(57)【要約】      本発明の方法は測定されるべき対象の１つ以上の特性を測定するための精確な位相ベースの技術に向けられている。この様な特性は、例えば、任意の長さの距離を含み、好ましくはナノメートル未満の精度を伴うことが出来る。本発明の好ましい実施例は調波的に関係付けられた複数光源、１つの連続波｛シーダブリュー（CW）｝と、低コヒーレンス｛エルシー（LC）｝を有する第２源と、を有する干渉計、例えば、マイケルソン干渉計（Michelsoninterferometer）を使う。該低コヒーレンス源は、要求されるバンド幅が波長及び応用の関数として変わり得るが、スペクトルバンド幅、好ましくは、例えば、１マイクロメートル（μ）の波長用に５ｎｍより大きいのがよいバンド幅、を提供する。目標サンプルの様な測定されるべき対象の走査間で該低コヒーレンス源の中心波長を僅かに調整することにより、該シーダブリューと低コヒーレンス光のヘテロダイン信号間の位相関係は、反射する面又はインターフエース間の間隔をナノメートル未満の精度で測定するために使用され得る。この技術は、大抵の位相ベースの技術を悩ます課題である、２π曖昧性から完全に解放されるので、それは精度の損失無しに任意の長さの光学距離の測定に使用出来る。本発明の方法の好ましい実施例の応用は、既知の物理的厚さを有するサンプルの与えられた波長での屈折率の精密決定である。本発明の方法の好ましい実施例のもう１つの応用は既知の屈折率を有するサンプルの物理的厚さの精密決定である。本発明の方法の好ましい実施例の更に進んだ応用は２つの与えられた波長での屈折率比の精密決定である。
2005513429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学距離を測定する方法に於いて、該方法が
第１波長及び第２波長の光を提供する過程と、
該第１波長及び該第２波長の光を第１光路及び第２光路に沿って導く過程とを具備しており、該第１光路は測定されるべき媒体上へ延びておりそして該第２光路は路長の変化を受けており、該方法は又
該媒体と相互作用する光の位相の第１変化を測定するために該媒体からの光と該第２光路からの光とを検出する過程と、
第３波長の光を発生するために該第１波長の光を調整する過程と、
該第３波長と該第２波長の光を該第１光路と該第２光路に沿って導く過程とを具備しており、該第１光路は測定されるべき該媒体上へ延びておりそして該第２光路は路長の変化を受けており、該方法は更に
該媒体との相互作用する光の位相の第２変化を測定するために該媒体からの光と該第２光路からの光とを検出する過程と、
少なくとも２つの位相交叉点を決定するために位相の該第１変化と位相の該第２変化とを解析する過程と、そして
該少なくとも２つの位相交叉点間の干渉縞を用いて該光学距離を決定する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項２】
該媒体が生物学的組織を含むことを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項３】
該媒体が半導体材料を含むことを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項４】
更に、該少なくとも２つの位相交叉点での差位相を測定することにより該光学距離測定を精細化する過程を具備することを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項５】
光の該第１波長を調整する該過程が近似的に２ｎｍだけ中心波長を調整する過程を備えることを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項６】
更に、調波的に関係付けられた該第１波長及び第２波長を放射する光源を提供する過程を具備することを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項７】
更に、第１低コヒーレンス光源及び第２連続波光源を提供する過程を具備することを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項８】
該第１低コヒーレンス光源がブロードなスペクトルバンド幅を提供し、該バンド幅が波長の関数として変化することを特徴とする請求項７の該方法。
【請求項９】
該低コヒーレンス光源の該バンド幅が少なくとも約５ｎｍであることを特徴とする請求項８の該方法。
【請求項１０】
媒体の特性を測定する方法に於いて、該方法が
第１光源により発生される第１信号及び第２信号と、第２光源により発生される第３信号と、を提供する過程を具備しており、該第１光源は該第２光源と調波的に関係付けられており、該方法は又
該第１及び第３信号からの第１ヘテロダイン信号と、該第２及び第３信号からの第２ヘテロダイン信号と、を決定する過程と、そして
該媒体の該特性を得るために該第１及び第２ヘテロダイン信号間の位相関係を決定する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項１１】
該第１信号及び第２信号が低コヒーレンス信号であることを特徴とする請求項１０の該方法。
【請求項１２】
該第３信号が連続波信号であることを特徴とする請求項１０の該方法。
【請求項１３】
該第１及び該第２信号を提供する過程がブロードバンド光源により発生されることを特徴とする請求項１０の該方法。
【請求項１４】
媒体の特性を測定するシステムに於いて、該システムが
第１信号及び第２信号を発生する第１光源と、
第３信号を発生する第２光源とを具備しており、該第１光源は該第２光源と調波的に関係付けられており、該システムは又
該第１及び該第３信号からの第１ヘテロダイン信号と、該第２及び第３信号からの第２ヘテロダイン信号と、を測定する検出器システムと、そして
該媒体の特性を得るために該第１及び第２ヘテロダイン信号間の位相関係を決定するプロセサーとを具備することを特徴とする該システム。
【請求項１５】
該第１信号及び第２信号が低コヒーレンス信号であることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項１６】
該第３信号が連続波信号であることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項１７】
該第１及び該第２信号がブロードバンド光源により発生されることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項１８】
更に、光フアイバーを含む光学的通路を具備することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項１９】
更に、少なくとも５ｎｍのバンド幅を有する低コヒーレンス信号を具備することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２０】
該システムが干渉計を具備することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２１】
