(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザ共振器から発生される第１パルス光と第２レーザ共振器から発生される第２パルス光とを同期させて試料に照射する波長走査パルス光同期システムにおいて、
前記第２レーザ共振器内に設けられた音響光学波長可変フィルタを有し、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器の光路内に設けられ、傾動可能に支持されている、少なくとも一つの光透過板を有し、前記光透過板を設けることにより延長されるレーザ共振器長が、前記音響光学波長可変フィルタの印加電圧の周波数に応じて決まるように前記光透過板の傾動量が決められており、
さらに、前記第１パルス光と前記第２パルス光との時間差を検出するパルス同期検出器と、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器内の反射ミラーに設けられ、前記パルス同期検出器により検出された前記時間差が小さくなるように動作するレーザ共振器長調整手段と、を有するものであり、
前記光透過板の傾動量が、前記光透過板に設けられているモータへの印加電圧により決まるものであり、前記音響光学波長可変フィルタの印加電圧の周波数と、モータへの印加電圧との関係が記録されている記憶手段と、を有することを特徴とする波長走査パルス光同期システム。
【請求項２】
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器の光路内に設けられ、傾動可能に支持されている第１光透過板と傾動可能に支持されている第２光透過板とを有し、
前記第２パルス光の光軸と前記第１光透過板とがなす角度の大きさと該光軸と前記第２光透過板とがなす角度の大きさとが同じである請求項１に記載の波長走査パルス光同期システム。
【請求項３】
前記第１及び第２光透過板は、該第１及び第２光透過板が各々備えるモータへの印加電圧によって角度が変化するガルバノモータで構成され、
前記音響光学波長可変フィルタに第１周波数の電圧が印加されたときに、予め設定されている電圧が前記第１及び第２光透過板の前記モータに印加され、前記音響光学波長可変フィルタに第２周波数の電圧が印加されたときに、予め設定されている他の電圧が前記第１及び第２光透過板の前記モータに印加される請求項２に記載の波長走査パルス光同期システム。
【請求項４】
前記ガルバノモータへの印加電圧の周波数は２０ｋＨｚ以下である請求項３に記載の波長走査パルス光同期システム。
【請求項５】
前記レーザ共振器長調整手段として、ピエゾ素子及び／又は電気光学効果素子を用いる請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長走査パルス光同期システム。
【請求項６】
前記光透過板の両面がほぼ平行である請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長走査パルス光同期システム。
【請求項７】
第１パルス光を発生する第１レーザ共振器と、
第２パルス光を発生する第２レーザ共振器と、
前記第２レーザ共振器内に設けられた音響光学波長可変フィルタと、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器の光路内に設けられ、傾動可能に支持され、レーザ共振器長を延長する第１光透過板および第２光透過板と、
前記第１パルス光と前記第２パルス光との時間差を検出するパルス同期検出器と、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器内の反射ミラーに設けられ、前記パルス同期検出器により検出された前記時間差が小さくなるように動作するレーザ共振器長調整手段と、
前記第１光透過板および前記第２光透過板の傾動量が、前記第１光透過板および前記第２光透過板にそれぞれ設けられているモータへの印加電圧により決まるものであり、前記音響光学波長可変フィルタへの印加電圧の周波数と、モータへの印加電圧との関係が記録されている記憶手段と、を有し、前記第１パルス光と前記第２パルス光とを同期させて試料に照射する波長走査パルス光同期システムの制御方法であって、
前記音響光学波長可変フィルタへの印加電圧の周波数と、前記第２パルス光の波長の対応関係を取得する第１工程と、
前記レーザ共振器長調整手段を制御範囲の中央位置で固定する第２工程と、
前記第１パルス光と前記第２パルス光の時間差がゼロとなる前記モータへの印加電圧と、前記第１パルス光又は前記第２パルス光の波長の対応関係を取得する第３工程と、
