(57)【要約】【課題】狭いスペクトル線幅の光を掃引可能で、かつ安価に形成可能な波長掃引光源を得る。【解決手段】半導体光増幅器10と、この半導体光増幅器10の一端面10ａから発せられた光を他端面10ｂから該素子10に帰還させてレーザ発振させるリング状光帰還系11と、このリング状光帰還系11内を進行する光を波長選択して透過させ、かつ、その選択波長を連続的に変化させるファイバファブリペロエタロン12と、リング状光帰還系11内を進行する光の一部を外部に取り出すカプラ等の手段17とを備えてなる波長掃引光源において、半導体光増幅器10として、所定方向に直線偏光した光を発するものを用いる一方、偏波保持ファイバ20、21からリング状光帰還系11を構成する。そしてリング状光帰還系11内に、ファイバファブリペロエタロン12を間に挟んで配置された１対のλ／４板13、14と、さらにこれらのλ／４板13、14の外側に配置された１対の偏光子15、16とを設ける。【選択図】図１
2010016270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光増幅器と、
この半導体光増幅器の一端面から発せられた光を他端面から該素子に帰還させてレーザ発振させるリング状光帰還系と、
このリング状光帰還系内を進行する光を波長選択して透過させ、かつ、その選択波長を連続的に変化させるファイバファブリペロエタロンと、
前記リング状光帰還系内を進行する光の一部を外部に取り出す手段とを備えてなる波長掃引光源において、
前記半導体光増幅器として、所定方向に直線偏光した光を発するものが用いられ、
前記リング状光帰還系内において、前記ファイバファブリペロエタロンを間に挟んで配置された１対のλ／４板と、さらにこれらのλ／４板の外側に配置された１対の偏光子とが設けられ、
前記リング状光帰還系が、前記半導体光増幅器の一端面とそれに近い方の偏光子との間、並びに別の偏光子と半導体光増幅器の他端面との間においては、半導体光増幅器の前記所定方向および偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、それ以外の部分においてはシングルモードファイバから構成されていることを特徴とする波長掃引光源。
【請求項２】
半導体光増幅器と、
この半導体光増幅器の一端面から発せられた光を反射部材で反射させて、この一端面から該素子に帰還させてレーザ発振させる往復光帰還系と、
この往復光帰還系内を進行する光を波長選択して透過させ、かつ、その選択波長を連続的に変化させるファイバファブリペロエタロンと、
前記往復光帰還系内を進行する光の一部を外部に取り出す手段とを備えてなる波長掃引光源において、
前記半導体光増幅器として、所定方向に直線偏光した光を発するものが用いられ、
前記往復光帰還系内において、前記ファイバファブリペロエタロンを間に挟んで配置された１対のλ／４板と、さらにこれらのλ／４板の外側に配置された１対の偏光子とが設けられ、
前記往復光帰還系が、前記半導体光増幅器とそれに近い方の偏光子との間においては、半導体光増幅器の前記所定方向および偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、別の偏光子と前記反射部材との間においては、偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、それ以外の部分においてはシングルモードファイバから構成されていることを特徴とする波長掃引光源。
【請求項３】
前記λ／４板として、２枚以上の複屈折結晶が張り合わされてなるものが用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の波長掃引光源。
【請求項４】
OCT（Optical Coherence Tomography：光トモグラフィー計測）装置の計測光を発する光源として用いられていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の波長掃引光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長掃引光源、より詳しくは、ファイバファブリペロエタロンを利用して光波長を掃引する波長掃引光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばOCT（Optical Coherence Tomography：光トモグラフィー計測）のような光計測技術においては、狭いスペクトル線幅の光を、数100ｎｍ程度の広い波長掃引幅に亘って連続に掃引できる光源が必要とされている。
【０００３】
