JPH1078355A - 透過光量計測装置 - Google Patents
透過光量計測装置Info
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- JPH1078355A JPH1078355A JP23315896A JP23315896A JPH1078355A JP H1078355 A JPH1078355 A JP H1078355A JP 23315896 A JP23315896 A JP 23315896A JP 23315896 A JP23315896 A JP 23315896A JP H1078355 A JPH1078355 A JP H1078355A
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- polarized
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、被検体の透過光光量を計測する透過
光量計測装置に関し、従来と比べ、より厚い生体試料等
の被測定体の、拡散光成分を効果的に取り除いた透過光
量を計測する。 【解決手段】周波数ｆ1 のＰ偏光と周波数ｆ2 のＳ偏光
とからなるレーザビーム１１を散乱媒質１に入射し、そ
の透過光１２をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに二分し、Ｐ
偏光成分の偏波面を９０°回転してＳ偏光となし、無偏
光ビームスプリッタ２７によりそれら二分された光を重
畳して光検出器２８でｆ＝｜ｆ1 −ｆ2 ｜のビート成分
として検出される。
光量計測装置に関し、従来と比べ、より厚い生体試料等
の被測定体の、拡散光成分を効果的に取り除いた透過光
量を計測する。 【解決手段】周波数ｆ1 のＰ偏光と周波数ｆ2 のＳ偏光
とからなるレーザビーム１１を散乱媒質１に入射し、そ
の透過光１２をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに二分し、Ｐ
偏光成分の偏波面を９０°回転してＳ偏光となし、無偏
光ビームスプリッタ２７によりそれら二分された光を重
畳して光検出器２８でｆ＝｜ｆ1 −ｆ2 ｜のビート成分
として検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体を透過した
光の光量を計測する透過光量計測装置に関する。
光の光量を計測する透過光量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体やその他の生体組織のような、光に
対して顕著な光散乱体を光計測する場合の最大の難点
は、サンプルから四方八方に出射する透過光あるいは反
射光のうち追跡が可能な光路に沿った信号光をどのよう
にして抽出するかということにある。これを可能にする
方法として、例えば極めて短いレーザパルス（ピコ秒；
１０-12 ｓｅｃ）をサンプルに入射して、その出射光の
時間プロファイルを超高速ストリックカメラを用いて測
定し、最短距離を通過した光成分、すなわち見かけ上の
透過直進光成分を検出する方法が知られている（例えば
Ｓ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ−Ｅｎｇｅｌｅｓ，Ｒ．Ｂｅｒ
ｇ，Ｓ．Ｓｖａｎｂｅｒｇ，Ｏ．Ｊａｒｌｍａｎ， Ｏ
ｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ．１５，１１７
９（１９９０）参照）。
対して顕著な光散乱体を光計測する場合の最大の難点
は、サンプルから四方八方に出射する透過光あるいは反
射光のうち追跡が可能な光路に沿った信号光をどのよう
にして抽出するかということにある。これを可能にする
方法として、例えば極めて短いレーザパルス（ピコ秒；
１０-12 ｓｅｃ）をサンプルに入射して、その出射光の
時間プロファイルを超高速ストリックカメラを用いて測
定し、最短距離を通過した光成分、すなわち見かけ上の
