JP2017032565A - 光学フィルタ及び分光器 - Google Patents
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Abstract
Description
λT≒λ0+DΔx (1)
θ≒Δx/L(2)又は
L≒Δx/θ(3)
L/n≒Δx/θ(4)
λ1≒[(λ0 +DΔx)(neff 2−θ2)1/2]/neff (5)
Claims (32)
- 光学アセンブリであって、
信号光の光路内における第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタと、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流の前記光路において、前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに固定された、第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタとを備え、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第1のバンドパス中心波長を有し、
前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第2のバンドパス中心波長を有し、
前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記光路を横断する第1方向に沿って相互に調整されて変化する光学アセンブリ。 - 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記第1方向に単調に増加する光学アセンブリ。
- 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、バンドパス中心波長の前記第1方向に沿った距離への実質的に同一の依存性を有する光学アセンブリ。
- 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、
第1端及び第2端を有する光ファイバと、
第1表面及び第2表面を有する光導管とを更に備え、
前記光導管の前記第1表面は前記光ファイバの前記第2端に光学的に結合され、
前記光導管の前記第2表面は前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合される光学アセンブリ。 - 請求項4に記載の光学アセンブリにおいて、前記光導管は、前記第1表面から前記信号光を受光し、該信号光を前記第2表面に向けて反射するための、前記第1表面及び前記第2表面の間の光路に配置された第3表面を更に備える光学アセンブリ。
- 請求項4に記載の光学アセンブリにおいて、動作中、前記信号光の一部は前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタで反射され、前記光導管は、前記反射された光の少なくとも一部を前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに向け直す反射壁を有する光学アセンブリ。
- 請求項4に記載の光学アセンブリにおいて、前記光導管は、前記第1表面及び前記第2表面を含む複数の外表面によって画定された均質の透明な材料のスラブを有し、該スラブは前記信号光が該スラブ内で非拘束的に伝播されるように構成される光学アセンブリ。
- 光学アセンブリであって、
試料から、該試料が照明光で照射される時に発せられる信号光を集光する光プローブと;
第1端及び第2端を有し、前記第1端が、前記光プローブによって集光された信号光を受光し、該信号光を前記第2端に伝播するために、前記光プローブに光学的に結合される光ファイバと;
第1表面及び第2表面を有する光導管であって、該光導管内を伝播させるため、該光導管の前記第1表面は前記光ファイバの前記第2端に光学的に結合され、前記光ファイバの前記第2端に伝播された前記信号光を受光する光導管と、
前記光導管内に伝播された前記信号光を受光するために、前記光導管の前記第2表面に光学的に結合された第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタと、
前記信号光の光路における前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流で、前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに固定される第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタとを備え、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第1のバンドパス中心波長を有し、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第2のバンドパス中心波長を有し、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記光路を横断する第1方向に沿って相互に調整されて変化する光学アセンブリ。 - 請求項8に記載の光学アセンブリにおいて、前記光プローブは近位端及び遠位端を有する中継光管を有し、前記遠位端は前記試料と接触又は前記試料に挿入され、前記試料から発せられる前記信号光を集光するように構成され、前記中継光管は、前記近位端から遠位端へと、前記中継光管の大部分において、前記信号光を拘束せずに伝播するように更に構成される光学アセンブリ。
- 請求項9に記載の光学アセンブリにおいて、前記中継光管の前記遠位端は傾斜した光学面を有する光学アセンブリ。
- 請求項8に記載の光学アセンブリにおいて、前記光プローブは前記試料を流体状又は粒状で保持するための透過キュベットを有する光学アセンブリ。
- 請求項8に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のための、前記第1方向に沿って配置された光検出器を有する光検出器アレイを更に備える光アセンブリ。
- 請求項8に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの内の少なくとも一つは並んで配置された複数のバンドパス光学フィルタセグメントを有し、各バンドパス光学フィルタセグメントは隣接するバンドパス光学フィルタセグメントの透過中心波長とは異なる、横方向に不変の透過中心波長を有し、前記光学アセンブリは、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記光信号の波長の選択的検出のための、前記第1方向及び前記第2方向に沿って配置された光検出器を有する2次元光検出器アレイを更に備える光学アセンブリ。
- 光学分光器アセンブリであって、
照明光を供給する光源と、