前記第１パルス光又は前記第２パルス光の複数の波長について、前記音響光学波長可変フィルタへの印加電圧の周波数と、前記モータへの印加電圧の対応関係を前記記憶手段に記憶させる第４工程と、
前記第１パルス光と前記第２パルス光を同期させる第５工程と、
前記音響光学波長可変フィルタへの印加電圧の周波数と、前記モータへの印加電圧を設定する第６工程と、を含むことを特徴とする波長走査パルス光同期システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレントアンチストークスラマン散乱（ＣＡＲＳ）顕微鏡や誘導ラマン散乱顕微鏡等に用いられる、２つのパルス光を同期させるための波長走査パルス光同期システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分子生物学においては、生体内の分子、例えばＤＮＡやアミノ酸、タンパク質、細胞小器官等の活動を、生きたまま観察したいという需要が多い。従来の蛍光観察や多光子励起蛍光観察を用いて生体内の分子を観察することはある程度可能であるが、観察目標とする分子を蛍光色素で標識する必要がある。
【０００３】
しかしながら、生体を蛍光色素で染色することは、蛍光色素に毒性が存在することや、蛍光色素によって生体反応が妨げられる等、少なからず生体に影響を及ぼすと考えられるため、好ましい方法とはいい難い。
【０００４】
近年、生体内の分子の３次元分布を無染色で観察する目的で、コヒーレントアンチストークスラマン散乱（ＣＡＲＳ）を用いた顕微鏡（ＣＡＲＳ顕微鏡）が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
誘導ラマン散乱顕微鏡やＣＡＲＳ顕微鏡等においては、波長の異なる少なくとも２色のパルス光を用い、これらのパルス光を同時に試料に照射した際に生じる非線形光学現象を観測する。この場合、少なくとも一つのパルス光の波長を走査することによりスペクトルを得るが、広い波長領域に亘ってパルス光を高速に走査することは困難であった。例えば２つのチタンサファイアレーザを同期させ、一方のレーザの波長を複屈折フィルタの回転によって走査させていたが、レーザ共振器の分散を調整するGires-Tournois干渉計の存在のために、任意波長に変更することが難しく、波長走査範囲も１０ｎｍ程度に限定され、また次の波長を走査するのに３００ｍｓ以上を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７６６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＯＰＯ（Optical Parametric Oscillator）等によりソース光源の波長を非線形光学効果により変換することで、ソース光源と同期したパルス光を得ることができ、また波長走査も可能となってきた。
【０００８】
しかしながら、温度位相整合と回転複屈折フィルタにより波長選択を行うために、例えば１００ｎｍの波長走査には数分を要していた。これは、波長走査のためにレーザ共振器内の複屈折フィルタの機械的回転を行う必要があり、また波長走査に伴う位相整合を温度により調整するために時間を要するからである。
【０００９】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、一方のパルス光を広い波長領域で高速に走査することができ、２つのパルス光を同期させることが可能な波長走査パルス光同期システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る波長走査パルス光同期システムは、第１レーザ共振器から発生される第１パルス光と第２レーザ共振器から発生される第２パルス光とを同期させて試料に照射する波長走査パルス光同期システムにおいて、
前記第２レーザ共振器内に設けられた音響光学波長可変フィルタを有し、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器の光路内に設けられ、傾動可能に支持されている、少なくとも一つの光透過板を有し、前記光透過板を設けることにより延長されるレーザ共振器長が、前記音響光学波長可変フィルタの印加電圧の周波数に応じて決まるように前記光透過板の傾動量が決められており、
さらに、前記第１パルス光と前記第２パルス光との時間差を検出するパルス同期検出器と、
前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器内の反射ミラーに設けられ、前記パルス同期検出器により検出された前記時間差が小さくなるように動作するレーザ共振器長調整手段とを有することを要旨とする。
【００１１】
