JP2014232010A - 波長可変光源、前記波長可変光源、及びこれを用いた光干渉断層撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光量が急激に大きくならない構成であるため、外乱により周波数間隔が変化した場合でも、安全に使用できる波長可変光源を提供すること。【解決手段】 周波数間隔Δν１の離散ピークのいずれかの周波数を有する光を発し、かつ、前記Δν１を変化させることが可能な発光部と、前記発光部から発せられた光から、周波数間隔Δν２の離散ピークを有する光を選択的に透過させる周波数選択部とを有し、前記周波数選択部を透過した光を射出する波長可変光源であって、前記Δν１の離散ピークの各中心周波数νｍが下記の式（１）に示す関係を満たし、前記Δν１を変化させることによって、射出する光の波長を変化させることを特徴とする波長可変光源。νｍ＝ν０＋ｍΔν１（１）ただし、上記式（１）においてν０≠０、ｍは正整数である。【選択図】 図１

Description

本発明は、射出する光の波長を変化可能な波長可変光源及びそれを用いた光干渉断層撮像装置に関する。

射出する光の波長を変化可能な光源（以下、波長可変光源と略すことがある）が様々な分野で利用されている。

検査装置における波長可変光源の用途としては、レーザ分光器、分散測定器、膜厚測定器、光干渉断層撮像（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置（以下、ＯＣＴ装置ということがある）等がある。

波長可変光源の一例である波長掃引光源（ＳＳ（Ｓｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ）光源）を用いたＯＣＴ装置をＳＳ−ＯＣＴ装置ということがある。ＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、測定対象物体へ光を照射し、照射光の波長を連続的に変化させ、参照光と物体の異なる深さから戻ってくる反射光とを干渉させる。そして干渉光の強度の時間波形に含まれる周波数成分を分析することによって物体の断層像を得る。ＳＳ−ＯＣＴ装置は、分光器を用いないことから、光量のロスが少なく高ＳＮ比の断層像の取得が期待されている。また、ＯＣＴ装置に用いられる波長可変光源から発せられる光は、スペクトルのピークの半値全幅が狭いほどコヒーレンス長が長く、深さ方向の測定範囲が大きいため好ましい。

上記のＳＳ光源としては、２台のファブリーペロー共振器を備える波長走査型ファイバレーザ光源が知られている（特許文献１）。この光源は、互いに近接するＦＳＲ（自由スペクトル領域、ｆｒｅｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒａｎｇｅ）を有し、電気光学結晶と凹面鏡を用いた、２台のファブリーペロー共振器（１１Ａ、１１Ｂ）と、光増幅器１２とを備える。そして、２台のファブリーペロー共振器の少なくとも一方の共振器長を変えることで、射出される光の波長を変えるものである。（図７（ａ））。図７（ｂ）は、特許文献１で開示されているファブリーペロー共振器の構成を示す図で、１１０は電気光学結晶、１１１、１１２は凹面鏡である。

特開２００９−１６３９６号公報

特許文献１の光源において、２台のファブリーペロー共振器の周波数間隔の差が小さく、外乱により周波数間隔が変化した場合、２台のファブリーペロー共振器の透過率の極大の周波数が全て一致することがある。その結果、透過率の極大の周波数全ての光が出力されてしまい、光量が大きくなってしまうことがある。例えば、特定の周波数のみの光を透過させるときに適正な光量である光源が、外乱により多数の周波数の光を透過させてしまうと、光量が急激に大きくなり、適正な光量が出力されないという課題があった。

本発明に係る波長可変光源は、周波数間隔Δν_１の離散ピークを有する光を発し、かつ、前記Δν_１を変化させることが可能な発光部と、前記発光部から発せられた光から、周波数間隔Δν_２の離散ピークのいずれかの周波数を有する光を選択的に透過させる周波数選択部とを有し、前記周波数選択部を透過した光を射出する波長可変光源であって、
前記発光部は、前記Δν_１の離散ピークの各中心周波数ν_ｍが下記の式（１）に示す関係を満たすように発光し、
前記発光部から発せられる光の前記Δν_１を変化させることによって、射出する光の波長を変化させることを特徴とする。
ν_ｍ＝ν_０＋ｍΔν_１ （１）
ただし、上記式（１）においてν_０≠０、ｍは正整数である。