第1方向に概ね平行に延在する光学キュベットであって、流体形態の試料を受け入れる流入口と、前記流入口と流体連通する空洞を画定し、該空洞内に前記試料を受け入れて含有する透明な側壁であって、信号光は、前記試料が前記照明光に照射される際に前記試料から発せられる側壁と、流出口とを有する光学キュベットと、
前記信号光を受光するために、前記透明の側壁に光学的に結合された第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタと、
前記信号光の光路における前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流で、前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに固定される第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタであって、前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第1のバンドパス中心波長を有し、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタは第2のバンドパス中心波長を有し、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記光路を横断する第1方向に沿って相互に調整されて変化する第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタと、
前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第1方向に沿って配置された光検出器を有する光検出器アレイとを備える光学分光器アセンブリ。 - 請求項14に記載の光学アセンブリにおいて、前記空洞は前記第1方向に平行な軸を含む円柱部を有する光学アセンブリ。
- 請求項14に記載の光学アセンブリにおいて、前記空洞は前記第1方向に平行に延在するスラブを有する光学アセンブリ。
- 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの内の少なくとも一つは、並べて配置された複数のバンドパス光学フィルタセグメントを有し、各バンドパス光学フィルタセグメントは、隣接するバンドパス光学フィルタセグメントの横方向に不変の透過中心波長とは異なる横方向に不変の透過中心波長を有する光学アセンブリ。
- 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの各々は、並べて配置されたバンドパス光学フィルタセグメントのアレイを有し、各バンドパス光学フィルタセグメントは、隣接するバンドパス光学フィルタセグメントの透過中心波長とは異なる横方向に不変の透過中心波長を有し、
前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記バンドパス光学フィルタセグメントの前記透過中心波長は、相互に調整される光学アセンブリ。 - 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1又は第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記バンドパス光学フィルタセグメントの透過帯域幅は、対応する前記バンドパス光学フィルタセグメントの透過中心波長の10%以下である光学アセンブリ。
- 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記バンドパス光学フィルタセグメントの前記透過中心波長は、波長ステップで波長領域に広がり、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記隣接するバンドパス光学フィルタセグメントの前記透過中心波長は、前記波長ステップの少なくとも整数倍異なり、
前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記隣接するバンドパス光学フィルタの前記透過中心波長は、前記波長ステップの少なくとも整数倍異なる光学アセンブリ。 - 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの内の少なくとも一つの隣接するバンドパス光学フィルタセグメント間の黒いグリッドを更に備える光学アセンブリ。
- 請求項21に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のための光検出器を有し、該光検出器はその間の境界によって分離される光検出器アレイを更に備え、前記黒いグリッドは、前記光検出器間の境界に沿って、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの隣接するバンドパス光学フィルタセグメントの間に配置される光学アセンブリ。
- 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタで前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの方向に反射される光を抑制するために、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの間の前記光路に配置される円形偏光子を更に備える光学アセンブリ。
- 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のための、前記第1方向に沿って配置された光検出器を有する光検出器アレイを更に備える光学アセンブリ。
- 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの各々の前記バンドパス光学フィルタセグメントの前記アレイは、前記バンドパス光学フィルタセグメントの2次元アレイを有し、
前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの前記バンドパス光学フィルタセグメントの前記透過中心波長は、前記第1方向及び前記第1方向に垂直で前記光路を横断する第2方向に沿って相互に調整される光学アセンブリ。 - 請求項25に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のために、前記第1方向及び前記第2方向に沿って配置された光検出器を有する二次元の光検出器アレイを更に備える光学アセンブリ。
- 請求項25に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向沿いに間隔を空けて設置された複数の光検出器アレイを更に備え、各光検出器アレイは、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタと光学的に結合され、前記第1方向に沿って配置された光検出器を有し、各光検出器アレイは、対応する動作波長領域及び前記各検出器アレイに光学的に結合された、対応する複数のバンドパス光学フィルタセグメントを有し、
