタ１００のアライメントが容易になる。更に他の実施形態としては、ファイバ式集光器１１６の幾何形状（例．コア直径、クラッド直径等）が光ファイバ１１０のそれと異なるものがある。例えば、出射面１０８の中心と曲率中心１１８との間の距離が光ファイバ１１０の総外径よりも小さくなるよう、ファイバ式集光器１１６の直径を光ファイバ１１０のそれより小さくすることができる。更に、非ファイバ式集光器１１６（例．図１Ｂに描かれている鏡）の場合、分光フィルタ１００を多様な構成の光ファイバ１１０及び集光器１１６で構成することができる。
本願での認識によれば、本願記載の凹表面１０４付分光フィルタ１００によって、透過ろ波ビーム１１２及び／又は反射ろ波ビーム１１４にて入射ビーム１０６の輝度を保存することができる。例えば、曲率中心１１８付近に（例．光ファイバ１１０の半径程度の距離で）出射面１０８を所在させることで、曲率中心１１８に対する出射面１０８の軸外アライメントに係る収差を軽減して、反射ろ波ビーム１１４に入射ビーム１０６と実質同一のビーム品質及び／又は集束特性を持たせることができる。
また例えば、発散入射ビーム１０６をフィルタリングすべく傾斜平坦型分光フィルタが同様に出射面１０８付近に配置されているときに、そのフィルタに係る収差（例．色収差、非点収差等）の入り込みなしで、凹表面１０４によって透過ろ波ビーム１１２及び／又は反射ろ波ビーム１１４を提供することができる。例えば、傾斜平坦型分光フィルタによって透過又は反射ビーム双方に色スポットシフトが入り込むこと、透過ビームに非点収差が入り込むこと等があると、ビーム品質及び／又は集束特性が劣化しかねず、ひいてはもたらされるろ波ビームが低輝度になり且つ入射ビーム１０６と同じ特性で集束されないこととなりうる。
また、ある実施形態によれば、分光フィルタ１００の１個又は複数個の付加的表面を整形することで、凹表面１０４によって誘起される収差を軽減例えば補正して、透過ろ波ビーム１１２に入射ビーム１０６と同一又は実質同一のビーム品質及び／又は集束特性を持たせることができる。例えば、図１Ａ及び図１Ｂに描かれている湾曲フィルタリング素子１０２の出射面１２４を整形することで、凹表面１０４により誘起される収差を軽減することができる。また例えば、分光フィルタ１００に１個又は複数個の付加的光学素子（図示せず）を設け、それにより透過ろ波ビーム１１２の波面を修正することで、凹表面１０４によって誘起される収差を軽減することができる。
凹表面１０４による入射ビーム１０６のフィルタリングには、入射ビーム１０６のスペクトルのうち第１部分を含む透過ろ波ビーム１１２と、同スペクトルの第２部分を含む反射ろ波ビーム１１４と、を提供するのに適するものであれば、どのような技術を用いてもよい。例えば、所望分布に従い入射ビーム１０６をフィルタリングするのに適する１個又は複数個の誘電体及び／又は金属素材層を、凹表面１０４に設けることができる。
一実施形態に係る凹表面１０４は「コールドミラー」（例．反射型ローパスフィルタ）として動作するものであり、その凹表面１０４による透過で生じた透過ろ波ビーム１１２は指定カットオフ波長よりも長い波長を、またその凹表面１０４による反射で生じた反射ろ波ビーム１１４はその指定カットオフ波長よりも短い波長を含んでいる。もう一つの実施形態に係る凹表面１０４は「ホットミラー」（例．反射型ハイパスフィルタ）として動作するものであり、その凹表面１０４による透過で生じた透過ろ波ビーム１１２は指定カットオフ波長よりも短い波長を、またその凹表面１０４による反射で生じた反射ろ波ビーム１１４はその指定カットオフ波長よりも長い波長を含んでいる。
用途にもよるが、分光フィルタ１００にビームダンプを設けることで、入射ビーム１０６のスペクトルから不要波長を安全に廃棄することができる。図３Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り透過ろ波ビーム１１２の経路上にビームダンプ３０２が付設された分光フィルタ１００の概念図である。従って反射ろ波ビーム１１４をろ波出射ビームとして提供することができる。例えば、集光器１１６によって提供される反射ろ波ビーム１１４を１個又は複数個の平行化レンズ３０４により平行化して、ろ波出射ビームを提供することができる。図３Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り反射ろ波ビーム１１４の経路上にビームダンプ３０２が付設された分光フィルタ１００の概念図である。従って透過ろ波ビーム１１２をろ波出射ビームとして提供することができる。例えば、湾曲フィルタリング素子１０２からの透過ろ波ビーム１１２を１個又は複数個の平行化レンズ３０４により平行化して、ろ波出射ビームを提供することができる。