本発明において、前記第１レーザ共振器又は前記第２レーザ共振器の光路内に設けられ、傾動可能に支持されている第１光透過板と傾動可能に支持されている第２光透過板とを有し、前記第１光透過板及び前記第２光透過板を設けることにより延長されるレーザ共振器長が、前記音響光学波長可変フィルタの印加電圧の周波数に応じて決まるように前記第１光透過板と前記第２光透過板の傾動量が決められていることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記第２パルス光の光軸と前記第１光透過板とがなす角度の大きさと該光軸と前記第２光透過板とがなす角度の大きさとが同じであることが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記第１及び第２光透過板は、該第１及び第２光透過板が各々備えるモータへの印加電圧によって角度が変化するガルバノモータで構成され、前記音響光学波長可変フィルタに第１周波数の電圧が印加されたときに、予め設定されている電圧が前記第１及び第２光透過板の前記モータに印加され、前記音響光学波長可変フィルタに第２周波数の電圧が印加されたときに、予め設定されている他の電圧が前記第１及び第２光透過板の前記モータに印加されてもよい。
【００１４】
本発明において、前記ガルバノモータへの印加電圧の周波数は２０ｋＨｚ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記レーザ共振器長調整手段として、ピエゾ素子及び／又は電気光学効果素子を用いることが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記光透過板の両面がほぼ平行であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る波長走査パルス光同期システムによれば、第１段階として、音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ）への印加電圧の周波数に応じて、少なくとも一つの光透過板を傾動させて初期状態（第１パルス光と第２パルス光とが同期するのに近い状態）にし、第２段階として、第１パルス光と第２パルス光との時間差に応じてレーザ共振器長調整手段を動作させて微調整を行うことによって、第２パルス光を広い波長領域で高速に走査することができ、第１パルス光と第２パルス光とを同期させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る波長走査パルス光同期システムの全体構成を示す説明図である。
【図２】図１の波長走査パルス光同期システムにおける第２レーザ共振器内のレーザ共振器を示す説明図である。
【図３】第１光透過板及び第２光透過板の揺動を説明するための図である。
【図４】ＡＯＴＦへの印加電圧の周波数と第１光透過板及び第２光透過板のモータへの印加電圧との対応関係のテーブルを示す図である。
【図５】第２レーザ共振器の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．波長走査パルス光同期システムの全体構成
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係る波長走査パルス光同期システムは、波長の異なる２色のパルス光を同期させて試料に照射した際に生じる非線形光学現象を観測する際に用いられ、例えばコヒーレントアンチストークスラマン散乱（ＣＡＲＳ）顕微鏡、誘導ラマン散乱顕微鏡、２光子励起レーザ顕微鏡、及びポンププローブ分光顕微鏡等の光学顕微鏡に適用することができるが、以下では一例として、本発明をＣＡＲＳ顕微鏡に適用する場合について説明する。このＣＡＲＳ顕微鏡においては、一般に２色のパルス光の角周波数差（ω１−ω２）が分子振動（Ω）と共鳴したときに増強されるＣＡＲＳ信号（ωＣＡＲＳ＝２ω１−ω２）を検出する。
【００２１】
図１は本発明に係る波長走査パルス光同期システム１の全体構成を示す説明図であり、図２は図１の波長走査パルス光同期システム１における第２レーザ共振器５内のレーザ共振器を示す説明図である。
【００２２】
図１において、本発明に係る波長走査パルス光同期システム１は、パーソナルコンピュータ２、音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Acousto-Optic Tunable Filter）ドライバ３、ピコ秒レーザ共振器である第１レーザ共振器４と第２レーザ共振器５、パルス同期システム６、ミラー７ａ〜７ｅ、ミラー８ａ，８ｂ、合波器であるミラー（ダイクロイックミラー）９、レーザスキャニングシステム１０、対物レンズ１４，１５、光学フィルタ１７、結像レンズ１８、及び光検出器１９を主として備えている。試料Ｓは、対物レンズ１４と対物レンズ１５との間に設置されたステージＺｓｔ上に配されている。