本発明に係る波長可変光源によれば、外乱などの影響を受けても光量が急激に大きくならない構成であるため、外乱などにより周波数間隔が変化した場合でも、安全に使用できる。

本発明の実施形態に係る波長可変光源の模式図である。 本発明の実施形態に係る波長可変光源を用いて波長を変化させる方法について説明するための図である。 本発明の実施形態における発光部について説明するための模式図である。 本発明の実施形態における周波数選択部について説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るＯＣＴ装置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態における光コム光源の例について説明するための図である。 特許文献１に開示されている、従来の波長走査型ファイバレーザ光源（ａ）。およびファブリーペロー共振器（ｂ）について説明するための図である。

（波長可変光源）
以下、本発明の実施形態に係る波長可変光源について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る波長可変光源の模式図である。なお、図中の右向きの矢印は光の進む方向を示している。

本実施形態に係る波長可変光源１０１は、周波数選択部１０３を透過した光Ｌ２を射出する波長可変光源であり、周波数間隔Δν_１の離散ピークを有する光Ｌ１を発し、かつ、Δν_１を変化させることが可能な発光部１０２と、発光部１０２から発せられた光から、周波数間隔Δν_２の離散ピークを有する光Ｌ２を選択的に透過させる周波数選択部１０３とを有する。射出そして、発光部１０２は、Δν_１の離散ピークの各中心周波数ν_ｍが下記の式（１）に示す関係を満たすように発光する。
ν_ｍ＝ν_０＋ｍΔν_１ （１）
ただし、上記式（１）においてν_０≠０、ｍは正整数である。

そして、本実施形態に係る波長可変光源１０１は、制御部１０５の制御下で、発光部の発する光の周波数間隔Δν_１を変化させることによって、射出する光の波長を変化させる。以下、射出する光の波長を変えるメカニズムについて、図１、２を用いて詳細に説明する。ここで、発光部１０２は、図２（ａ）のような発光スペクトルを有する光を発し、Δν_１は可変であるように構成されている。また、図２（ｂ）のような特性をもつ周波数選択部を用いる。発光部から発せられる離散ピークを有する光の各中心周波数をν_ｎとし、ν_{（ｎ＋１）}−ν_ｎ＝Δν_１（ｎは正整数）であるとする。図２（ａ）のように、発光部１０２から発せられる各離散ピークＰ_ｉ、Ｐ_ｉ＋１、・・・Ｐ_ｊの周波数はΔν_１の整数倍に一致せず、周波数オフセットν_０だけずれている。また、図２（ａ）に示すように、発光している光の周波数は、ν_ｉからν_ｊ付近であるとする。

周波数選択部で選択される周波数をν_ｋ、ν_ｋ＋１、・・・とし、ν_{（ｋ＋１）}−ν_ｋ＝Δν_２（ｋは正整数）であるとする。

発光部１０２から図２（ａ）に示すような発光スペクトルを有する光Ｌ１が発せられる場合、発光部１０２から発せられる離散ピークを有する光の各ピークの中心周波数と、図２の（ｂ）に示す周波数選択部１０３での各透過率のピークＰ_ｋ、Ｐ_ｋ＋１、・・・Ｐ_ｌの中心周波数とが一致しないため、周波数選択部では光が透過せず、波長可変光源から光が射出されない。