従来、そのような波長掃引光源の一つとして、例えば特許文献１に示される光ファイバファブリペロリングレーザが知られている。この特許文献１に示されたレーザは、レーザダイオードの光をカプラでリング状光帰還系に導入し、該帰還系内に配置された光ファイバ増幅器で増幅し、ファイバファブリペロエタロンで狭線幅化した光をカプラで取り出す基本構成を備えたものである。そして、ファイバファブリペロエタロンのエアギャップ間隔を変えることで、エタロンのFSR（Free Spectral Range）を変え、そこを透過する光の波長を可変としている。この特許文献１には、上記構成により、60ｎｍの帯域に亘って波長を連続的に変えられる旨の記載がある。このような構成のレーザによれば、例えば透過波長幅（FWHM：半値全幅）が0.26ｎｍの光ファイバファブリロエタロンを用いたとき、0.1ｎｍ以下の狭スペクトル線幅のレーザ光を得ることもできる。
【０００４】
なお上記のような光ファイバファブリペロリングレーザにおいて、光ファイバ増幅器に代えて半導体光増幅器を組み込むことも考えられる。そのように構成した場合も、半導体光増幅器から発せられた光のエタロンにおける透過波長を変化させ、その光を半導体光増幅器に帰還させることにより、波長掃引されたレーザ光を得ることが可能となる。
【０００５】
ここで図４に、上述のように半導体光増幅器を用いる波長掃引光源の代表的なものを示す。同図において10は半導体光増幅器、11はこの半導体光増幅器10の一端と他端面とを連絡するリング状のファイバ光帰還系、42、43はこのファイバ光帰還系11内において半導体光増幅器10の前方側、後方側に介設されたアイソレータ、12はファイバファブリペロエタロン、17はファイバ光帰還系11から外部にレーザ光を取り出すカプラである。
【特許文献１】特開平５−１７５５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３に示した従来の波長掃引光源においては、ファイバ光帰還系11内を一方向（本例では時計回り方向）のみに光を進行させるために、半導体光増幅器10の前方端面から出射してファイバファブリペロエタロン12やその他の要素において反射した光が半導体光増幅器10に戻るのを防止するためのアイソレータ42や、半導体光増幅器10の後方端面から出射した光をカットするためのアイソレータ43が設置される。
【０００７】
特に、ファイバファブリペロエタロン12を透過することなく（つまり波長選択されないで）そこで反射した波長がブロードな光が半導体光増幅器10に戻ると、その光と、ファイバファブリペロエタロン12を透過して帰還した光とが半導体光増幅器10の内部で混在し、結果として、半導体光増幅器10の最も利得の高い波長の光が発振するのみで、波長掃引は不可能となる。
【０００８】
このような事情が有るため、従来の波長掃引光源においては通常上述のようなアイソレータが必須とされていた。しかしこの種のアイソレータは現状かなり高価であるため、従来の波長掃引光源はコストが高くつくという問題を有している。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、狭いスペクトル線幅の光を掃引可能で、しかも安価に形成できる波長掃引光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による第１の波長掃引光源は、
半導体光増幅器と、
この半導体光増幅器の一端面から発せられた光を他端面から該素子に帰還させてレーザ発振させるリング状光帰還系と、
このリング状光帰還系内を進行する光を波長選択して透過させ、かつ、その選択波長を連続的に変化させるファイバファブリペロエタロンと、
前記リング状光帰還系内を進行する光の一部を外部に取り出すカプラ等の手段とを備えてなる波長掃引光源において、
前記半導体光増幅器として、所定方向に直線偏光した光を発するものが用いられ、
前記リング状光帰還系内において、前記ファイバファブリペロエタロンを間に挟んで配置された１対のλ／４板と、さらにこれらのλ／４板の外側に配置された１対の偏光子とが設けられ、
前記リング状光帰還系が、前記半導体光増幅器の一端面とそれに近い方の偏光子との間、並びに別の偏光子と半導体光増幅器の他端面との間においては、半導体光増幅器の前記所定方向および偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、それ以外の部分においてはシングルモードファイバから構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、上記の「それ以外の部分」とは、ファイバファブリペロエタロンを構成してリング状光帰還系の一部となっているファイブを含むものである。
【００１２】
また、本発明による第２の波長掃引光源は、
半導体光増幅器と、
この半導体光増幅器の一端面から発せられた光を反射部材で反射させて、この一端面から該素子に帰還させてレーザ発振させる往復光帰還系と、
この往復光帰還系内を進行する光を波長選択して透過させ、かつ、その選択波長を連続的に変化させるファイバファブリペロエタロンと、
前記往復光帰還系内を進行する光の一部を外部に取り出す手段とを備えてなる波長掃引光源において、