分光フィルタ１００のビームダンプは透過ろ波ビーム１１２，反射ろ波ビーム１１４のいずれの経路上にあってもよい。更に、ビームダンプ３０２と併用される凹表面１０４が「コールドミラー」，「ホットミラー」のいずれとして構成されていてもよい。その際、複数通りの構成の分光フィルタ１００により同一又は実質的に同様の結果を得ることができる。例えば、透過ろ波ビーム１１２の経路上にビームダンプ３０２を設けると共に、凹表面１０４を「コールドミラー」として構成し、その指定カットオフ波長で以て反射ろ波ビーム１１４における所望スペクトルの最長所望波長を定めることによって、入射ビーム１０６のスペクトルのうち不要ＩＲ輻射が除去されるよう分光フィルタ１００を構成することができる。また例えば、反射ろ波ビーム１１４の経路上にビームダンプ３０２を設けると共に、凹表面１０４を「ホットミラー」として構成し、その指定カットオフ波長で以て透過ろ波ビーム１１２における所望スペクトルの最長所望波長を定めることによって、入射ビーム１０６のスペクトルのうち不要ＩＲ輻射が除去されるよう分光フィルタ１００を構成することができる。
湾曲フィルタリング素子１０２は、出射面１０８から発散入射ビーム１０６を受光し透過ろ波ビーム１１２及び反射ろ波ビーム１１４を生成する凹表面１０４を提供するのに適するものであれば、どのような組合せの素材及び実装構造を用い実現してもよい。更に、その発散入射ビーム１０６がどのような素材、どのような組合せの素材を通り光ファイバ１１０の出射面１０８と凹表面１０４との間を伝搬するのでもよい。例えば、発散入射ビーム１０６が大気、被制御気相環境（例．アルゴンガス等）、真空（例．真空チャンバで囲まれた減圧大気環境）又は固体素材（例．透明光学素材）中を伝搬するのでもよい。
一実施形態に係る湾曲フィルタリング素子１０２、少なくとも図１Ａに描かれているそれは、光ファイバ１１０からある距離を隔て配置されたディスクリートな光学素子として形成されている。例えば、湾曲フィルタリング素子１０２を、発散入射ビーム１０６を受光するよう整列された入射表面たる凹表面１０４を有し、更に出射表面１２４をも有するものにすることができる。従って、湾曲フィルタリング素子１０２を伝搬した透過ろ波ビーム１１２をその湾曲フィルタリング素子１０２から出射表面１２４を介し出射させうる一方、反射ろ波ビーム１１４を入射先凹表面１０４での反射で得ることができる。こうした構成の湾曲フィルタリング素子１０２は、従って、これに限られるものではないがシリカ、石英又はホウケイ酸ガラス等の光学基板（例．透過ろ波ビーム１１２のうち少なくとも一部分に対し透明な基板）で形成することができる。
更に、分光フィルタ１００には、凹表面１０４の曲率中心１１８に対し集光器１１６及び／又は光ファイバ１１０を整列させるのに適した１個又は複数個のアライメント構造を設けることができる。例えば、出射面１０８及び／又はファイバ式集光器１１６の端面を所望位置、恐らくは曲率中心１１８に対し固定されている位置に実装するためのファイバマウントを、分光フィルタ１００に設けることができる。また例えば、鏡型集光器１１６の反射面１２２を所望位置、恐らくは曲率中心１１８に対し固定されている位置に所在させるための鏡マウントを、分光フィルタ１００に設けることができる。更に、ファイバマウント及び／又は鏡マウントを湾曲フィルタリング素子１０２用マウントと一体化させて、一体化プラットフォームを提供することができる。
また、ある実施形態では、出射面１０８及び／又は集光器１１６と結合するよう構成された光学素子として、湾曲フィルタリング素子１０２が形成される。図４は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、入射ビーム１０６を供給する光ファイバ１１０に結合され且つファイバ式集光器１１６に結合された湾曲フィルタリング素子１０２を有する、分光フィルタ１００の概念図である。一実施形態に係る湾曲フィルタリング素子１０２は透明素材で形成されており、光ファイバ１１０の出射面１０８から凹表面１０４まで延びるようその透明素材が構成されている。例えば、光ファイバ１１０の出射面１０８と光学的に結合する入射結合面４０２を湾曲フィルタリング素子１０２に設け、発散入射ビーム１０６が湾曲フィルタリング素子１０２の体積内を伝搬して凹表面１０４に至るようにすることができる。従って、凹表面１０４を透過ろ波ビーム１１２用の出射表面として動作させることができる。また例えば、集光器１１６と光学的に結合する集光器結合面４０４を湾曲フィルタリング素子１０２に設け、反射ろ波ビーム１１４が集光器結合面４０４を通って集光器１１６に至るようにすることができる。こうした構成の湾曲フィルタリング素子１０２は、従って、これに限られるものではないがシリカ、石英又はホウケイ酸ガラス等の光学素材（例．入射ビーム１０６及び反射ろ波ビーム１１４に対し透明な素材の塊）で形成することができる。