図２の（ｃ）に示すように、発光部１０２のΔν_１を変化させることで、離散ピークを有する光のピーク位置をν_１’、ν_２’、・・・と変化させる。このとき、ν_０も変化するが、０ではないν_０’の位置に移動する（図２（ｃ））。ここで、ν_ｉ＋１’がν_ｋ＋１であれば、発光部１０２から発せられた光のうち、ν_ｉ＋１’（＝ν_ｋ＋１）の周波数の光が周波数選択部１０３によって選択され、波長可変光源からは、ν_ｉ＋１’（＝ν_ｋ＋１）の周波数の光が射出される（図２（ｄ））。同様にして、発光部１０２から発せられる光のΔν_１をさらに変化させ、発光部１０２から発せられる離散ピークを有する光のピークの周波数と、周波数選択部１０３の透過率のピークの周波数とを一致させることによって、ν_ｉ＋１’（＝ν_ｋ＋１）と異なる周波数の光を射出させることができる。このように発光部１０２から発せられる光に発光スペクトルを制御することで、射出させる光の波長を変えることができる波長可変光源となる。

このように、本実施形態に係る波長可変光源は、発光部１０２から発せられる光がオフセットν_０を有する構成であるため、背景技術で示した特許文献１のように発光部１０２から発せられる光の全てが、周波数選択部１０３で透過することはない。したがって、外乱などの影響を受けても光量が急激に大きくならない構成であるため、外乱などにより周波数間隔が変化した場合でも、安全に使用できる。

（発光部）
本実施形態において発光部は、周波数間隔Δν_１の離散ピークを有する光を発し、かつ、そのΔν_１を変化させることが可能なものであれば特に限定されない。例えば、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光（連続波光）を発するＣＷ光源と、このＣＷ光に時間的に周期的な変調をかけてサイドバンドを生成する光変調部とを有する構成が挙げられる。周期的な変調は、ＣＷ光の強度の周期的な変調であってもよいし、位相の周期的な変調であってもよい。このような構成を有する光源をここでは光コム光源と呼ぶ。

光コム光源の一例を図３を用いて説明する。光コム光源３０１は、ＣＷ光Ｌ０（例えば図３（ｂ）で示される波形）を発する光源３０２と、ＣＷ光Ｌ０に周波数の周期的な変調をかける変調部３０３とを有する。変調部３０３は例えば、ＣＷ光Ｌ０を受ける素子と、該素子にかける変調周波数を変化させる制御部とからなる。変調部３０３によって変調がかかっていない場合、発せられる光Ｌ１の発光スペクトルは、例えば図３（ｂ）のようになる。変調部３０３によって例えばν_ｃの変調がかかると、ＣＷ光の中心周波数ν_ｓに対して±ν_ｃのサイドバンド（ＳＢ）が発生し、Δν_２がν_ｃの光となる（図３（ｃ））。このとき、ν_ｓ、ν_ｃを適切な値とすることで、ν＝ν_０＋ｍν_ｃがいかなる正整数ｍに対しても０にならないようにして、周波数オフセットを生じさせる。周波数オフセットがあることで、上記の通り、発光部１０２から発せられる光のピーク全てが、周波数選択部１０３を透過することはない。 上記光コム光源と同様に周波数オフセットを有する発光部の他の例としてモードロックレーザやＳＣ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）光（スーパーコンティニウム光）を発するＳＣ光源が例として挙げられる。

光コム光源の例について図６を用いて具体的に説明する。本例の光コム光源６１０は、ＣＷ光源６０１、光変調素子６０２、２つのハーフミラー６０３、６０４で構成されるファブリーペローフィルタ、および光変調部６０５を有する。光変調素子６０２は、電気光学結晶（不図示）、および電気光学結晶に電圧を印加する電極（不図示）を有する。

まず、振幅１の電界
Ｓ＝ｓｉｎω_ｓｔ （１）
で表わされる光がＣＷ光源６０１から射出される。これは、ＣＷ光源６０１から射出される光の中心周波数がω_ｓであることを意味する。Ｓで表わされる光は光変調部６０５内の光変調素子６０２によって、
Ｃ＝Ａ_ｃｓｉｎω_ｃｔ （２）
で表わされる変調を受け、
Ｓ・Ｃ＝Ａ_ｃｓｉｎω_ｓｔ・ｓｉｎω_ｃｔ
＝−（Ａ_ｃ／２）｛ｃｏｓ（ω_ｓ＋ω_ｃ）ｔ−ｃｏｓ（ω_ｓ−ω_ｃ）ｔ｝ （３）
で表わされる光となって出力される。

