JP6397431B2 - リモート分光法のための光ファイバプローブ - Google Patents
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Description
F.Cooney, et. el., Appl. Specrosc. 50(7),836−848(1996)(非特許文献1)、
T.F.Cooney,, Appl. Spectrosc. 50(7),849−860(1996)(非特許文献2)、
I.R.Lewis, and P.R.Griffiths, Appl. Spectrosc. 50(10),12A−30A(1996)(非特許文献3)、及び
U.Utzinger, and R.R.Richards−Kortum, J. Biomed. Opt. 8,121−147(2003)(非特許文献4)。
光ファイバプローブアセンブリを備え、当該光ファイバプローブアセンブリは、第1の光学系及び第2の光学系を収容するハウジングと、導光部の近位端部に配置された放射光源から第1の光学系に、励起放射光を伝送する1つ又は複数の搬送光ファイバを備える搬送導光部と、を備え、第1の光学系は1つ又は複数の第1の光学素子を備え、当該1つ又は複数の第1の光学素子は、励起放射光から、実質的にコリメートされた光照射ビームを形成し、光ファイバプローブアセンブリは更に、搬送導光部によって伝送された励起放射光が第1の光学系の退出面を介して退出するように、第1の光学系上にフィットされて、第2の光学系から第1の光学系と搬送導光部を光学的に分離する、光学的に不透明な管状スリーブを備え、第2の光学系は、サンプルから散乱された光学的放射光を集めて当該光学的放射光を集光ビームに成形する1つ又は複数の第2の光学素子を備え、光ファイバプローブアセンブリは更に、集光ビームを受けて当該集光ビームを分析器に伝送する1つ又は複数の集光光ファイバを備える集光導光部を備え、
放射光源は、搬送導光部の近位端部と光学的に連絡し、
分析器は、入射開口を有する分光器と、放射光検出器とを備え、入射開口は、分光器のオブジェクト平面に配置され、集光導光部の近位端部に結合され、放射光検出器は、分光器の像平面に配置される。
光ファイバプローブアセンブリを備える。当該光ファイバプローブアセンブリは、ハウジングと、搬送導光部と、光学的に不透明な管状スリーブと、1つ又は複数の集光光ファイバを備える集光導光部と、を備える。ハウジングは、第1の光学系及び第2の光学系を収容する。搬送導光部は、導光部の近位端部に配置された放射光源から第1の光学系に、励起放射光を伝送する1つ又は複数の搬送光ファイバを備える。第1の光学系は1つ又は複数の第1の光学素子を備え、当該1つ又は複数の第1の光学素子は、励起放射光から、実質的にコリメートされた光照射ビームを形成する。光学的に不透明な管状スリーブは、搬送導光部によって伝送された励起放射光が第1の光学系の退出面を介して退出するように、第1の光学系上にフィットされて、第2の光学系から第1の光学系と搬送導光部を光学的に分離する。第2の光学系は、サンプルから散乱された光学的放射光を集めて当該光学的放射光を集光ビームに成形する1つ又は複数の第2の光学素子を備える。1つ又は複数の集光光ファイバを備える集光導光部は、集光ビームを受けて当該集光ビームを分析器に伝送する;
放射光源は搬送導光部の近位端部と光学的に連絡する。
分析器は、入射開口を有する分光器と放射光検出器とを備える。入射開口は、分光器のオブジェクト平面に配置され、集光導光部の近位端部に結合される。放射光検出器は、分光器の像平面に配置される。
Claims (16)
- 光ファイバプローブアセンブリであって、
第1の光学系及び第2の光学系を収容するハウジングと、
搬送導光部であって、前記導光部の近位端部に配置された放射光源から、前記導光部の遠位端部に配置された前記第1の光学系に、励起放射光を伝送する1つ又は複数の搬送光ファイバを備え、前記第1の光学系は1つ又は複数の第1の光学素子を備え、当該1つ又は複数の第1の光学素子は、前記励起放射光から、実質的にコリメートされた光照射ビームを形成する、搬送導光部と、
前記搬送導光部によって伝送された励起放射光が前記第1の光学系の退出面を介して退出するように、前記第1の光学系上にフィットされて、前記第2の光学系から前記第1の光学系と前記搬送導光部を光学的に分離する、光学的に不透明な管状スリーブと、を備え、
前記第2の光学系は、サンプルから散乱された光学的放射光を集めて当該光学的放射光を集光ビームに成形する1つ又は複数の第2の光学素子を備え、前記1つ又は複数の第2の光学素子は、前記集光ビームをコリメートして、コリメートされた集光ビームを生成するコリメート光学素子と、前記コリメートされた集光ビームの焦点を合わせて、焦点が合わせられた集光ビームを生成して、前記焦点が合わせられた集光ビームを集光導光部に結合するフォーカス光学素子とを備え、前記集光導光部は、前記焦点が合わせられた集光ビームを受けて当該焦点が合わせられた集光ビームを分析器に伝送する1つ又は複数の集光光ファイバを備え、