【００２３】
パルス同期システム６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等で構成できる第１制御手段６ａ、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等で構成できる第２制御手段６ｂ、及び第１パルス光と第２パルス光との時間差を検出するパルス同期検出器６ｃを主として備えている。レーザスキャニングシステム１０はガルバノスキャナ１０ａ及びレゾナントスキャナ１０ｂで構成される。
【００２４】
第１レーザ共振器４から発生されるモードロックレーザの第１パルス光（ω１）と第２レーザ共振器５から発生されるモードロックレーザの第２パルス光（ω２）とは互いに波長（ｎｍ）が異なる。例えば第１パルス光の波長を７８０ｎｍに固定し、第２パルス光の波長を走査することで、ＣＡＲＳ信号のスペクトルを得ることができる。
【００２５】
図２において、第２レーザ共振器５は共振系構成要素としてピエゾ素子（レーザ共振器長調整手段）３０、このピエゾ素子３０が設けられた電動ステージ３１、プリズム３２，３３，４２、反射ミラー３４，３８、凹面ミラー３５，３７、光増幅媒体３６、第１光透過板３９、第２光透過板４０、音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ）４１、及びアウトプットカプラー４３を備え、光源系構成要素としてレーザ光源５０及び反射ミラー５１，５２を備えている。レーザ励起用光源光は反射ミラー５１及び反射ミラー５２を介して凹面ミラー３５を透過して光増幅媒体３６を励起し、第２パルス光が発生されるようになっている。なお、第１光透過板３９及び第２光透過板４０の各両面は平行であることが好ましい。光学調整が非常に行い易くなるからである。
【００２６】
ＡＯＴＦ４１は、パーソナルコンピュータ２のＣＰＵ等で構成できる第３制御手段２ａ（図１）の指令に基づいてＡＯＴＦドライバ３によって、複屈折性を有する結晶（例えば二酸化テルル結晶）に圧電素子を介して高周波（ＲＦ）の電圧が印加されることで発生する超音波により、入射光のうち特定の波長成分の光を回折することができる機器である。
【００２７】
ＡＯＴＦ４１から取り出される第２パルス光の波長は、超音波の周波数により決まることから、該超音波を駆動する振動子へ印加する高周波電気信号（高周波電圧）の周波数により制御することができる。
【００２８】
ＡＯＴＦドライバ３の記憶手段（メモリ）３ａには、ＡＯＴＦ４１に印加する電圧の複数の周波数を予め記憶させることができる。ＡＯＴＦドライバ３は、外部からのクロック信号に応じて順次発振周波数を切り替える外部クロック制御モードを有する。なお、外部クロック制御モードについては後述する。
【００２９】
本発明において第１パルス光と第２パルス光の同期制御方法としては、第１パルス光（マスターパルス光）と第２パルス光（スレーブパルス光）との時間差を検出し、該時間差がゼロとなるように第２パルス光のパルス周期を調整するＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御を用いることができる。
【００３０】
ＡＯＴＦ４１は、上記のように電気的な制御が可能なため、ｍｓ以下の時間単位で波長走査を行うことが可能である。しかしながら、このＡＯＴＦ４１に用いられる二酸化テルル結晶は屈折率分散（波長による屈折率の違い）が非常に大きく、波長走査によって共振器長が変化し、パルス間隔（繰り返し周波数の逆数）が大きく変動してしまう。これは、モードロックレーザの繰り返し周波数（ｆ）がレーザ共振器長（Ｄ）に依存（ｆ＝ｃ／２Ｄ，ｃ：光速度）するためである。このような結果、ピエゾ素子３０により第１パルス光と第２パルス光との時間差を高速に制御することが難しくなる。つまり、ピエゾ素子３０で制御できる範囲を逸脱してしまう。
【００３１】
そこで本発明では、第２レーザ共振器５内の光路に第１光透過板３９及び第２光透過板４０を設け、これらを高速で傾動（揺動）させることにより第２レーザ共振器５内の共振器長を変えることによって、波長走査に伴う共振器長の上記変化を補正することができる。
【００３２】
詳しくは、第１光透過板３９及び第２光透過板４０は、各々が備えるモータ３９ａ，４０ａへの印加電圧によって角度が変化するガルバノモータで構成することができる。図３に示すように、第２パルス光の光軸Ｌと第１光透過板３９とがなす角度α１の大きさと該光軸Ｌと第２光透過板４０とがなす角度α２の大きさとが同じになるように、第１光透過板３９はモータ３９ａにより矢印Ｄ１の方向に傾動し、第２光透過板４０はモータ４０ａにより矢印Ｄ２の方向に傾動できる構成となっている。