上記式（２）で表わされる光は、（ω_ｓ＋ω_ｃ）、および（ω_ｓ−ω_ｃ）の周波数成分を有する。すなわち、ω_ｓで表わされる光を入力光とし、光変調部でかける変調の周波数をω_ｃとすると、（ω_ｓ±ω_ｃ）の周波数成分をもつ光が発生することがわかる。ハーフミラー６０４と６０５との間を往復して得られた光、すなわち光コム光源６１０から出力される光は（ω_ｓ＋ｋω_ｃ）（ｋは整数）で表わされる周波数成分を有する光Ｌ３である。

本実施形態に係る波長可変光源から射出される光の周波数は、光コム光源６１０を射出した光の有する周波数成分のうちいずれかであるため、（ω_ｓ＋ｋω_ｃ）（ｋは整数）で表わされる。周波数オフセットを生じさせるためには、（ω_ｓ＋ｋω_ｃ）が０とならないように、パルス光源６０１から出射される光の中心周波数ω_ｓ、および光変調素子６０２でかける変調周波数ω_ｃを選択して設定しておけばよい。

（周波数選択部）
本実施形態において、周波数選択部は、等周波数間隔で透過率の極大値を有するものであれば特に限定されない。別の言い方をすると、周波数選択部は、広帯域光が透過した結果、等周波数間隔に離散ピークを有する光、すなわち、０より大きい周波数間隔を有する光となるようなものであれば特に限定されない。ここで広帯域光とは１０ｎｍの帯域の波長を有する光のことである。

本実施形態において、Δν_２が、各ピークの半値全幅以上であることが好ましい。

本実施形態に係る周波数選択部として、ファブリーペローフィルタなどの光学素子、マッハツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計などの光学系を用いることができる。また、エアギャップ有する構成、具体的には、エアギャップを介して対向するハーフミラーを用いても良く、光ファイバ内に対向する多層膜ミラー（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、以下ＤＢＲと略すことがある）を作製したものであってもよい。本実施形態に係る周波数選択部として、フィネスを高くしやすいファブリーペローフィルタであることが好ましい。ファブリーペローフィルタとして例えばファブリーペローエタロンが挙げられる。

ファブリーペローエタロンについて図４を用いて説明する。ファブリーペローエタロンの一例は、透過させたい波長に対して透明な基板４０１の両面にＤＢＲ４０２を設けた構成となっている。ＤＢＲは透過させたい波長に対して透明な層の複数からなり、層の数や、各層の屈折率を変えることで、ファブリーペローエタロンの反射率を設計することができる。反射率を高くすることでフィネスは高くなり、波長選択性は高くなる。透明な基板、層を構成する材料としては、誘電体、半導体を用いることができる。上記の透明な基板４０１は特に限定されないが、光学ガラスを用いることが好ましい。

また、本実施形態に係る周波数選択部として、エアギャップを有するファブリーペローフィルタ、または、光学ガラスからなるエタロン板であることが、光のロスが少ないという観点から好ましい。

本実施形態に係る波長選択フィルタを有する波長可変光源を用いたＯＣＴ装置において、第一の周波数選択部、第二の周波数選択部がファブリーペローフィルタである場合、フィルタが狭帯域であることが好ましい。これは、フィルタが狭帯域であるほど、透過率の極大値におけるスペクトルの線幅が狭いため、正確に、等周波数間隔で干渉光の強度の値をサンプリングしやすく、正確に、等周波数間隔でサンプリングできると、歪みの少ない断層画像を得やすいからである。例えば、サンプリングする光の周波数間隔が１８．７ＧＨｚである場合、ファブリーペローフィルタの透過率の極大値のピークの線幅はその１／１０以下であることが好ましく、１／１００以下であることがさらに好ましい。これは、ファブリーペローフィルタを構成する両端の反射鏡の反射率をそれぞれ、７５％以上、９０％以上に設定することで実現する。