透過直進光成分を検出する方法が知られている（例えば
Ｓ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ−Ｅｎｇｅｌｅｓ，Ｒ．Ｂｅｒ
ｇ，Ｓ．Ｓｖａｎｂｅｒｇ，Ｏ．Ｊａｒｌｍａｎ， Ｏ
ｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ．１５，１１７
９（１９９０）参照）。
【０００３】一方、散乱光の方向性、コヒーレンス、お
よび偏光面の光波の特性の消失に着目して、これらの特
性を保った透過直進光成分および近軸前方散乱光成分の
みを検出する光ヘテロダイン検出法も提案されている
（例えばＭ．Ｔｏｉｄａ，Ｍ．Ｋｏｎｄｏ，Ｔ．Ｉｃｈ
ｉｍｕｒａ，Ｈ．Ｉｎａｂａ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬ
ｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ．２６，７００（１９９０）参
照）。
よび偏光面の光波の特性の消失に着目して、これらの特
性を保った透過直進光成分および近軸前方散乱光成分の
みを検出する光ヘテロダイン検出法も提案されている
（例えばＭ．Ｔｏｉｄａ，Ｍ．Ｋｏｎｄｏ，Ｔ．Ｉｃｈ
ｉｍｕｒａ，Ｈ．Ｉｎａｂａ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬ
ｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ．２６，７００（１９９０）参
照）。
【０００４】また、多重散乱による偏光解消を利用し
て、入射光の偏光面を保存した直進光に近い成分のみを
偏光子で選別する方法も試みられている（例えば、Ｊ．
Ｍ．Ｓｃｈｍｉｔｔ，Ａ．Ｈ．Ｇａｎｄｊｂａｋｈｃｈ
ｅ，Ｒ．Ｆ．Ｂｏｎｎｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．ｖｏ
ｌ．３１，６５３５（１９９２）参照）。
て、入射光の偏光面を保存した直進光に近い成分のみを
偏光子で選別する方法も試みられている（例えば、Ｊ．
Ｍ．Ｓｃｈｍｉｔｔ，Ａ．Ｈ．Ｇａｎｄｊｂａｋｈｃｈ
ｅ，Ｒ．Ｆ．Ｂｏｎｎｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．ｖｏ
ｌ．３１，６５３５（１９９２）参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】入射光のコヒーレンス
および偏光面特性を保った透過直進光成分は、生体試料
の場合著しい減衰を示す。その減衰はｅｘｐ（−Ｌ／Ｍ
ＦＰ）で表わすことができる。ここで、Ｌは試料の厚
み、ＭＦＰｓは平均自由光路長（Ｍｅａｎ Ｆｒｅｅ
Ｐａｔｈ）である。一般に、生体においては、ＭＦＰは
０．３ｍｍ以下とも言われている。したがって、例え
ば、厚み１ｃｍの生体試料を透過した直進光は約１０
-14 にまで減衰する。このような散乱による顕著な減衰
特性は、透過直進光成分の検出が可能な生体試料の厚み
を制限している。これは、量子限界に達する最高の検出
感度をもつ光ヘテロダイン検出法についても言えること
である。
および偏光面特性を保った透過直進光成分は、生体試料
の場合著しい減衰を示す。その減衰はｅｘｐ（−Ｌ／Ｍ
ＦＰ）で表わすことができる。ここで、Ｌは試料の厚
み、ＭＦＰｓは平均自由光路長（Ｍｅａｎ Ｆｒｅｅ
Ｐａｔｈ）である。一般に、生体においては、ＭＦＰは
０．３ｍｍ以下とも言われている。したがって、例え
ば、厚み１ｃｍの生体試料を透過した直進光は約１０
-14 にまで減衰する。このような散乱による顕著な減衰
特性は、透過直進光成分の検出が可能な生体試料の厚み
を制限している。これは、量子限界に達する最高の検出
感度をもつ光ヘテロダイン検出法についても言えること
である。
【０００６】これに対して、小さい散乱角をもちながら
も前方へ伝搬する近軸前方多重散乱光成分は、生体にお
いてもその全透過量は比較的大きいことが知られてい