【００３３】
第１光透過板３９と第２光透過板４０の上記傾動量は、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数に応じて予め決められている。その一例を説明する。
【００３４】
図４に示すようなテーブルＫＴを図１の記憶手段（メモリ）６ｄに予め記憶させておくことができる。このテーブルＫＴにおいては、例えばＡＯＴＦ４１（図２）への印加電圧の周波数が６０．１ＭＨｚのとき、モータ３９ａ，４０ａ（図３）への印加電圧を２．５０Ｖと設定することができ、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数が６０．３ＭＨｚのとき、モータ３９ａ，４０ａへの印加電圧を２．７４Ｖと設定することができる。なお、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数が６０．１ＭＨｚのときは第２パルス光の波長は８３０ｎｍとなり、上記周波数が６０．３ＭＨｚのときは第２パルス光の波長は８３２ｎｍとなることは予め取得しておく。
【００３５】
以下、ＡＯＴＦドライバ３の上記外部クロック制御モードの詳細について説明する。この外部クロック制御モードとしては、以下の２つが挙げられる。
【００３６】
ａ．外部クロック制御モード（光透過板のフィードフォワード制御）
（１）ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数と第２パルス光の波長との関係を取得し、テーブル化又は多項式によって数式化する。
【００３７】
（２）ピエゾ素子（ピエゾアクチュエータ）３０をその制御範囲の中央位置で固定する。
【００３８】
（３）各波長において第１パルス光のパルス間隔と第２パルス光のパルス間隔との差がほぼゼロとなる第１及び第２光透過板３９，４０の角度（モータ３９ａ，４０ａへの印加電圧）を計測し、該角度（印加電圧）と波長の関係をテーブル化又は多項式によって数式化する。
【００３９】
（４）複数の発振波長に対して、図４に示したような、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数並びに第１及び第２光透過板３９，４０の対応関係を示すテーブルを作成する。
【００４０】
（５）上記（４）で作成したテーブルを元に複数の発振周波数を記憶手段３ａに記憶させる。
【００４１】
（６）上記（４）で作成したテーブルを元にモータ３９ａ，４０ａへの印加電圧を記憶手段６ｄに記憶させる。
【００４２】
（７）上記テーブルに基づいて上記発振周波数及び上記印加電圧を初期値に設定する。
【００４３】
（８）ＰＬＬ制御によってピエゾ素子３０を制御し、第１パルス光と第２パルス光とを同期させる。
【００４４】
（９）ＡＯＴＦドライバ３及び第１制御手段６ａに対して外部からクロック信号を与え、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数とモータ３９ａ，４０ａへの印加電圧を設定する。以降、上記テーブルを元にこの（８）〜（９）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００４５】
ｂ．外部クロック制御モード（光透過板のフィードバック制御）
上記ａ．の（１）〜（７）と同じ処理を実施した後、以下の処理を行う。
【００４６】
（１０）ＰＬＬ制御によってピエゾ素子３０及びモータ３９ａ，４０ａをフィードバック制御し、第１パルス光と第２パルス光とを同期させる。
【００４７】
（１１）ＡＯＴＦドライバ３及び第１制御手段６ａに対して外部からクロック信号を与え、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数及びモータ３９ａ，４０ａへの印加電圧を初期値に設定する。上記角度の初期値設定は、例えばデジタルＰＩＤ制御のＩの値に適切な値を与えることで行う。以降、上記テーブルを元にこの（１０）〜（１１）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００４８】
続いて、第１パルス光及び第２パルス光が出射されて結像処理が行われるまでの流れについて説明する。
【００４９】
図１に戻って、まず第１制御手段６ａは、テーブルＫＴに基づきＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数に応じて第１光透過板３９及び第２光透過板４０を傾動させることによって、第２レーザ共振器５の共振器長を変える。
【００５０】