なお、第一の周波数選択部、第二の周波数選択部は、透過光を用いる形態に限らず、反射、吸収、散乱等を用いるものであってもよい。

（広帯域光）
上記広帯域光とは、例えば１０ｎｍ以上の幅の波長成分を有する光のことである。また、５０ｎｍ以上の幅の波長成分を有する光であることが好ましく、７０ｎｍ以上であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以下であることが好ましい。広帯域光は例えば利得媒体（ｇａｉｎ ｍｅｄｉｕｍ）から得られる。利得媒体は、広帯域にわたる波長成分を有する自然放出光を発生し、利得媒体に入射する入射光に対しては誘導放出による光増幅機能を有するものであれば特に限定されない。本実施形態における利得媒体の動作波長は７００ｎｍ乃至２０００ｎｍのうち、波長帯域５０ｎｍ乃至２００ｎｍ程度を有するものが望ましい。特に、利得媒体から発せられる光は７８０ｎｍ乃至９００ｎｍ、８００ｎｍ乃至８８０ｎｍ、９８０ｎｍ乃至１１００ｎｍ、または１２５０ｎｍ乃至１４００ｎｍのいずれかの範囲の波長成分を有することが好ましい。利得媒体の代表的なものとして半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下、ＳＯＡと略すことがある）が挙げられる。ＳＯＡの他には、エルビウムやイットリビウム、ネオジウムなどを含有した希土類添加ファイバ、色素を光増幅材として含有した光ファイバなどが挙げられる。ＳＯＡの活性層を構成する材料は、一般的な半導体レーザの活性層を構成する化合物半導体を用いることができ、具体的にはＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系、ＡｌＧａＡｓ系等が挙げられる。ＳＯＡが持つ利得の中心波長は８４０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１３００ｎｍなどを代表として挙げることができる。

（用途）
本発明の実施形態に係る波長可変光源はＯＣＴ装置などに用いることができる。

（ＯＣＴ装置）
本発明の実施形態に係るＯＣＴ装置について図５を用いて説明する。なお、図中の矢印は光の進む方向を示している。

実施形態に係るＯＣＴ装置は、光源部５０１、干渉光学系５０２、光検出部５０３、情報取得部５０４、を少なくとも有する構成である。光源部５０１は上述の本実施形態に係る波長可変光源を用いる。また、図示していないが、情報取得部５０４はフーリエ変換器を有する。ここで、情報取得部５０４がフーリエ変換器を有するとは、情報取得部が入力されたデータに対してフーリエ変換する機能を有していれば形態は特に限定されない。一例は、情報取得部５０４が演算部を有し、該演算部がフーリエ変換する機能を有する場合である。具体的には、該演算部がＣＰＵを有するコンピュータであり、このコンピュータが、フーリエ変換機能を有するアプリケーションを内蔵する場合である。他の例は、情報取得部５０４がフーリエ変換機能を有するフーリエ変換回路を有する場合である。光源部５０１から出た光は干渉光学系５０２を経て測定対象の物体５１３の情報を有する干渉光となって出力される。干渉光は光検出部５０３において受光される。なお光検出部５０３は差動検出型でも良いし単純な強度モニタ型でも良い。干渉光の強度の時間波形の情報は光検出部５０３から情報取得部５０４に送られる。情報取得部５０４では、受光された干渉光の強度の時間波形をフーリエ変換をし、物体５１３の情報（例えば断層像の情報）を取得する。なお、本発明の目的を達成する範囲において、ここで挙げた光源部５０１、干渉光学系５０２、光検出部５０３、情報取得部５０４以外のものを任意に設けることができる。例えば、光源部５０１から出た光のうち一方を光路５０６に導波し、もう一方を光路５２０に導波する構成とし、光路５２０上に波数クロック（ｋ−ｃｌｏｃｋ）光学系５０５を設けてもよい。波数クロック光学系５０５は、光源部５０１から射出される、波長が変化する光を受光し、受光した光の波数が等波数間隔（等周波数間隔）となるタイミングごとに信号を発信する。波数クロック光学系５０５は具体的には、等波数間隔の波長選択特性を有する光学系と、この光学系を透過した光を受光して電気信号に変換して信号を発信する素子を有する。波数クロック光学系８０５から発信された信号は電気回路８３０を介して情報取得部８０４へと伝えられる。