また、ある実施形態では、ファイバ及び／又はファイバマウントと熔着されるよう入射結合面４０２及び集光器結合面４０４のうち少なくとも一方が構成される。この構成によれば、光ファイバ１１０及び／又はファイバ式集光器１１６を湾曲フィルタリング素子１０２と物理的に接合することができる。本願での認識によれば、ファイバ及び／又はファイバマウントを湾曲フィルタリング素子１０２と熔着させることで、入射ビーム１０６に対する分光フィルタ１００のロバストなアライメントを、容易に行うことができる。
理解し得るように、分光フィルタ１００について図４並びに上掲の関連記述で提示した具体的構成は、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ではない。例えば、入射結合面４０２及び集光器結合面４０４を、図４に描かれている通り単一面として形成してもよく、またそれを平坦にしても湾曲させてもよい。また例えば、入射結合面４０２及び集光器結合面４０４相互に角度を付け、結合を容易にしてもよい。更に、湾曲フィルタリング素子１０２は、光ファイバ１１０及び／又は集光器１１６との結合に適するであれば、どのような形状及び／又は何個の面を有するものとしてもよい。例えば、研磨された集光器結合面４０４を湾曲フィルタリング素子１０２に設け、その面を介し反射ろ波ビーム１１４がディスクリートな集光器１１６（例．鏡型集光器１１６）へと伝搬されうるようにしてもよい。
本願での認識によれば、輝度保存性分光フィルタ１００を（例．あらゆる入射照明源から分離された）スタンドアロン装置として提供してもよいし、外部システム内に統合してもよい。ある実施形態によれば、分光フィルタ１００をファイバ式照明源と一体化させ、それにより分光ろ波広帯域照明を提供することができる。従って、照明源と、それを介し入射ビーム１０６が提供される光ファイバ１１０とを、物理的に同梱すること及び／又はその分光フィルタ１００に備わる１個又は複数個の部材に結合させることができる。実施形態によっては、分光ろ波光を標本へと差し向けるシステム内に分光フィルタ１００が統合される。
図５は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、分光ろ波広帯域照明を標本に供給する輝度保存性分光フィルタ１００を有する、計量システム５００の概念図である。一実施形態に係る計量システム５００としては、標本の画像１枚又は複数枚の生成を踏まえアライメントデータを計測する画像式計量ツールを有するものがある。他実施形態の計量システム５００としては、標本からの光の散乱（反射、回折、散漫散乱等）を踏まえ計量データを計測するスキャタロメトリ（散乱計測）式計量ツールを有するものがある。
一実施形態に係る計量システム５００は、本願中で前述した通り、ファイバ式照明源５０２の分光フィルタリングを実行するよう構成された分光フィルタ１００を有している。本計量システム５００では、少なくとも１本のろ波出射ビーム（例．分光フィルタ１００からの透過ろ波ビーム１１２及び／又は反射ろ波ビーム１１４）を、照明ビーム５０４として、照明路５０８を介し標本５０６に差し向けることができる。その照明路５０８には、照明ビーム５０４を修正及び／又は調光するのに適する１個又は複数個のレンズ５１０又は付加的光学部品５１２を設けることができる。当該１個又は複数個の光学部品５１２の例としては、これに限られるものではないが、１個又は複数個の偏光子、１個又は複数個のフィルタ、１個又は複数個のビームスプリッタ、１個又は複数個の散光器、１個又は複数個のホモジナイザ、１個又は複数個のアポダイザ或いは１個又は複数個のビーム整形器があろう。また、一実施形態に係る分光フィルタ１００は対物レンズ５１４を有しており、それにより照明ビーム５０４を標本５０６上へと集束させることができる。
また、ある実施形態によれば、標本５０６が標本ステージ５１６上に配置される。その標本ステージ５１６には、本計量システム５００内でその標本５０６を位置決めするのに適したあらゆる装置を設けることができる。例えば、標本ステージ５１６には、直線並進ステージ、回動ステージ、チップ／ティルトステージ等をいずれの組合せで設けることもできる。
また、一実施形態に係る計量システム５００は検出器５１８を有しており、標本５０６に発する輻射を集光路５２０経由で捉えるようその検出器が構成されている。例えば、集光路５２０には、これは必須ではないが集光レンズ（例．対物レンズ５１４或いは１個又は複数個の付加的集光路レンズ５２２）を設けることができる。また例えば、検出器５１８により、標本５０６から（例．鏡面反射、拡散反射等を通じ）反射又は散乱されてきた輻射を受光することができる。また例えば、検出器５１８により、標本５０６により生成された輻射（例．照明ビーム５０４の吸収に係るルミネッセンス等）を受光することができる。