る。しかし、このような近軸前方多重散乱光は、直進光
成分と異なって多数次の多重散乱を受けた光であるた
め、入射光のコヒーレンスと偏光面の特性の多くを失な
い、位相の揃った高いコヒーレンスをもつ参照光を用い
る光ヘテロダイン検出法では、一部しか検出することが
できない。
も前方へ伝搬する近軸前方多重散乱光成分は、生体にお
いてもその全透過量は比較的大きいことが知られてい
る。しかし、このような近軸前方多重散乱光は、直進光
成分と異なって多数次の多重散乱を受けた光であるた
め、入射光のコヒーレンスと偏光面の特性の多くを失な
い、位相の揃った高いコヒーレンスをもつ参照光を用い
る光ヘテロダイン検出法では、一部しか検出することが
できない。
【０００７】一方、前述の、偏光子を用いた検出法は、
顕著な光散乱媒質内で多重散乱を受けて四方八方に拡が
る拡散光成分はランダムな偏光面をもつため、偏光子の
みでは分離しきれないことが明白である。本発明は、上
記事情に鑑み、従来と比べ、より厚い生体試料等の被測
定体の透過光量を計測することのできる透過光量計測装
置を提供することを目的とする。
顕著な光散乱媒質内で多重散乱を受けて四方八方に拡が
る拡散光成分はランダムな偏光面をもつため、偏光子の
みでは分離しきれないことが明白である。本発明は、上
記事情に鑑み、従来と比べ、より厚い生体試料等の被測
定体の透過光量を計測することのできる透過光量計測装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の透過光量計測装置は、 （１）光ビームを出射する光源 （２）光源から出射した光ビームから、互いに周波数が
異なるとともに互いに直交する偏波面を有し同一光路上
に重畳された、被測定体に入射する入射光を生成する入
射側光学系 （３）上記入射光が被測定体に入射することにより被測
定体から出射した出射光を、上記入射光の２つの偏波面
それぞれと同一方向に偏波した２つの偏光成分に分離
し、一方の偏光成分の偏波面を９０度回転させて他方の
偏光成分と同一光路上に重畳することにより測定光ビー
ムを生成する出射側光学系 （４）上記測定光のビート成分を検出する検出器を備え
たことを特徴とする。
明の透過光量計測装置は、 （１）光ビームを出射する光源 （２）光源から出射した光ビームから、互いに周波数が
異なるとともに互いに直交する偏波面を有し同一光路上
に重畳された、被測定体に入射する入射光を生成する入
射側光学系 （３）上記入射光が被測定体に入射することにより被測
定体から出射した出射光を、上記入射光の２つの偏波面
それぞれと同一方向に偏波した２つの偏光成分に分離
し、一方の偏光成分の偏波面を９０度回転させて他方の
偏光成分と同一光路上に重畳することにより測定光ビー
ムを生成する出射側光学系 （４）上記測定光のビート成分を検出する検出器を備え
たことを特徴とする。
【０００９】ここで、上記本発明の透過光量計測装置に
おいて、 （５）上記入射光を被測定体に導く第１の偏波面保存光
ファイバ （６）上記出射光を出射側光学系に導く第２の偏波面保
存光ファイバを備えてもよい。 本発明の透過光量計測装置は、上記構成を備えているこ
とから、近軸前方多重散乱光を含めた透過光光量を計測
することができ、従来の光ヘテロダイン法に比べて空間
分解能は劣るものの、従来よりも厚い生体試料等であっ
てもその透過光量を計測することができる。
おいて、 （５）上記入射光を被測定体に導く第１の偏波面保存光
ファイバ （６）上記出射光を出射側光学系に導く第２の偏波面保
存光ファイバを備えてもよい。 本発明の透過光量計測装置は、上記構成を備えているこ
とから、近軸前方多重散乱光を含めた透過光光量を計測
することができ、従来の光ヘテロダイン法に比べて空間
分解能は劣るものの、従来よりも厚い生体試料等であっ
てもその透過光量を計測することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の透過光量計測装置の第１実
施形態の構成図である。入射レーザビーム１１が被測定
体である散乱媒質１に入射する。入射レーザビーム１１
