JP2007273834A - 波長可変レーザ装置および光断層画像化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外部共振器型の波長可変レーザ装置10は、半導体レーザ媒質11と、半導体レーザ媒質11からの射出光を空間的に波長分散する回折光学素子13と、回折光学素子13により波長分散された光を反射して、回折格子素子13へ戻り光として戻すポリゴンミラー15と、レンズ14aおよびレンズ14bとを有している。レンズ14aの歪曲収差曲線をF(θ)=f・sinθとし、またレンズ14bの歪曲収差曲線をG(θ)=f・tanθとしているため、戻り光の波長の逆数が時間に対してほぼ線形変化するように構成されている。従って、波長可変レーザ装置10から射出される光は、時間に対して周波数がほぼ線形的に変化する。
【選択図】図1
Description
レーザ媒質と、
前記レーザ媒質からの射出光を空間的に波長分散する分散手段と、
前記分散手段により波長分散された光の一部を、戻り光として選択的に反射する回転多面鏡と、
前記波長分散手段と前記回転多面鏡との間に配置された歪曲収差発生手段とを備え、
前記歪曲収差発生手段が、前記戻り光の波長の逆数が時間に対して略線形変化するように歪曲収差を発生するものであることを特徴とするものである。
前記波長可変レーザ装置から射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記測定光が測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
前記合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
前記干渉光検出手段により検出された前記干渉光から前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とするものである。
h=F(θ) ただしθは画角
レンズ14bの歪曲収差曲線を
h=G(θ’) ただしθ’は画角
とすると、
θ=F−1{G(θ’)} −(1)
と表すことができる。ここで、ポリゴンミラーは一定の角速度で回転しているため、ポリゴンミラーの回転角速度をαとすると、
θ’(t)=θ’0−αt −(2)
ただしt=0からT、Tは掃引に一周期、
と表すことができる。また、本実施形態の光断層画像化装置1では、戻り光の周波数ν(t)は時間tに比例するから、下式の関係を満たす。
λ(t)=2πC/ν(t)
ただしν=ν0→νT−で掃引λ=λ0→λT
また、光Lは、回折光学素子13により回折されているため、θ(t)とλ(t)は下記の関係式で表される。
なお、sinθ0〜λ0、sinθT〜λTにそれぞれ対応
次に、式(3)にフィッティングするように、次式のF、Gを設計する。
式(4)のθ(t)に式3を入れ、θ’(t)に式(1)を入れる。
F(θ)=f・sinθ
とし、またレンズ14bの歪曲収差曲線を
G(θ)=f・tanθ
とした。またθ0=0°、θT=30°、λ0=950nm、λT=1150nmとした。
周波数リニアリティ=0.191349/30×100=0.64%
となり、周波数リニアリティが0.7%以下となる。また、図4は、図3に示した設計結果における、時間と発振周波数の関係を示すグラフである。
I(k)=∫0 ∞S(l)[1+cos(kl)]dl ・・・(1)
で表される。ここで、kは波数、lは光路長差である。式(1)は波数kを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、画像取得手段50において、干渉光検出手段40が検出したスペクトル干渉縞をフーリエ変換にかけて周波数解析を行い、干渉光L4の光強度S(l)を決定することにより、測定対象Sの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。
2 光ファイバカプラ
3 光分割手段
4 合波手段
10 レーザ装置
11 半導体レーザ媒質
11a、11b 射出端面
12 コリメートレンズ
13 回折光学素子
14a,14b レンズ
15 ポリゴンミラー
15a 反射面
16 レンズ
20 光路長調整手段
30 プローブ
40 干渉光検出手段
40a、40b 光検出器
41 演算手段
50 画像取得手段
60 表示装置
L 光
L1 測定光
L2 参照光
L3 反射光
L4 干渉光
S 測定対象
Claims (5)
- 外部共振器型の波長可変レーザ装置において、
レーザ媒質と、
前記レーザ媒質からの射出光を空間的に波長分散する分散手段と、
前記分散手段により波長分散された光の一部を、戻り光として選択的に反射する回転多面鏡と、
前記波長分散手段と前記回転多面鏡との間に配置された歪曲収差発生手段とを備え、
前記歪曲収差発生手段が、前記戻り光の波長の逆数が時間に対して略線形変化するように歪曲収差を発生するものであることを特徴とする波長可変レーザ装置。 - 前記分散手段と前記回転多面鏡との間に、少なくとも2枚のレンズからなるレンズ群が配置され、該レンズ群が、前記歪曲収差発生手段を兼ねるものであることを特徴とする請求項1記載の波長可変レーザ装置。
- 前記レンズ群が2枚のレンズからなり、一枚のレンズの歪曲収差曲線がF(θ)=f・sinθであり、他のレンズの歪曲収差曲線がG(θ)=f・tanθであることを特徴とする請求項2記載の波長可変レーザ装置。
- 前記歪曲収差発生手段が、前記回転多面鏡の所定回転角度内において、前記戻り光の波長の逆数が時間に対して、0.7%以下の線形性を与える歪曲収差を発生するものであることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の波長可変レーザ装置。
- 請求項1から4のいずれか1項記載の波長可変レーザ装置と、
前記波長可変レーザ装置から射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記測定光が測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
前記合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
前記干渉光検出手段により検出された前記干渉光から前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とする光断層画像化装置。
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