検出器５１８には、標本５０６から照明を受光し計測するのに適し本件技術分野で既知な、あらゆる種類の光検出器を含めることができる。検出器５１８の例としては、これに限られるものではないが、ＣＣＤ式検出器、ＴＤＩ式検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等があろう。他実施形態に係る検出器５１８には、標本５０６に発する輻射の波長を識別するのに適した分光検出器が含まれよう。他実施形態に係る計量システム５００では、複数個の検出器５１８が（例．１個又は複数個のビームスプリッタにより生成された複数本のビーム路と関連付けて）設けられ、本計量システム５００による複数通りの計量計測（例．複数個の計量ツールによるもの）が容易化されよう。
更に、集光路５２０には、これに限られるものではないが１個又は複数個の集光路レンズ５２２、１個又は複数個のフィルタ、１個又は複数個の偏光子或いは１個又は複数個のビームブロックを初め、対物レンズ５１４により集光された照明を差し向け及び／又は修正する光学素子を、何個でも設けることができる。
図５に描かれている実施形態の計量システム５００はビームスプリッタ５２４を有しており、照明ビーム５０４を標本５０６へと差し向けることとその標本５０６に発する輻射を集光することとを対物レンズ５１４が同時に行えるよう、そのビームスプリッタが方向設定されている。この構成の計量システム５００はエピ照明モードに従い構成設定することができる。
また、一実施形態に係る計量システム５００はコントローラ５２６を有している。また、一実施形態に係るコントローラ５２６は、記憶媒体５３０上に保持されているプログラム命令を実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサ５２８を有している。この構成では、コントローラ５２６に備わる１個又は複数個のプロセッサ５２８によって、本件開示の随所に記載されている様々な処理ステップのいずれも実行することができる。更に、これに限られるものではないが計量データ（例．アライメント計測結果、ターゲットの画像、瞳像等）又は計量指標（例．精度、ツール誘起性シフト、感度、回折効率等）を初めとするデータを受信するよう、そのコントローラ５２６を構成することができる。
コントローラ５２６に備わる１個又は複数個のプロセッサ５２８には、本件技術分野で既知なあらゆる処理素子を含めることができる。その意味で、当該１個又は複数個のプロセッサ５２８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マイクロプロセッサ型デバイス全てが含まれうる。一実施形態によれば、当該１個又は複数個のプロセッサ５２８を、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、あらゆるコンピュータシステム（例．ネットワーク接続されたコンピュータ）で構成することができ、プログラムを実行するようそのコンピュータシステムを構成することができ、また本件開示の随所に記載の如く本計量システム５００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。更なる認識によれば、語「プロセッサ」は、非一時的記憶媒体５３０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装置全てが包括されるよう、広義に定義することができる。更に、本件開示の随所に記載の諸ステップを単一のコントローラ５２６により実行してもよいし、それに代え複数個のコントローラにより実行してもよい。加えて、コントローラ５２６を、共通ハウジング内又は複数個のハウジング内に収容された１個又は複数個のコントローラを有するものとすることができる。こうすることで、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、計量システム５００内への組込みに適するモジュールとして個別パッケージングすることができる。更に、検出器５１８から受信したデータをコントローラ５２６により分析して、そのデータを本計量システム５００内又は本計量システム５００外の付加的部材に送ることができる。