には、周波数ｆ1 のＰ偏光成分と、そのＰ偏光成分とは
周波数が僅かに異なる周波数ｆ2 のＳ偏光成分が含まれ
ている。このような入射レーザビームの生成手段につい
ては後述する。散乱媒質１に入射したレーザビームのう
ち、その散乱媒質１内を、図１に模式的に示したような
光路を辿って散乱媒質１の前方（図１の右側）から出射
した出射光１２がレンズ２１に入射する。
説明する。図１は、本発明の透過光量計測装置の第１実
施形態の構成図である。入射レーザビーム１１が被測定
体である散乱媒質１に入射する。入射レーザビーム１１
には、周波数ｆ1 のＰ偏光成分と、そのＰ偏光成分とは
周波数が僅かに異なる周波数ｆ2 のＳ偏光成分が含まれ
ている。このような入射レーザビームの生成手段につい
ては後述する。散乱媒質１に入射したレーザビームのう
ち、その散乱媒質１内を、図１に模式的に示したような
光路を辿って散乱媒質１の前方（図１の右側）から出射
した出射光１２がレンズ２１に入射する。
【００１１】このレンズ２１に入射する光には、直進光
成分、近軸前方散乱光成分、および拡散光成分の全てが
含まれる。レンズ２１は、これらを含む出射光を集光し
平行光束に変換する。このレンズ２１を経由した出射光
は、波長板２２を経由し、偏光ビームスプリッタ２３に
よりＰ偏光成分とＳ偏光成分とに二分される。Ｐ偏光成
分はミラー２４で反射し、λ／２板２５でＳ偏光成分に
合うようにその偏波面が回転され、一方、Ｓ偏光成分は
ミラー２６で反射しその偏波面を維持したまま、無偏光
のビームスプリッタ２７で互いに重畳されて光検出器２
８に入射する。光検出器２８としては、高感度の、例え
ば光電子増倍管（ＰＭＴ）やアバラシュフォトダイオー
ド（ＡＰＤ）が好適である。
成分、近軸前方散乱光成分、および拡散光成分の全てが
含まれる。レンズ２１は、これらを含む出射光を集光し
平行光束に変換する。このレンズ２１を経由した出射光
は、波長板２２を経由し、偏光ビームスプリッタ２３に
よりＰ偏光成分とＳ偏光成分とに二分される。Ｐ偏光成
分はミラー２４で反射し、λ／２板２５でＳ偏光成分に
合うようにその偏波面が回転され、一方、Ｓ偏光成分は
ミラー２６で反射しその偏波面を維持したまま、無偏光
のビームスプリッタ２７で互いに重畳されて光検出器２
８に入射する。光検出器２８としては、高感度の、例え
ば光電子増倍管（ＰＭＴ）やアバラシュフォトダイオー
ド（ＡＰＤ）が好適である。
【００１２】光検出器２８で得られた信号は、信号処理
系３０に入力され、その信号処理系３０において散乱媒
質１の透過光量が求められる。尚、この実施形態では、
散乱媒質１は、図示のｘ方向およびｙ方向に二次元的に
移動する図示しない移動ステージに固定され、散乱媒質
１のｘ−ｙ面内の二次元的な透過光量分布が計測され
る。
系３０に入力され、その信号処理系３０において散乱媒
質１の透過光量が求められる。尚、この実施形態では、
散乱媒質１は、図示のｘ方向およびｙ方向に二次元的に
移動する図示しない移動ステージに固定され、散乱媒質
１のｘ−ｙ面内の二次元的な透過光量分布が計測され
る。
【００１３】ここで、偏光ビームスプリッタ２３から出
射する各偏光成分、例えばＰ偏光成分には、 （１）本来Ｐ偏光面をもった入射光の直進光成分 （２）本来Ｐ偏光面をもった、入射光の近軸前方散乱光
成分（多重散乱によって、偏向性はやや解消されてい
る）のうち、Ｐ偏光面をもつ成分 （３）本来Ｐ偏光面とＳ偏光面をもった入射光の拡散光
成分（多重散乱により、ランダムな偏向特性を有してい
る）のうち、Ｐ偏光面をもつ成分 同じ物理現像は、偏光ビームスプリッタ２３で分けられ
たＳ偏光成分にも見られる。
射する各偏光成分、例えばＰ偏光成分には、 （１）本来Ｐ偏光面をもった入射光の直進光成分 （２）本来Ｐ偏光面をもった、入射光の近軸前方散乱光
成分（多重散乱によって、偏向性はやや解消されてい
る）のうち、Ｐ偏光面をもつ成分 （３）本来Ｐ偏光面とＳ偏光面をもった入射光の拡散光
成分（多重散乱により、ランダムな偏向特性を有してい
る）のうち、Ｐ偏光面をもつ成分 同じ物理現像は、偏光ビームスプリッタ２３で分けられ