前記半導体光増幅器として、所定方向に直線偏光した光を発するものが用いられ、
前記往復光帰還系内において、前記ファイバファブリペロエタロンを間に挟んで配置された１対のλ／４板と、さらにこれらのλ／４板の外側に配置された１対の偏光子とが設けられ、
前記往復光帰還系が、前記半導体光増幅器とそれに近い方の偏光子との間においては、半導体光増幅器の前記所定方向および偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、別の偏光子と前記反射部材との間においては、偏光子の透過軸に対して偏波保持軸の向きが一致するように配置された偏波保持ファイバから構成され、それ以外の部分においてはシングルモードファイバから構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記の「それ以外の部分」とは、ファイバファブリペロエタロンを構成して往復光帰還系の一部となっているファイブを含むものである。また、上記反射部材を部分透過ミラー等の部分反射部材としておけば、往復光帰還系内を進行する光の一部がそこを透過するので、この部材を上記「往復光帰還系内を進行する光の一部を外部に取り出す手段」として兼用することができる。
【００１４】
また、本発明の波長掃引光源においては、前記λ／４板として、２枚以上の複屈折結晶が張り合わされてなるものが用いられることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明の第１の波長掃引光源において、直線偏光状態で半導体光増幅器の一端面から出射した光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバを伝搬し、一方の偏光子を通過した後、一方のλ／４板を通過して円偏光に変換される。円偏光となったこの光はファイバファブリペロエタロンを通過して波長選択および波長掃引され、別のλ／４板を通過した後、別の偏光子を通過してそこで直線偏光に変換される。この光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバを伝搬して半導体光増幅器に帰還する。こうして何回も光帰還が繰り返されることによりレーザ発振が引き起こされ、狭いスペクトル線幅のレーザ光が得られる。このレーザ光は、上記カプラ等の手段から、リング状光帰還系外に取り出される。
【００１６】
ここで、上記一方の偏光子、一方のλ／４板を通過して円偏光となった光の一部は、ファイバファブリペロエタロンで反射する。この光は、反射した際に円偏光の向きが反対になるので、上記一方のλ／４板を逆向きに通過すると、直線偏光の向きが元の向きに対して９０°回転する。この光は、上記一方の偏光子を通過できないので、半導体光増幅器の一端面に戻ることが無くなる。ファイバファブリペロエタロンで反射した光は、波長選択されていないブロードな波長のものであって、そのような光が半導体光増幅器に戻ると前述したように波長掃引が不可能になるという問題を招くが、この光が半導体光増幅器に戻らなければそのような問題も生じない。
【００１７】
そしてこの波長掃引光源は、従来装置では通常半導体光増幅器の両側に１対配置されている高価なアイソレータが不要となっているので、安価に形成可能となる。
【００１８】
また、こうしてアイソレータを省くことができれば、アイソレータにおける損失が抑えられるので、出力光の高出力化も実現される。
【００１９】
また、この半導体光増幅器の他端面から出射した光も一部がファイバファブリペロエタロンで反射するが、この反射光についても、上述と同様にして半導体光増幅器の他端面に戻ることが防止される。
【００２０】
他方、本発明の第２の波長掃引光源において、直線偏光状態で半導体光増幅器の一端面から出射した光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバを伝搬し、一方の偏光子を通過した後、一方のλ／４板を通過して円偏光に変換される。円偏光となったこの光はファイバファブリペロエタロンを通過して波長選択および波長掃引され、別のλ／４板を通過した後、別の偏光子を通過してそこで直線偏光に変換される。この光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバを伝搬し、反射部材で反射する。反射したこの光は上記と逆の光路を辿って半導体光増幅器に帰還する。
【００２１】
帰還した光は例えば半導体光増幅器の他端面等で反射するので、その他端面等と上記反射部材とを共振器としてレーザ発振が引き起こされ、狭いスペクトル線幅のレーザ光が得られる。このレーザ光は、例えば部分透過ミラーとされた上記反射部材から、往復光帰還系外に取り出される。
【００２２】
上記一方の偏光子、一方のλ／４板を通過して円偏光となった光の一部は、ファイバファブリペロエタロンで反射するが、この反射した光は、第１の波長掃引光源の場合と同様の理由により、半導体光増幅器の一端面に戻ることはない。したがって本装置においても、この反射した光のために波長掃引が不可能になるという問題が生じない。