記憶媒体５３０には、関連する１個又は複数個のプロセッサ５２８により実行可能なプログラム命令を格納するのに適し、本件技術分野で既知な、あらゆる格納媒体が含まれうる。例えば、記憶媒体５３０に非一時的記憶媒体を含めることができる。また例えば、記憶媒体５３０に、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、磁気又は光記憶装置（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等を含めることができる。更に注記されることに、記憶媒体５３０を、１個又は複数個のプロセッサ５２８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５３０を、１個又は複数個のプロセッサ５２８及びコントローラ５２６の物理的居所に対し遠隔配置することができる。一例としては、コントローラ５２６に備わる１個又は複数個のプロセッサ５２８によって、ネットワーク（例．インターネット、イントラネット等）経由でアクセス可能なリモートメモリ（例．サーバ）にアクセスすることができる。従って、上掲の記述は本発明に対する限定としてではなく、単なる例証として解されるべきである。
また、ある実施形態によれば、コントローラ５２６を計量システム５００の構成要素１個又は複数個に可通信結合させることで、分光フィルタ１００からの分光ろ波照明による標本５０６の照明に係る計量データを提供することができる。
図６は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、ファイバからの照明を分光フィルタリングする方法６００にて実行される諸ステップを描いたフロー図である。出願人の注記によれば、分光フィルタ１００の文脈に沿い本願中でこれまで述べてきた諸実施形態及び実現テクノロジは、解釈によって方法６００に敷衍することができる。とはいえ、更に注記されることに、本方法６００は、分光フィルタ１００のそうしたアーキテクチャに限定されるものではない。
一実施形態に係る方法６００は、球の一部分を形成する凹表面を有し、その球の中心付近の第１個所に配置された光ファイバ出射面から発散される光を受光するようその凹表面が配置されている湾曲フィルタリング素子で以て、光ファイバ出射面から照明を受光するステップ６０２を有している。例えば、その凹表面を、球の一部分に相当する球状光学素子として整形することができる。ひいては、その球の中心付近の個所における光ファイバからの発散光を、その湾曲フィルタリング素子のその凹表面により集光することができる。その湾曲フィルタリング素子は、その光ファイバから分離されたディスクリートな光学素子を有するものとすることや、ロバストなアライメントが実現されるようその光ファイバに直結することができる。
一実施形態に係る方法６００は、その光のスペクトルのうち第１部分をその凹表面にて透過させるステップ６０４を有している。一実施形態に係る方法６００は、そのスペクトルの第２部分をその凹表面で以て反射させるステップ６０６を有している。例えば、光ファイバの出射面から発散される光のスペクトルを分割するのに適した波長選択性被覆をその凹表面に設けて、その発散光のスペクトルの第１部分がその凹表面を透過しそのスペクトルの第２部分が反射されるようにすることができる。その凹表面には、波長選択性フィルタリングを実現するのに適した素材層（例．誘電体層、金属層等）を何個でも設けることができる。更に、その凹表面を何らかの種類のフィルタとして動作させることができる。一例としては、指定カットオフ波長より短い波長を反射させ且つその指定カットオフ波長より長い波長を透過させることで、その湾曲面を「コールドミラー」として動作させることができる。別例としては、指定カットオフ波長より短い波長を透過させ且つその指定カットオフ波長より長い波長を反射させることで、その湾曲面を「ホットミラー」として動作させることができる。
一実施形態に係る方法６００は、そのスペクトルの第２部分を、その凹表面で以て、その球の中心付近の第２個所へと集束させるステップ６０８を、有している。その球の中心付近の第１個所に所在する光ファイバ出射面からの光を、球状凹表面によって、その球の中心付近の第２個所へと反射させることができる。例えば、光ファイバのコアをその球の中心に対し物理的に近くに（例．その光ファイバの中心の半径にほぼ等しい距離に）配置することで、スペクトルの第２部分を密集束させることができ、ひいてはそのスペクトルの第２部分に係るろ波ビームを凹表面上に入射する入射光と同輝度又はほぼ同輝度にすることができる。
一実施形態に係る方法６００は、スペクトルの第２部分を集光器で以て光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けるステップ６１０を、有している。集光器には、スペクトルの第２部分を集光しまさにそのスペクトルの第２部分を光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けるのに適した、あらゆる種類の素子が含まれうる。集光器の例としては、これに限られるものではないが、第２個所（例．ステップ６０８に係る集束個所）に出射面を備える付加的光ファイバや、スペクトルの第２部分を方向転換させるよう配置された反射面があろう。この構成によれば、光ファイバから発散される光から、スペクトルの第２部分を、その光ファイバにもいずれの外部光学素子にも損傷を及ぼすことなくろ波除去することができる。