第１レーザ共振器４からの第１パルス光はミラー７ａを介してパルス同期検出器６ｃに入射され、第２レーザ共振器５からの第２パルス光はミラー８ａを介してパルス同期検出器６ｃに入射される。パルス同期検出器６ｃでは第１パルス光と第２パルス光との時間差が検出される。
【００５１】
第２制御手段６ｂは、パルス同期検出器６ｃにより検出された上記時間差が小さくなるようにピエゾ素子３０（図２）を動作させる。
【００５２】
このように本発明では、まずＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数に応じて第１光透過板３９及び第２光透過板４０を傾動させることにより、第１パルス光と第２パルス光とが同期し得る状態（初期状態）に近付ける。そして、第１パルス光と第２パルス光との時間差に応じてピエゾ素子３０を動作させることにより、第１パルス光と第２パルス光とを同期させる。次いで、第１パルス光及び第２パルス光は、それぞれミラー７ａ〜７ｅ及びミラー８ａ，８ｂを介してミラー９によって空間的に重ね合わされる。
【００５３】
このように時間的及び空間的に重ね合わされた第１パルス光と第２パルス光は、ガルバノスキャナ１０ａ及びレゾナントスキャナ１０ｂからなるレーザスキャニングシステム１０を通り、レンズ１１、ミラー１２、及びレンズ１３を介して対物レンズ１４に入射される。これにより、試料Ｓ上に焦点を形成する。
【００５４】
上記の焦点から発生したＣＡＲＳ光は、対物レンズ１５を通り、ミラー１６を介して光学フィルタ１７によって基本光がカットされた後、結像レンズ１８を通って、光検出器１９により検出される。
【００５５】
本発明の波長走査パルス光同期システム１によれば、第１ステップとして、ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数に応じて第１光透過板３９及び第２光透過板４０を傾動させて上述の初期状態にし、第２ステップとして、第１パルス光と第２パルス光との時間差に応じてピエゾ素子３０を動作させて微調整を行うことによって、第２パルス光を広い波長領域で高速に走査することができ、第１パルス光と第２パルス光とを同期させることが可能となる。具体的には、第２パルス光を１００ｎｍの広波長範囲において１秒以下で走査することができ、スペクトルイメージを従来よりも約１０倍高速に取得することができるようになった。
【００５６】
また、第１光透過板３９及び第２光透過板４０の２つの光透過板を採用することで、１つの光透過板を用いる場合に比べ、同じ角度変化で２倍の光路長を得ることができる。
【００５７】
本発明は培養細胞や生体を用いたバイオイメージング分野において特に有用である。例えば生命機能の解明のために、生体内に存在する分子種を識別し、その分布を短時間に計測することができる。サブミクロンの空間分解能で脂質の種類を見分けながら、その分布とその動きを可視化することができる。或いは、脂質代謝の様子を可視化すれば、脂質生物学においても有用である。また、細胞内で代謝することで薬物作用を示す物質に変化するプロドラッグの代謝の様子を可視化することにも応用することができる。
【００５８】
２．他の実施形態
上記実施形態では、第２レーザ共振器５内にＡＯＴＦ４１、第１・第２光透過板３９，４０、及びピエゾ素子３０を設ける形態について説明したが、これに限定されるものではなく、第１・第２光透過板３９，４０、及びピエゾ素子３０を第１レーザ共振器４内に設けてもよいし、第１・第２光透過板３９，４０、及びピエゾ素子３０のうち一方を第１レーザ共振器４内に設け、他方を第２レーザ共振器５内に設けることもできる。
【００５９】
上記実施形態では、第１光透過板３９及び第２光透過板４０の２つの光透過板を設けることとしたが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、１つの光透過板３９をエンドミラー３０ａ側に設ける構成を採用することも可能である。なお、図５では図２と同じ構成部については同じ符号を付している。
【００６０】
また上記実施形態では、レーザ共振器長調整手段としてピエゾ素子３０を用いたが、これの代わりに電気光学効果素子を用いてもよいし、これら双方を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
また上記実施形態では、ＡＯＴＦドライバ３が外部クロック制御モードを有することとしたが、これに限定されるものではなく、外部コンピュータから直接発振周波数を設定するダイレクト制御モードや、ＡＯＴＦドライバ３にタイマーを設け、トリガ信号を与えた後に、設定された時間間隔で記憶した発振周波数を切り替え、切り替えタイミングに同期したクロック信号を出力する内部クロック制御モードを有してもよい。以下、それぞれのモードについての制御手順を説明する。