【００２３】
そしてこの波長掃引光源も、高価なアイソレータが不要となっているので、安価に形成可能となる。
【００２４】
また、こうしてアイソレータを省くことができれば、アイソレータにおける損失が抑えられるので、出力光の高出力化も実現される。
【００２５】
なお、本発明の波長掃引光源において、特に前記λ／４板として、２枚以上の複屈折結晶が張り合わされてなるものが用いられた場合は、位相板として機能する上での波長依存性が緩和されるので、波長掃引の帯域を広く取れるようになる。
【００２６】
また、本発明による波長掃引光源が特にOCT装置の計測光源として用いられた場合は、分解能向上に寄与するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態による波長掃引光源の基本構成を概略的に示すものである。この波長掃引光源は、例えば基本的にSLD（Super Luminescent Diode）の構成を備えた半導体光増幅器10と、この半導体光増幅器10の一端面10ａと他端面10ｂとを連絡するリング状のファイバ光帰還系11と、このファイバ光帰還系11内に介設されたファイバファブリペロエタロン12と、同じくこのファイバ光帰還系11内においてファイバファブリペロエタロン12の両側に配置された第１、第２のλ／４板13、14と、これらのλ／４板13、14の外側に位置する状態にしてファイバ光帰還系11内に配置された第１、第２の偏光子15、16と、発振したレーザ光をファイバ光帰還系11から外部に取り出す３ｄＢカプラ17とを備えている。
【００２９】
上記カプラ17を構成するファイバ17ａ、17ｂのうち、一方のファイバ17ａを通して使用光としてのレーザ光が取り出されるが、このファイバ17ａには、それよりも下流側の何らかの部材で反射してファイバ光帰還系11側に向かうレーザ光をカットするアイソレータ18が設けられている。また別のファイバ17ｂには、同じくファイバ光帰還系11側にレーザ光が戻ることを防止するための終端器19が接続されている。なお、この終端器19に代えて、アイソレータ18と同様のアイソレータが用いられてもよい。
【００３０】
上記半導体光増幅器10としては、ＴＥ偏光比つまりＴＭ波に対するＴＥ波の強度比が例えば２４０倍程度と高く、実質的に半導体層と平行な方向（以下、これを「膜面方向」という）に直線偏光した光を射出するものが用いられている。
【００３１】
またファイバ光帰還系11の一部は、ファイバファブリペロエタロン12を構成するシングルモードファイバ12ａで構成され、それ以外の部分つまり半導体光増幅器10の一端面10ａと第１の偏光子15との間、および半導体光増幅器10の他端面10ｂと第２の偏光子16との間の部分は、それぞれ偏波保持ファイバ20、21から構成されている。偏波保持ファイバ20は、その偏波保持軸が半導体光増幅器10の膜面方向および、第１の偏光子15の透過軸と一致する向きに配設されている。また別の偏波保持ファイバ21も、その偏波保持軸が半導体光増幅器10の膜面方向および、第２の偏光子16の透過軸と一致する向きに配設されている。
【００３２】
第１のλ／４板13は、その進相軸（遅相軸でも同じ）が第１の偏光子15の透過軸に対して４５°の角度をなす向きに配設されている。また第２のλ／４板14も、その進相軸が第２の偏光子16の透過軸に対して４５°の角度をなす向きに配設されている。ただしそれら４５°の角度は、互いに逆向きの角度とされる。
【００３３】
以下、上記構成の波長掃引光源の作用について説明する。直線偏光状態で半導体光増幅器の一端面10ａから出射した光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバ20を伝搬し、第１の偏光子15を通過した後、第１のλ／４板13を通過して円偏光に変換される。円偏光となったこの光はファイバファブリペロエタロン12を通過して波長選択および波長掃引され、第２のλ／４板14を通過した後、第２の偏光子16を通過してそこで直線偏光に変換される。この光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバ21を伝搬して、半導体光増幅器10にその他端面10ｂから帰還する。
【００３４】
こうして何回も光帰還が繰り返されることによりレーザ発振が引き起こされ、波長掃引された狭いスペクトル線幅のレーザ光が得られる。このレーザ光は、カプラ17からリング状光帰還系11外に取り出される。なお、前述の通りのアイソレータ18および終端器19が設けられているので、カプラ17から取り出されたレーザ光がファイバ光帰還系11内に戻ってしまうことが防止される。
【００３５】