更に、方法６００には、外部システムによる使用に適したろ波出射ビームとしてスペクトルの第１部分及び／又はスペクトルの第２部分を提供するステップを、含めることができる。
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。理解し得るように、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、同じ機能が達成される部材配置は、実質的に「連携」することでその所望機能を達成しているのである。従って、本願中のいずれの二部材であれ、ある特定の機能を達成すべく組み合わされているものは、その所望機能が達成されるよう互いに「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その所望機能を達成すべく互いに「接続・連結」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その所望機能を達成すべく互いに「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がある。
本件開示及びそれに付随する長所の多くについては上掲の記述により理解できるであろうし、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。述べられている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、理解し得るように、本発明を定義しているのは別項の特許請求の範囲である。

Claims (34)

  1. 分光フィルタであって、
    球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子を備え、その凹表面が、研磨された光学面として形成され、その球の中心の第１個所に配置された光ファイバ出射面から発散される光を受光するよう配置されており、その凹表面が、スペクトルの第１部分を透過させ且つ上記スペクトルの第２部分を反射させる波長選択性被覆をさらに有し、上記スペクトルの上記第１部分及び上記第２部分は、指定カットオフ波長により分離された広帯域スペクトル範囲を提供し、上記波長選択性被覆は、上記指定カットオフ波長に関してハイパスフィルタあるいはローパスフィルタの１つであり、その凹表面が更に、その球の中心の第２個所へと上記スペクトルの上記第２部分を反射及び集束させるよう構成されており、且つ
    上記光ファイバ出射面から離れる方へと上記スペクトルの上記第２部分を差し向けるよう構成された集光器を備える分光フィルタ。
  2. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記集光器が、上記第２個所にあり上記スペクトルの第２部分を受光する入射面を有する付加的光ファイバを備える分光フィルタ。
  3. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記集光器が、上記球の中心の第２個所に所在する鏡を備え、上記光ファイバ出射面から離れる方へと上記スペクトルの第２部分を差し向けるようその鏡の向きが設定されている分光フィルタ。
  4. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記凹表面から上記スペクトルの第１部分を受光するよう配置された出射表面を有し、その出射表面を介し当該スペクトルの第１部分がその湾曲フィルタリング素子から出射される分光フィルタ。
  5. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記光ファイバ出射面から発散される光を受光するようその光ファイバ出射面に結合された入射表面を有し、その凹表面を介し当該スペクトルの第１部分がその湾曲フィルタリング素子から出射される分光フィルタ。
  6. 請求項５に記載の分光フィルタであって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記第２個所に配置された出射表面を有し、その出射表面を介し上記スペクトルの第２部分がその湾曲フィルタリング素子から出射される分光フィルタ。
  7. 請求項６に記載の分光フィルタであって、