たＳ偏光成分にも見られる。
【００１４】そこで、上記の２つの偏光成分のうち、例
えば、Ｐ偏光成分をλ／２板２５を用いてその偏光面を
９０°まわして、もう一つの光ビームの偏光面と同じく
Ｓ偏光にする。このような、偏光面の一致した２つの光
ビームを無偏光ビームスプリッタ２７を用いて重畳し、
光検出器２８を用いて光ヘテロダイン検波する。光ヘテ
ロダイン信号の周波数はｆ＝｜ｆ1 −ｆ2 ｜となる。
えば、Ｐ偏光成分をλ／２板２５を用いてその偏光面を
９０°まわして、もう一つの光ビームの偏光面と同じく
Ｓ偏光にする。このような、偏光面の一致した２つの光
ビームを無偏光ビームスプリッタ２７を用いて重畳し、
光検出器２８を用いて光ヘテロダイン検波する。光ヘテ
ロダイン信号の周波数はｆ＝｜ｆ1 −ｆ2 ｜となる。
【００１５】ここで特記すべきこととしては、光ヘテロ
ダイン検波に寄与できる透過光成分は前出の（１）の直
進光成分と（２）の近軸前方散乱光成分である。（３）
の拡散光成分は、多重散乱により、コヒーレンスが著し
く損失している（位相が揃わなくなる）ため、コヒーレ
ンスを要求する光ヘテロダイン検出には寄与できないも
のとなる。（３）の成分がヘテロダイン検出信号として
検出される条件は、自分自身と干渉すること、換言すれ
ば完璧に同一の光路長をもつことである。図１に示す透
過光量計測装置においては、２つの周波数をもつ入射光
の（３）の成分を、偏光特性を利用して空間的に分離
し、再び重畳することによって、僅かな時間コヒーレン
スしか持たない２つの光成分は伝播時間の違いのために
干渉しなくなることになる。
ダイン検波に寄与できる透過光成分は前出の（１）の直
進光成分と（２）の近軸前方散乱光成分である。（３）
の拡散光成分は、多重散乱により、コヒーレンスが著し
く損失している（位相が揃わなくなる）ため、コヒーレ
ンスを要求する光ヘテロダイン検出には寄与できないも
のとなる。（３）の成分がヘテロダイン検出信号として
検出される条件は、自分自身と干渉すること、換言すれ
ば完璧に同一の光路長をもつことである。図１に示す透
過光量計測装置においては、２つの周波数をもつ入射光
の（３）の成分を、偏光特性を利用して空間的に分離
し、再び重畳することによって、僅かな時間コヒーレン
スしか持たない２つの光成分は伝播時間の違いのために
干渉しなくなることになる。
【００１６】図２は、入射レーザビーム生成光学系の一
例を示す図である。レーザ光源４０は、直線偏光レーザ
ビーム４１を出射するレーザ光源であり、このレーザ光
源４０から出射した周波数ｆ1 を持つ直線偏光レーザビ
ーム４１は、λ／４板５１を経由し、偏光ビームスプリ
ッタ５２により、Ｐ偏光成分４２とＳ偏光成分４３に分
離される。Ｐ偏光成分４２は、ミラー５３で反射し、周
波数シフタ５４により、その周波数がｆ2 ＝ｆ1 ＋Δｆ
に変換されて無偏光ビームスプリッタ５５に入射し、一
方、Ｓ偏光成分４３はミラー５６で反射してその周波数
ｆ1 のまま無偏光ビームスプリッタ５５に入射する。無
偏光ビームスプリッタ５５では周波数ｆ1 のＳ偏光成分
と周波数ｆ2 のＰ偏光成分が重畳され１本の光ビーム１
１（図１に示す入射光ビーム１１）が生成される。
例を示す図である。レーザ光源４０は、直線偏光レーザ
ビーム４１を出射するレーザ光源であり、このレーザ光
源４０から出射した周波数ｆ1 を持つ直線偏光レーザビ
ーム４１は、λ／４板５１を経由し、偏光ビームスプリ
ッタ５２により、Ｐ偏光成分４２とＳ偏光成分４３に分
離される。Ｐ偏光成分４２は、ミラー５３で反射し、周
波数シフタ５４により、その周波数がｆ2 ＝ｆ1 ＋Δｆ
に変換されて無偏光ビームスプリッタ５５に入射し、一
方、Ｓ偏光成分４３はミラー５６で反射してその周波数
ｆ1 のまま無偏光ビームスプリッタ５５に入射する。無
偏光ビームスプリッタ５５では周波数ｆ1 のＳ偏光成分
と周波数ｆ2 のＰ偏光成分が重畳され１本の光ビーム１
１（図１に示す入射光ビーム１１）が生成される。
【００１７】尚、レーザ光源４０から出射するレーザ光