以下、光源部５０１から光が発振されてから、測定対象の物体の断層像の情報を得るまでについて詳細に説明する。光の波長を変化させる光源部５０１から出た光は、ファイバ（光路）５０６を通って、カップラ５０７に入り、照射光用のファイバ５０８を通る照射光と、参照光用のファイバ５０９を通る参照光とに分岐される。照射光はコリメーター５１０を通って平行光になり、ミラー５１１で反射される。ミラー５１１で反射された光はレンズ５１２を通って物体５１３に照射され、物体５１３の奥行き方向の各層から反射される。一方、参照光はコリメーター５１４を通ってミラー５１５で反射される。カップラ５０７では、物体５１３からの反射光とミラー５１５からの反射光による干渉光が発生する。干渉した光はファイバ５１６を通り、コリメーター５１８を通って集光され、光検出部１０３で受光される。光検出部５０３で受光された干渉光の強度の情報は電圧などの電気的な情報に変換されて、情報取得部５０４に送られる。情報取得部５０４では、フーリエ変換器によってフーリエ変換することによって、物体５１３の断層像の情報を得る。フーリエ変換して得られる値は、干渉光に含まれる周波数成分に相当し、周波数成分は、カップラ５０７から物体表面で反射されカップラ５０７へ到達する光路の長さと、カップラ５０７からミラー５１５で反射されてカップラ５０７に到達する光路の長さとの差に比例する。したがって、物体５１３断層像の情報として、例えば、物体表面からの奥行き方向の長さと、物体５１３の各層からの反射光の強度との関係についての情報を得ることができる。

断層像の情報は、情報取得部５０４から画像表示部５１９に送って画像として表示させてもよい。なお、ミラー５１２を照射光の入射する方向と垂直な平面内で走査することで、測定対象の物体５１３の３次元の断層像を得ることができる。また、光源部５０１の制御は情報取得部５０４が行ってもよい。また図示しないが、光源部５０１から出る光の強度を逐次モニタリングし、そのデータを干渉光の強度の信号の振幅補正に用いてもよい。

本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限られない。

（実施例１）
本実施例に係る波長可変光源について説明する。

本実施例に係る波長可変光源は実施形態で説明した図１で示すような構成である。

実施例１において、発光部１０２として光コム光源、周波数選択部１０３として、ＢＫ７からなるエタロン板を用いる。周波数選択部を透過した光のΔν_２がΔν_２＝１２．７７３６ＧＨｚ（半値全幅４．８ＭＨｚ）となるようにする。これは、Δν_２＝１２．７７３６ＧＨｚの光は、８００ｎｍから８８０ｎｍの範囲に、等周波数間隔に２６６７個の離散ピークを有する光である。すなわち、周波数選択部は１２．７７３６ＧＨｚで透過率の極大値を有するエタロン板である。発光部（光コム光源）の構成は図６で示される。

まず、発光部１０２において光変調素子を通過した光に変調をかけることによって、Δν_１＝１２．７６８８ＧＨｚ（半値全幅４．８ＭＨｚ）の光が発するようにする。Δν_１＝１２．７６８８ＧＨｚの光とは、８００ｎｍから８８０ｎｍの範囲に、等周波数間隔に２６６８個の離散ピークを有する光である。次に発光部１０２において変調周波数をかけることによってΔν_２を変化させる。変調周波数は、発光部１０２から発せられた離散ピークを有する光のうちのピークの中心周波数のうちの１つと、周波数選択部の透過率の極大値に相当する周波数とが一致するような周波数とする。その結果、と、一致させた周波数（波長）の光が射出される。同様にして、異なる周波数（波長）の光が射出されるように、変調周波数を変化させることによって、射出する光の波長を変化させることができる。