    上記集光器が、上記スペクトルの第２部分を受光するよう上記出射表面に結合された入射面を有する付加的光ファイバを備える分光フィルタ。
  8. 請求項１に記載の分光フィルタであって、更に、
    上記スペクトルの第１部分であり上記凹表面を透過したものを平行化するよう配置された、平行化光学素子を備える分光フィルタ。
  9. 請求項１に記載の分光フィルタであって、更に、
    上記スペクトルの第２部分であり上記集光器により上記光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けられたものを平行化するよう配置された、平行化光学素子を備える分光フィルタ。
  10. 請求項１に記載の分光フィルタであって、更に、
    上記スペクトルの第１部分であり上記凹表面を透過したものと、当該スペクトルの第２部分であり上記集光器により上記光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けられたものと、のうち一方を受光するよう配置されたビームダンプを備える分光フィルタ。
  11. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記凹表面が、指定カットオフ波長を有するハイパス反射フィルタを備え、上記スペクトルの第１部分がその指定カットオフ波長より短い波長を含み、当該スペクトルの第２部分がその指定カットオフ波長より長い波長を含む分光フィルタ。
  12. 請求項１１に記載の分光フィルタであって、
    上記指定カットオフ波長が赤外スペクトル領域内にある分光フィルタ。
  13. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記凹表面が、指定カットオフ波長を有するローパス反射フィルタを備え、上記スペクトルの第１部分がその指定カットオフ波長より長い波長を含み、当該スペクトルの第２部分がその指定カットオフ波長より短い波長を含む分光フィルタ。
  14. 請求項１３に記載の分光フィルタであって、
    上記指定カットオフ波長が赤外スペクトル領域内にある分光フィルタ。
  15. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記波長選択性被覆が、１個又は複数個の誘電体層を備える分光フィルタ。
  16. 請求項１に記載の分光フィルタであって、
    上記波長選択性被覆が、１個又は複数個の金属層を備える分光フィルタ。
  17. ろ波ファイバ照明源であって、
    光ファイバ出射面から発散する広帯域照明を提供するよう構成されたファイバ式照明源を備え、
    球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子を備え、その凹表面が、研磨された光学面として形成され、上記光ファイバ出射面から発散される広帯域照明を受光するよう配置されており、当該光ファイバ出射面が、その球の中心の第１個所に配置されており、当該凹表面が、スペクトルの第１部分を透過させ且つ上記スペクトルの第２部分を反射させる波長選択性被覆をさらに有し、上記スペクトルの上記第１部分及び上記第２部分は、指定カットオフ波長により分離された広帯域スペクトル範囲を提供し、上記波長選択性被覆は、上記指定カットオフ波長に関してハイパスフィルタあるいはローパスフィルタの１つであり、その凹表面が更に、その球の中心の第２個所へと上記スペクトルの上記第２部分を反射及び集束させるよう構成されており、且つ
    上記光ファイバ出射面から離れる方へと上記スペクトルの第２部分を差し向けるよう構成された集光器を備えるろ波ファイバ照明源。
  18. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記ファイバ式照明源が、超連続体レーザ光源を備えるろ波ファイバ照明源。
  19. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記集光器が、上記第２個所にあり上記スペクトルの第２部分を受光する入射面を有する付加的光ファイバを備えるろ波ファイバ照明源。
  20. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記集光器が、上記球の中心の第２個所に所在する鏡を備え、上記光ファイバ出射面から離れる方へと上記スペクトルの第２部分を差し向けるようその鏡の向きが設定されているろ波ファイバ照明源。
  21. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記凹表面から上記スペクトルの第１部分を受光するよう配置された出射表面を有し、その出射表面を介し当該スペクトルの第１部分がその湾曲フィルタリング素子から出射されるろ波ファイバ照明源。