ここで、半導体光増幅器10の一端面10ａから出射した後、第１の偏光子15、第１のλ／４板13を通過して円偏光となった光の一部は、ファイバファブリペロエタロン12で反射する。この光は、反射した際に円偏光の向きが反対になるので、上記第１のλ／４板13を逆向きに通過すると、直線偏光の向きが元の向きに対して９０°回転する。したがってこの光は、第１の偏光子15には、その透過軸に対して偏光方向が直角になった状態で入射することになり、該第１の偏光子15を通過することができない。
【００３６】
また、半導体光増幅器10の他端面10ｂから出射した後、第２の偏光子16、第２のλ／４板14を通過して円偏光となった光の一部も、ファイバファブリペロエタロン12で反射する。この光は、反射した際に円偏光の向きが反対になるので、上記第２のλ／４板14を逆向きに通過すると、直線偏光の向きが元の向きに対して９０°回転する。したがってこの光は、第２の偏光子16には、その透過軸に対して偏光方向が直角になった状態で入射することになり、該第２の偏光子16を通過することができない。
【００３７】
以上のようにして、ファイバファブリペロエタロン12で反射した光が半導体光増幅器10に戻ることが無くなる。この反射光は、波長選択されていないブロードな波長のものであって、そのような光が半導体光増幅器10に戻ると前述したように波長掃引が不可能になるという問題を招くが、この光が半導体光増幅器10に戻らなければそのような問題も生じない。
【００３８】
そしてこの波長掃引光源は、従来装置では通常半導体光増幅器の両側に１対配置されている高価なアイソレータが不要となっているので、安価に形成可能となる。
【００３９】
また、こうしてアイソレータを省くことができれば、アイソレータにおける損失が抑えられるので、出力光の高出力化も実現される。
【００４０】
また、特にλ／４板13として、２枚以上の複屈折結晶が張り合わされてなるものが用いられた場合は、位相板として機能する上での波長依存性が緩和されるので、波長掃引の帯域を広く取れるようになる。
【００４１】
ここで、シングルモードファイバ12ａの全長は、光の位相ズレをより少なくする上では、一般により短い方が望ましい。この点について検討した結果を以下説明する。図１の構成において、シングルモードファイバ12ａの全長をそれぞれ５ｃｍ、１０ｃｍ、１００ｃｍとした実施例１、２および３を作製した。各実施例における光の位相ズレを求めるとともに、光の波形を評価したところ、以下の通りの結果となった。
【表１】
2010016270.tif 000003
【００４２】
なお、ここで使用したシングルモードファイバ12ａの偏波モード分散は０．２ｐｓ／（ｋｍ）0.5以下で、実効値は０．０２ｐｓ／（ｋｍ）0.5と推察される。位相ズレは、この偏波モード分散の実効値に（ファイバ全長）0.5を乗じ、それにさらに光速を乗じることで位相ズレ量（ｎｍ）を求め、その位相ズレ量から、例えば波長１．０６μｍに対する位相ズレを換算して求めた。この表１から分かるように、シングルモードファイバ12ａの全長が１０ｃｍ以下であれば、良好な結果が得られる。
【００４３】
《第２の実施形態》
図２は、本発明の第２の実施形態による波長掃引光源を示すものである。なおこの図２において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての詳しい説明は特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。
【００４４】
この波長掃引光源は、半導体光増幅器10と、この半導体光増幅器10の一端面10ａに接続された往復ファイバ光帰還系31と、この往復ファイバ光帰還系31内に介設されたファイバファブリペロエタロン12と、同じくこの往復ファイバ光帰還系31内においてファイバファブリペロエタロン12の両側に配置された第１、第２のλ／４板13、14と、これらのλ／４板13、14の外側に位置する状態にして往復ファイバ光帰還系31内に配置された第１、第２の偏光子15、16と、第２の偏光子16を通過した光を反射させるとともに、発振したレーザ光を往復ファイバ光帰還系31から外部に取り出す機能を備えた部分透過ミラー22とを備えている。
【００４５】
往復ファイバ光帰還系31の一部は、ファイバファブリペロエタロン12を構成するシングルモードファイバ12ａで構成され、それ以外の部分つまり半導体光増幅器10と第１の偏光子15との間、および第２の偏光子16と部分透過ミラー22との間の部分は、それぞれ偏波保持ファイバ20、21から構成されている。偏波保持ファイバ20は、その偏波保持軸が半導体光増幅器10の膜面方向および、第１の偏光子15の透過軸と一致する向きに配設されている。また別の偏波保持ファイバ21は、その偏波保持軸が第２の偏光子16の透過軸と一致する向きに配設されている。
【００４６】
第１のλ／４板13は、その進相軸（遅相軸でも同じ）が第１の偏光子15の透過軸に対して４５°の角度をなす向きに配設されている。また第２のλ／４板14も、その進相軸が第２の偏光子16の透過軸に対して４５°の角度をなす向きに配設されている。この場合、それら４５°の角度は互いに同じ向きでも、逆向きでもよい。