が十分な直線偏光性を持っていなくても偏光ビームスプ
リッタ５２を経由することにより、Ｐ偏光成分とＳ偏光
成分に分離されるので何ら問題はない。図３は、入射レ
ーザビーム生成光学系のもう１つの例を示す図である。
レーザ光源４０から出射した、周波数ｆ1 の、例えばＰ
偏光のみからなる直線偏光レーザビーム４１は無偏光ビ
ームスプリッタ６１により強度的に二分され、一方のレ
ーザビーム４４はλ／２板６２を経由しこれによりＳ偏
光が生成される。このλ／２板６２を経由したＳ偏光は
ミラー６３で反射し周波数シフタ６４でΔｆだけ周波数
シフトを受けてｆ2 ＝ｆ1 ＋Δｆの周波数の光に変換さ
れて偏光ビームスプリッタ６５に入射する。一方、無偏
光ビームスプリッタ６５から出射したもう一方の光ビー
ム４５は、ミラー６６で反射し、周波数ｆ1 のＰ偏向の
まま偏光ビームスプリッタ６５に入射する。偏光ビーム
スプリッタ６５では周波数ｆ1 のＰ偏光と周波数ｆ2 の
Ｓ偏光が重畳され、図１に示す入射光ビーム１１が生成
される。
が十分な直線偏光性を持っていなくても偏光ビームスプ
リッタ５２を経由することにより、Ｐ偏光成分とＳ偏光
成分に分離されるので何ら問題はない。図３は、入射レ
ーザビーム生成光学系のもう１つの例を示す図である。
レーザ光源４０から出射した、周波数ｆ1 の、例えばＰ
偏光のみからなる直線偏光レーザビーム４１は無偏光ビ
ームスプリッタ６１により強度的に二分され、一方のレ
ーザビーム４４はλ／２板６２を経由しこれによりＳ偏
光が生成される。このλ／２板６２を経由したＳ偏光は
ミラー６３で反射し周波数シフタ６４でΔｆだけ周波数
シフトを受けてｆ2 ＝ｆ1 ＋Δｆの周波数の光に変換さ
れて偏光ビームスプリッタ６５に入射する。一方、無偏
光ビームスプリッタ６５から出射したもう一方の光ビー
ム４５は、ミラー６６で反射し、周波数ｆ1 のＰ偏向の
まま偏光ビームスプリッタ６５に入射する。偏光ビーム
スプリッタ６５では周波数ｆ1 のＰ偏光と周波数ｆ2 の
Ｓ偏光が重畳され、図１に示す入射光ビーム１１が生成
される。
【００１８】図４は、本発明の透過光量計測装置の第２
実施形態の構成図である。図１に示す実施形態との相違
点について説明する。この図４に示す実施形態には、入
射光を散乱媒質１に導く第１の偏波面保存光ファイバ７
１と、散乱媒質１からの透過光を導く第２の偏波面保存
光ファイバ７４が備えられている。偏波面保存光ファイ
バ７１により導かれた入射光は、偏波面保存光ファイバ
７１の出射端面７１ａから出射しコリメートレンズ７２
を経由して散乱媒質１に入射される。また散乱媒質１か
らの透過光は集光レンズ７３を経由して偏波面保存光フ
ァイバ７４の入射端面７４ａからその偏波面保存光ファ
イバ７４に入射し、その偏波面保存光ファイバ７４の出
射端面７４ｂから出射して波長板２２に入射する。
実施形態の構成図である。図１に示す実施形態との相違
点について説明する。この図４に示す実施形態には、入
射光を散乱媒質１に導く第１の偏波面保存光ファイバ７
１と、散乱媒質１からの透過光を導く第２の偏波面保存
光ファイバ７４が備えられている。偏波面保存光ファイ
バ７１により導かれた入射光は、偏波面保存光ファイバ
７１の出射端面７１ａから出射しコリメートレンズ７２
を経由して散乱媒質１に入射される。また散乱媒質１か
らの透過光は集光レンズ７３を経由して偏波面保存光フ
ァイバ７４の入射端面７４ａからその偏波面保存光ファ
イバ７４に入射し、その偏波面保存光ファイバ７４の出
射端面７４ｂから出射して波長板２２に入射する。
【００１９】この図４の実施形態に示すように偏波面保
存光ファイバを用いることにより、装置のコンパクト化
が図られ、実用性が向上する。図５は、本発明の透過光
量計測装置の第３実施形態の概略構成図である。偏波面
保存光ファイバ７１には、周波数ｆ1 のＰ偏光成分と周
波数ｆ2 のＳ偏光成分を持った波長λ1 のレーザ光と、
周波数ｆ3 のＰ偏光成分と周波数ｆ4 のＳ偏光成分を持
った波長λ2 のレーザ光が入射されて散乱媒質１に導か
れ、その散乱媒質１からの透過光が偏波面保存光ファイ