【００６２】
２−１．ダイレクト制御モード(光透過板のフィードフォワード制御)
（１）ＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数と第２パルス光の波長との関係を取得し、テーブル化又は多項式によって数式化する。
【００６３】
（２）ピエゾ素子（ピエゾアクチュエータ）３０をその制御範囲の中央位置で固定する。
【００６４】
（３）各波長において第１パルス光のパルス間隔と第２パルス光のパルス間隔との差がほぼゼロとなる第１及び第２光透過板３９，４０の角度（モータ３９ａ，４０ａへの印加電圧）を計測し、上記角度（上記印加電圧）と波長の関係をテーブル化又は多項式によって数式化する。
【００６５】
（４）ある波長において、（１）及び（３）によって算出したＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数並びに第１及び第２光透過板３９，４０の角度に設定する。
【００６６】
（５）ＰＬＬ制御によってピエゾ素子３０を制御し、第１パルス光と第２パルス光とを同期させる。
【００６７】
（６）別の波長において、（１）及び（３）によって算出したＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数並びに第１及び第２光透過板３９，４０の角度に設定する。以降、この（５）〜（６）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００６８】
２−２．ダイレクト制御モード(光透過板のフィードバック制御)
上記２−１．の（１）〜（４）と同じ処理を実施した後、以下の処理を行う。
【００６９】
（７）ＰＬＬ制御によってピエゾ素子３０及びモータ３９ａ，４０ａをフィードバック制御し、第１パルス光と第２パルス光とを同期させる。
【００７０】
（８）別の波長において、（１）及び（３）によって算出したＡＯＴＦ４１への印加電圧の周波数並びに第１及び第２光透過板３９，４０の角度を初期値に設定する。上記角度の初期値設定は、例えばデジタルＰＩＤ制御のＩの値に適切な値を与えることで行う。以降、この（７）〜（８）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００７１】
２−３．内部クロック制御モード（光透過板のフィードフォワード制御）
上記ａ．外部クロック制御モード（光透過板のフィードフォワード制御）の（１）〜（８）と同じ処理を実施した後、以下の処理を行う。
【００７２】
（９）外部からのトリガ信号をＡＯＴＦドライバ３に与えて、第２パルス光の発振波長を走査し、ＡＯＴＦドライバ３から出力されるクロック信号を元に第１制御手段６ａが第１及び第２光透過板３９，４０の角度を設定する。上述の（４）で作成したテーブルを元に、この（８）〜（９）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００７３】
２−４．内部クロック制御モード（光透過板のフィードバック制御）
上記ｂ．外部クロック制御モード（光透過板のフィードバック制御）の（１）〜（８）と同じ処理を実施した後、以下の処理を行う。
【００７４】
（１０）外部からのトリガ信号をＡＯＴＦドライバ３に与えて、第２パルス光の発振波長を走査し、ＡＯＴＦドライバ３から出力されるクロック信号を元に第１制御手段６ａが第１及び第２光透過板３９，４０の角度を初期値に設定する。上記角度の初期値設定は、例えばデジタルＰＩＤ制御のＩの値に適切な値を与えることで行う。以降、上記（４）で作成したテーブルを元に、この（８）及び（１０）を繰り返すことで波長走査を行う。
【００７５】
以上が本発明を実施するための形態であるが、本発明はもとより上記実施形態によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７６】
１  波長走査パルス光同期システム
４  第１レーザ共振器
５  第２レーザ共振器
６  パルス同期システム
６ｃ  パルス同期検出器
３０  ピエゾ素子
３９  第１光透過板
３９ａ  モータ
４０  第２光透過板
４０ａ  モータ
４１  音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ）
ＫＴ  テーブル
Ｌ  第２パルス光の光軸
α１  第２パルス光の光軸と第１光透過板とがなす角度
α２  第２パルス光の光軸と第２光透過板とがなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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