【００４７】
以下、上記構成の波長掃引光源の作用について説明する。直線偏光状態で半導体光増幅器の一端面10ａから出射した光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバ20を伝搬し、第１の偏光子15を通過した後、第１のλ／４板13を通過して円偏光に変換される。円偏光となったこの光はファイバファブリペロエタロン12を通過して波長選択および波長掃引され、第２のλ／４板14を通過した後、第２の偏光子16を通過してそこで直線偏光に変換される。この光は、偏光方向が保持された上で偏波保持ファイバ21を伝搬し、部分透過ミラー22で反射する。この反射した光は上記と逆の光路を辿って半導体光増幅器10に帰還する。
【００４８】
帰還した光は例えば半導体光増幅器10の他端面10ｂで反射するので、該他端面10ｂと部分透過ミラー22とを共振器としてレーザ発振が引き起こされ、波長掃引された狭いスペクトル線幅のレーザ光が得られる。このレーザ光は、部分透過ミラー22から往復ファイバ光帰還系31の外に取り出される。
【００４９】
ここで、半導体光増幅器10の一端面10ａから出射した後、第１の偏光子15、第１のλ／４板13を通過して円偏光となった光の一部は、ファイバファブリペロエタロン12で反射する。この光は、反射した際に円偏光の向きが反対になるので、上記第１のλ／４板13を逆向きに通過すると、直線偏光の向きが元の向きに対して９０°回転する。したがってこの光は、第１の偏光子15には、その透過軸に対して偏光方向が直角になった状態で入射することになり、該第１の偏光子15を通過することができない。
【００５０】
上記のようにファイバファブリペロエタロン12で反射した光は、波長選択されていないブロードな波長のものであって、該反射光が半導体光増幅器10に戻ると前述したように波長掃引が不可能になるという問題を招くが、この光が半導体光増幅器10に戻らなければそのような問題も生じない。
【００５１】
そしてこの波長掃引光源も、従来装置で用いられていた高価なアイソレータが不要となっているので、安価に形成可能となる。
【００５２】
また、こうしてアイソレータを省くことができれば、アイソレータにおける損失が抑えられるので、出力光の高出力化も実現される。
【００５３】
次に、本発明による波長掃引光源が好適に使用される装置の例について、図３を参照して説明する。この図３に示す画像取得装置１は、測定対象の断層画像をSS-OCT（Swept source−OCT）によって取得するものであって、例えば1.3μｍを中心波長とした100ｎｍの波長範囲において波長掃引された測定光Ｌ１を用いて、断層画像を取得するように構成されている。
【００５４】
すなわち本装置では光源ユニット310に、例えば図１に示した基本構成を有する波長掃引光源が適用されている。この波長掃引光源のカプラ17からは、前述のようにして波長掃引されたパルス状のレーザ光Ｌaが光ファイバＦＢ１へ射出される。
【００５５】
光ファイバＦＢ１を伝搬するレーザ光Ｌaは、光分割手段２を経て光分割手段３に導かれる。この光分割手段３は、例えば２×２の光ファイバカプラから構成されており、光ファイバＦＢ１を導波した光Ｌaを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。この光分割手段３は、２本の光ファイバＦＢ２、ＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２を導波し、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３を導波する。なお、本例におけるこの光分割手段３は、合波手段４としても機能するものである。
【００５６】
光ファイバＦＢ２には光プローブ210が光学的に接続されており、測定光Ｌ１はこの光プローブ210に導かれる。光プローブ210は、その長軸に対して直角な方向に測定光Ｌ１を射出し、そしてその射出部分が長軸周りに回転駆動されて、測定光Ｌ１により照射対象Ｓを走査するものである。この光プローブ210は、光学コネクタ231により光ファイバＦＢ２に対して着脱可能に取り付けられ、例えば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入される。
【００５７】
一方、光ファイバＦＢ３の参照光Ｌ２の射出側には光路長調整手段220が配置されている。光路長調整手段220は、断層画像の取得を開始する位置を調整するために、参照光Ｌ２の光路長を変更するものであって、光ファイバＦＢ３から射出された参照光Ｌ２を反射させる反射ミラー222と、反射ミラー222および光ファイバＦＢ３との間に配置された第１光学レンズ221ａと、第１光学レンズ221ａと反射ミラー222との間に配置された第２光学レンズ221ｂとを有している。