前記複数のバンドパス光学フィルタセグメントの前記透過中心波長は、前記対応する光検出器アレイの前記動作波長領域内である光学アセンブリ。 - 請求項18に記載の光学アセンブリにおいて、前記第1及び第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの各々の前記バンドパス光学フィルタセグメントは複合画素に分けられ、各複合画素は、各複合画素に共通する予め定められた一組の透過中心波長を有する予め定められた一組のバンドパス光学フィルタセグメントを有し、
前記光学アセンブリは、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記フィルタに像を形成する物体と、
前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のために、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、第1方向及び第2方向に沿って配置された光検出器を有する二次元光検出器アレイを更に備える光学アセンブリ。 - 請求項1に記載の光学アセンブリにおいて、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合され、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のための、第1方向に沿って配置された光検出器を有する光検出器アレイを更に備える光学アセンブリ。
- 光学分光器アセンブリを製作する方法であって、該方法は、
第1のバンドパス中心波長を有する第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタ、及び第2のバンドパス中心波長を有する第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを設けるステップと、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流の光路において、前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを固定するステップであって、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は前記光路を横断する第1方向に沿って相互に調整されて変化するステップと、
センサを前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合させるステップであって、前記センサは、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して前記光路に沿って伝播される信号光の波長の選択的検出のための、前記第1方向に沿って配置された光検出器を備えるステップとを含む方法。 - 光学分光器アセンブリを製作する方法であって、該方法は、
試料から、該試料が照明光で照射される際に発せされる信号光を集光する光プローブを設けるステップと、
前記光プローブによって集光された前記信号光を受光し、前記信号光を前記光ファイバ内でその第2端に向けて伝播させるため、光ファイバの第1端を前記光プローブに光学的に結合するステップと、
前記光ファイバの前記第2端に伝播される前記信号光を受光して前記光導管内でその第2表面に向けて伝播させるために、光導管の第1表面を前記光ファイバの前記第2端に光学的に結合するステップと、
第1のバンドパス中心波長を有する第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを、前記光導管に伝播される信号光を受光するために、前記光導管の前記第2表面に光学的に結合するステップと、
前記信号光の光路における前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流で、第2のバンドパス中心波長を有する第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに固定するステップであって、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記光路を横断する第1方向に沿って相互に調整されて変化するステップと、
センサを前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合するステップであって、前記センサは、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される前記信号光の波長の選択的検出のための、前記第1方向に沿って配置される光検出器を備えるステップとを含む方法。 - 光学分光器アセンブリを製作する方法であって、該方法は、
照明光を供給するための光源を設けるステップと、
第1方向に概ね平行に延在する光学キュベットであって、流体形態の試料を受け入れる流入口と、前記流入口と流体連通する空洞を画定し、該空洞内に前記試料を受け入れて含有する透明な側壁であって、信号光は、前記試料が前記照明光に照射される際に前記試料から発せられる側壁と、流出口とを有する光学キュベットを設けるステップと、
第1のバンドパス中心波長を有する第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタ及び第2のバンドパス中心波長を有する第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを設けるステップと、
前記信号光の光路における前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタの下流で、第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタから第1距離のところに固定するステップであって、前記第1のバンドパス中心波長及び前記第2のバンドパス中心波長は、前記光路を横断する前記第1方向に沿って相互に調整されて変化するステップと、
前記第1の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを、前記信号光を受光するために前記透明の側壁に光学的に結合するステップと、
センサを前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタに光学的に結合するステップであって、前記センサは、前記第2の横方向に可変のバンドパス光学フィルタを通して伝播される信号光の波長の選択的検出のための、前記第1方向に沿って配置された光検出器を備えるステップとを含む方法。
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