バ７４に導かれて、誘電膜ミラー７６に入射する。この
誘電膜ミラー７６は、波長λ1 の光に対してはほぼ１０
０％反射し、波長λ2 の光に対してはほぼ１００％透過
するように調整された波長分離光学素子であり、誘電膜
ミラー７６で分離された波長λ1 、λ2 の各レーザ光
は、それぞれ、各信号光分離・検出部７７，７８に入射
する。各信号光分離・検出部７７，７８は、それぞれ
が、図４に示す波長板２２から光検出器２８に至る光路
上の光学素子全てを備えたものであり、各信号光分離・
検出部７７，７８からは、それぞれ、ｆ＝｜ｆ1 −ｆ2
｜、ｆ＝｜ｆ3 −ｆ4 ｜のＩＦ信号が出力され、図示し
ない信号処理系に入力されて、散乱媒質１の、波長λ
1 、λ2 の二波長についての透過光量が求められる。こ
の例に示すように、２つの波長のレーザ光を用いること
により、いわゆる差分吸収法、すなわちそれら２つの波
長における各吸光度の相違に基づく定性分析、あるいは
ある程度の定量分析が可能となる。この構成は、透過光
強度に基づく透過光画像のほかに、例えば筋肉組織内酸
素濃度のモニタリング等に適用できる。
存光ファイバを用いることにより、装置のコンパクト化
が図られ、実用性が向上する。図５は、本発明の透過光
量計測装置の第３実施形態の概略構成図である。偏波面
保存光ファイバ７１には、周波数ｆ1 のＰ偏光成分と周
波数ｆ2 のＳ偏光成分を持った波長λ1 のレーザ光と、
周波数ｆ3 のＰ偏光成分と周波数ｆ4 のＳ偏光成分を持
った波長λ2 のレーザ光が入射されて散乱媒質１に導か
れ、その散乱媒質１からの透過光が偏波面保存光ファイ
バ７４に導かれて、誘電膜ミラー７６に入射する。この
誘電膜ミラー７６は、波長λ1 の光に対してはほぼ１０
０％反射し、波長λ2 の光に対してはほぼ１００％透過
するように調整された波長分離光学素子であり、誘電膜
ミラー７６で分離された波長λ1 、λ2 の各レーザ光
は、それぞれ、各信号光分離・検出部７７，７８に入射
する。各信号光分離・検出部７７，７８は、それぞれ
が、図４に示す波長板２２から光検出器２８に至る光路
上の光学素子全てを備えたものであり、各信号光分離・
検出部７７，７８からは、それぞれ、ｆ＝｜ｆ1 −ｆ2
｜、ｆ＝｜ｆ3 −ｆ4 ｜のＩＦ信号が出力され、図示し
ない信号処理系に入力されて、散乱媒質１の、波長λ
1 、λ2 の二波長についての透過光量が求められる。こ
の例に示すように、２つの波長のレーザ光を用いること
により、いわゆる差分吸収法、すなわちそれら２つの波
長における各吸光度の相違に基づく定性分析、あるいは
ある程度の定量分析が可能となる。この構成は、透過光
強度に基づく透過光画像のほかに、例えば筋肉組織内酸
素濃度のモニタリング等に適用できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりも厚い散乱媒質についても拡散光成分を効果的
に取り除いた透過光量を計測することができる。
従来よりも厚い散乱媒質についても拡散光成分を効果的
に取り除いた透過光量を計測することができる。
【図１】本発明の透過光量計測装置の第１実施形態の構
成図である。
成図である。
【図２】入射レーザビーム生成光学系の一例を示す図で
ある。
ある。
【図３】入射レーザビーム生成光学系のもう１つの例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の透過光量計測装置の第２実施形態の構
成図である。
成図である。
【図５】本発明の透過光量計測装置の第３実施形態の概
略構成図である。
略構成図である。
１ 散乱媒質 １１ 入射光ビーム １２ 出射光 ２１ レンズ ２２ 波長板 ２３ 偏光ビームスプリッタ ２４，２６ ミラー ２５ λ／２板 ２７ ビームスプリッタ ２８ 光検出器 ３０ 信号処理系 ４０ レーザ光源 ４１ 直線偏光レーザビーム ４２ 偏光成分 ５１ λ／４板 ５２ 偏光ビームスプリッタ ５３，５６ ミラー ５４ 周波数シフタ ５５ 無偏光ビームスプリッタ ６１ 無偏光ビームスプリッタ ６２ λ／２板 ６３，６６ ミラー ６４ 周波数シフタ ６５ 偏光ビームスプリッタ ７１ 偏波面保存光ファイバ ７２ コリメートレンズ ７３ 集光レンズ ７４ 偏波面保存光ファイバ ７５ 集光レンズ ７６ 誘電膜ミラー ７７，７８ 信号光分離・検出部