【００５８】
上記第１光学レンズ221ａは、光ファイバＦＢ３のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光化するとともに、反射ミラー222により反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ３のコアに集光する機能を有している。また、第２光学レンズ221ｂは、第１光学レンズ221ａにより平行光とされた参照光Ｌ２を反射ミラー222上に集光するとともに、反射ミラー222により反射された参照光Ｌ２を平行光にする機能を有している。つまり、第１光学レンズ221ａと第２光学レンズ221ｂとにより共焦点光学系が形成されている。
【００５９】
さらに光路長調整手段220は、第２光学レンズ221ｂと反射ミラー222とを固定した基台223と、該基台223を第１光学レンズ221ａの光軸方向に移動させるミラー駆動手段224とを有している。こうして基台223が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変えられるようになっている。
【００６０】
また合波手段４は、前述の通り２×２の光ファイバカプラからなり、光路長調整手段220により周波数シフトおよび光路長の変更が施された参照光Ｌ２と、照射対象Ｓからの反射光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ４を介して干渉光検出手段240側に射出するように構成されている。
【００６１】
干渉光検出手段240は、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する。また画像取得手段250は、干渉光検出手段240により検出された干渉光Ｌ４をフーリエ変換することにより、照射対象Ｓの各深さ位置における反射光Ｌ３の強度を検出し、照射対象Ｓの断層画像を取得する。そして、この取得された断層画像が表示装置260に表示される。なお本例の装置は、干渉光Ｌ４を合波手段４で二分した光をそれぞれ光検出器40ａと40ｂに導き、演算手段241においてバランス検波を行う機構を有している。以上の通り本例では、光検出器40ａ、40ｂおよび演算手段241により干渉光検出手段240が構成されている。
【００６２】
ここで、干渉光検出手段240および画像取得手段250による干渉光Ｌ４の検出および画像生成について簡単に説明する。なお、この点の詳細については文献“武田  光夫、「光周波数走査スペクトル干渉顕微鏡」、光技術コンタクト、2003、Vol.41、No.7、pp４２６−４３２”に詳しい記載がなされている。
【００６３】
測定光Ｌ１が照射対象Ｓに照射されたとき、照射対象Ｓの各深さからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の、各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出手段240において検出される光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫０∞Ｓ（ｌ）［１＋ｃｏｓ（ｋｌ）］ｄｌ
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。上式は波数ｋ＝ω／ｃ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。そこで、画像取得手段250において、干渉光検出手段240が検出したスペクトル干渉縞をフーリエ変換し、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、照射対象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、それらに基づいて断層画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態による波長掃引光源を示す概略構成図
【図２】本発明の第２の実施形態による波長掃引光源を示す概略構成図
【図３】本発明の波長掃引光源が適用される装置の一例を示す概略構成図
【図４】従来の波長掃引光源の一例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００６５】
１    画像取得装置
10    半導体光増幅器
11    リング状ファイバ光帰還系
12    ファイバファブリペロエタロン
13、14    λ／４板
15、16    偏光子
17    カプラ
20、21    偏波保持ファイバ
22    部分透過ミラー
31    往復ファイバ光帰還系
【図１】
2010016270.tif 000004
【図２】
2010016270.tif 000005
【図３】
2010016270.tif 000006
【図４】
2010016270.tif 000007