  22. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記光ファイバ出射面から発散される光を受光するようその光ファイバ出射面に結合された入射表面を有するろ波ファイバ照明源。
  23. 請求項２２に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記湾曲フィルタリング素子が、更に、上記第２個所に配置された出射表面を有し、その出射表面を介し上記スペクトルの第２部分がその湾曲フィルタリング素子から出射されるろ波ファイバ照明源。
  24. 請求項２３に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記集光器が、上記スペクトルの第２部分を受光するよう上記出射表面に結合された入射面を有する付加的光ファイバを備えるろ波ファイバ照明源。
  25. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、更に、
    上記スペクトルの第１部分であり上記凹表面を透過したものを平行化するよう配置された、平行化光学素子を備えるろ波ファイバ照明源。
  26. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、更に、
    上記スペクトルの第２部分であり上記集光器により上記光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けられたものを平行化するよう配置された、平行化光学素子を備えるろ波ファイバ照明源。
  27. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、更に、
    上記スペクトルの第１部分であり上記凹表面を透過したものと、当該スペクトルの第２部分であり上記集光器により上記光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けられたものと、のうち一方を受光するよう配置されたビームダンプを備えるろ波ファイバ照明源。
  28. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記波長選択性被覆が、指定カットオフ波長を有するハイパス反射フィルタであるろ波ファイバ照明源。
  29. 請求項２８に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記指定カットオフ波長が赤外スペクトル領域内にあるろ波ファイバ照明源。
  30. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記波長選択性被覆が、指定カットオフ波長を有するローパス反射フィルタであるろ波ファイバ照明源。
  31. 請求項３０に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記指定カットオフ波長が赤外スペクトル領域内にあるろ波ファイバ照明源。
  32. 請求項１７に記載のろ波ファイバ照明源であって、
    上記波長選択性被覆が、１個又は複数個の誘電体層を備えるろ波ファイバ照明源。
  33. 光ファイバからの照明をフィルタリングする方法であって、
    球の一部分を形成する凹表面を有する湾曲フィルタリング素子で以て光ファイバ出射面からの照明を受光するステップであり、その凹表面が、研磨された光学面として形成され、その球の中心の第１個所に配置された光ファイバ出射面から発散される光を受光するよう配置されているステップと、
    上記光のスペクトルの第１部分を上記凹表面の波長選択性被覆にて透過させるステップと、
    上記スペクトルの第２部分を上記凹表面の上記波長選択性被覆で以て反射させ、上記スペクトルの上記第１部分及び上記第２部分は、指定カットオフ波長により分離された広帯域スペクトル範囲を提供し、上記波長選択性被覆は、上記指定カットオフ波長に関してハイパスフィルタあるいはローパスフィルタの１つであるステップと、
    上記スペクトルの第２部分を上記凹表面で以て上記球の中心の第２個所へと集束させるステップと、
    上記スペクトルの第２部分を集光器で以て上記光ファイバ出射面から離れる方へと差し向けるステップと、
    を有する方法。
  34. 請求項４に記載の分光フィルタであって、
    上記出射表面は、上記凹表面により誘起される収差を軽減するように整形される、分光フィルタ。
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