Claims (2)
- 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 該光源から出射した光ビームから、互いに周波数が異な
るとともに互いに直交する偏波面を有し同一光路上に重
畳された、被測定体に入射する入射光を生成する入射側
光学系と、 前記入射光が被測定体に入射することにより該被測定体
から出射した出射光を、前記入射光の２つの偏波面それ
ぞれと同一方向に偏波した２つの偏光成分に分離し一方
の偏向成分の偏波面を９０度回転させて他方の偏光成分
と同一光路上に重畳することにより測定光を生成する出
射側光学系と、 前記測定光のビート成分を検出する検出器とを備えたこ
とを特徴とする透過光量計測装置。 - 【請求項２】 前記入射光を被測定体に導く第１の偏波
面保存光ファイバと、 前記出射光を前記出射側光学系に導く第２の偏波面保存
光ファイバとを備えたことを特徴とする請求項１記載の
透過光量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23315896A JPH1078355A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 透過光量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23315896A JPH1078355A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 透過光量計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078355A true JPH1078355A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16950637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23315896A Pending JPH1078355A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 透過光量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1078355A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101359329B1 (ko) * | 2012-08-21 | 2014-02-10 | 가천대학교 산학협력단 | 표면플라즈몬 공명에 의한 복굴절 변화를 이용한 광 센싱 장치 |
| KR101468838B1 (ko) * | 2014-01-28 | 2014-12-04 | 가천대학교 산학협력단 | 표면플라즈몬 공명에 의한 편광 변화를 이용한 광 센싱 장치 |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP23315896A patent/JPH1078355A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101359329B1 (ko) * | 2012-08-21 | 2014-02-10 | 가천대학교 산학협력단 | 표면플라즈몬 공명에 의한 복굴절 변화를 이용한 광 센싱 장치 |
| KR101468838B1 (ko) * | 2014-01-28 | 2014-12-04 | 가천대학교 산학협력단 | 표면플라즈몬 공명에 의한 편광 변화를 이용한 광 센싱 장치 |
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