（実施例２）
本実施例に係る光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置）の構成は、実施形態で説明した構成である。ただし、光源部５０１として実施例２で説明した波長可変光源、光検出部５０３としてフォトディテクタ（Ｐｈｏｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下ＰＤと略すことがある）、を用いる。

波長可変光源は波長８００ｎｍから８８０ｎｍまでを周期５ｎｓで掃引しこれを繰り返す動作をおこなう。これは掃引周波数にして２００ｋＨｚに相当する。本実施例に係るＯＣＴ装置では光源部５０１の光が射出される点からミラー５１５までの光路長と、光源部５０１の光が射出される点から物体５１３の表面までの光路長を等しくし、物体の表面から照射光の光軸方向に深さ４ｍｍの部位まで観察する。

物体の表面から照射光の光軸方向に深さ４ｍｍの位置に単一の反射物体がある場合、得られる干渉強度のスペクトルは周波数３７．５ＧＨｚ毎に強度が強まる信号となる。これを周波数３７．５ＧＨｚのサイン波と見なすならば、この信号の周波数成分を解析するためには少なくともこの半分の周波数間隔以下で干渉光の強度の値をサンプリングする必要がある。つまり１８．７５ＧＨｚ以下の周波数間隔でサンプリングする必要がある。

物体の表面から照射光の光軸方向に４ｍｍまでが最大の深さであると想定すると、周波数を解析すべき信号の周波数は３７．５ＧＨｚ以下の信号となるため、上記１８．７５ＧＨｚ以下の周波数間隔にて信号を取得すれば、断層像を得るために必要な周波数帯域の信号は得られる。

本実施例では、このサンプリング間隔を、ｋクロック光学系５０５にて規定する。具体的には、等波数間隔、かつ、１８．７ＧＨｚ未満になるようなタイミングでｋクロック信号を発信させる。次に、本実施例に係るＯＣＴ装置を用いてＰＤで得られる受光電圧の強度の時間波形から、ｋクロック信号が発信されるタイミングに相当するデータを取得する。取得したデータをフーリエ変換することで物体の断層像を取得出来る。

１０１ 波長可変光源
１０２ 発光部
１０３ 周波数選択部
１０５ 制御部

Claims (7)

1. 周波数間隔Δν_１の離散ピークを有する光を発し、かつ、前記Δν_１を変化させることが可能な発光部と、前記発光部から発せられた光から、周波数間隔Δν_２の離散ピークのいずれかの周波数を有する光を選択的に透過させる周波数選択部とを有し、前記周波数選択部を透過した光を射出する波長可変光源であって、
   前記発光部は、前記Δν_１の離散ピークの各中心周波数ν_ｍが下記の式（１）に示す関係を満たすように発光し、
   前記発光部から発せられる光の前記Δν_１を変化させることによって、射出する光の波長を変化させることを特徴とする波長可変光源。
   ν_ｍ＝ν_０＋ｍΔν_１ （１）
   ただし、上記式（１）においてν_０≠０、ｍは正整数である。
2. 前記周波数選択部が、ファブリーペローフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の波長可変光源。
3. 前記ファブリーペローフィルタがエアギャップを有する構成、または、エタロン板であることを特徴とする請求項２に記載の波長可変光源。
4. 前記発光部は連続波光を発する光源と、前記連続波光に時間的に周期的な変調をかけてサイドバンドを生成する変調部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波長可変光源。
5. 前記発光部はモードロックレーザであることを有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の波長可変光源。
6. 前記発光部はスーパーコンティニウム光を発する光源であることを有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の波長可変光源。
7. 光の波長を変化させる光源部と、
   前記光源部からの光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射され
   た光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
   前記干渉光を受光する光検出部と、
   前記干渉光の強度の時間波形に基づいて、前記物体の情報を取得する情報取得部と、
   を有する光干渉断層撮像装置において、
   前記光源部が請求項１乃至６のいずれか一項に記載の波長可変光源を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。

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