前記第1の光学系と前記第2の光学系の、開口数、オブジェクトサイズ、動作距離、スポットサイズ、及び焦点深度のうちのいずれも独立に設定され、前記第1の光学系と前記第2の光学系は、特定の適用例に適合するべく、前記第1の光学系の放出円錐と前記第2の光学系の受容円錐とが実質的に重なるように、前記ハウジング内に配置される、
光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記光学的に不透明な管状スリーブは、前記第1の光学系の中心軸から前記第2の光学系の外周面に、前記搬送導光部を向かわせて支持する、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記1つ又は複数の第2の光学素子は、前記コリメート光学素子と前記フォーカス光学素子との間に配置された1つ又は複数のフィルタ素子を更に備える、
請求項2記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記1つ又は複数の第1の光学素子は、前記励起放射光をコリメートして、前記コリメートされた光照射ビームを生成するコリメート光学素子と、前記コリメートされた光照射ビームの焦点を合わせるフォーカス光学素子とを備える、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記1つ又は複数の第1の光学素子は、前記コリメート光学素子と前記フォーカス光学素子との間に配置された1つ又は複数のフィルタ素子を更に備える、
請求項4記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記第1の光学系の前記1つ又は複数の第1の光学素子は、屈折型光学レンズ及び勾配インデックス型光学レンズから選択される、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記第2の光学系のサンプル面に配置された光学的に透明なウィンドウ素子を更に備え、
前記ウィンドウ素子は前記サンプルによって散乱された前記光学的放射光を受け、前記サンプルから前記光ファイバプローブアセンブリを分離する、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記搬送導光部は、用いられる前記励起放射光に適したカットオフ波長を有するシングルモード光ファイバを備える、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記搬送導光部、前記集光導光部、又は前記搬送導光部と前記集光導光部の両方は、マルチモード光ファイバを備える、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記集光導光部は、平行の束状に配置された複数のマルチモード光ファイバを備える、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 前記集光導光部の近位端部において剛体終端部を更に備え、
前記集光導光部の個々の光ファイバは、前記分析器に結合するように、隣り合った線形配列で配置される、
請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリ。 - 請求項1記載の光ファイバプローブアセンブリを備え、
前記放射光源は、前記搬送導光部の近位端部と光学的に連絡し、
前記分析器は入射開口を有する分光器と放射光検出器とを備え、前記入射開口は前記分光器のオブジェクト平面に配置されて前記集光導光部の近位端部に結合され、前記放射光検出器は前記分光器の像平面に配置される、
分光測定システム。 - 前記入射開口は、長方形形状を有し、1次元方向に長い、
請求項12記載の分光測定システム。 - 前記集光導光部は、前記集光導光部の遠位端部において密に六方充填された円形の束状に配置され、且つ前記集光導光部の近位端部において密に充填された線形配列で配置された、複数の同様の種類の光ファイバを備える、
請求項12記載の分光測定システム。 - 前記光ファイバプローブアセンブリのサンプル面において配置された光学的に透明なウィンドウを更に備える、
請求項12記載の分光測定システム。 - 前記第2の光学系の入力開口数は、前記第1の光学系の前記コリメートされた光照射ビームによって生成される光照射ボリュームと、弱く散乱するサンプルからの測定に適する、前記第2の光学系の集光ボリュームとの実質的な重なりを生成するように、選択される、
請求項12記載の分光測定システム。
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