更に、ミラーと、該ミラーを第１位置から第２位置まで走査するスキャナーと、を具備することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２２】
該検出器システムが第１信号を検出する第１検出器と、該第１信号に調波的に関係付けられた第２信号を検出する第２検出器と、を備えることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２３】
更に、該プロセサーと通信するＡ−Ｄ変換器を具備することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２４】
該光源がレーザー源であることを特徴とする請求項１７の該システム。
【請求項２５】
該連続波信号が半導体レーザーにより発生されることを特徴とする請求項１６の該システム。
【請求項２６】
該システムが光学距離を測定することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２７】
該システムが該媒体の屈折率を測定することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２８】
該媒体が生物学的組織を含むことを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項２９】
該検出器が更にフイルターを備えることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項３０】
該システムが位相交叉点間の干渉縞の数を数えることを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項３１】
該システムが該媒体の厚さを測定することを特徴とする請求項１４の該システム。
【請求項３２】
生物学的組織の特性を測定する方法に於いて、該方法が
第１光源により発生される第１信号及び第２信号と、第２光源により発生される第３信号と、を提供する過程を具備しており、該第１光源は該第２光源と調波的に関係付けられており、該方法は又
該第１及び該第３信号から第１ヘテロダイン信号を、そして該第２及び第３信号から第２ヘテロダイン信号を、決定する過程と、そして
該生物学的組織の特性を得るために該第１及び第２ヘテロダイン信号間の位相関係を決定する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項３３】
更に、該生物学的組織の分散プロフアイルを決定する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項３４】
該第１信号及び第２信号が低コヒーレンス信号であることを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項３５】
該第３信号が連続波信号であることを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項３６】
該第１及び該第２信号を提供する該過程がブロードバンド光源を使用する過程を備えることを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項３７】
該生物学的組織が角膜、房水そして硝子体液の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項３８】
更に、該分散プロフアイルを使用して血糖値レベルを検出する過程を具備することを特徴とする請求項３３の該方法。
【請求項３９】
更に、該分散プロフアイルを使用して複数の波長で屈折率変動を決定する過程を具備することを特徴とする請求項３３の該方法。
【請求項４０】
更に、該生物学的組織の屈折率を決定する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４１】
更に、該組織に関係する距離を測定する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４２】
該血糖値レベルが硝子体液及び房水の少なくとも１つで測定されることを特徴とする請求項３８の該方法。
【請求項４３】
更に、フイルターシステムを用いて該第１信号と第２信号を分離する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４４】
更に、該第１及び第２ヘテロダイン信号を検出する検出器システムを提供する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４５】
更に、少なくとも、２つの位相交叉点に於ける該差位相を測定することにより該分離距離測定を精細化する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４６】
該第１信号及び該第２信号がブロードバンド光源により発生されることを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４７】
該第３信号がレーザーにより発生されることを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４８】
更に、該位相関係を処理ユニット内で処理する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項４９】
更に、光フアイバーデバイスを用いて該光信号を集める過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【請求項５０】
更に、光フアイバーデバイスを用いて光信号を発送する過程を具備することを特徴とする請求項３２の該方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
政府援助
本発明は、全体或いは部分的に、米国国立衛生研究所から交付番号第Ｐ４１−ＲＲ０２５９４号により援助された。政府は本発明の或る権利を有する。
【０００２】
関連出願の参照
本出願は２００１年１２月１８日出願の同時係属米国特許出願第１０／０２４，４５５号の一部継続出願である。上記出願の全内容はその全体の引用によりここに組み入れられる。
【０００３】
位相ベースの光学的干渉技術（Phase-based optical interferometric techniques）は、波長未満の距離感度（sub-wavelength distance sensitivity）が要求される光学距離測定（optical distance measurements）で広く使われている。光学距離は屈折率（refractive index）と長さの積と規定される。しかしながら、大抵のこの様な技術は２π曖昧性（2πambiguity）又は整数曖昧性（integer ambiguity）として斯界で広く知られる課題により制限されるが、該曖昧性は相互に離れた軸方向走査（axial scan apart from each other）の干渉縞（interference fringes）を判定することでの難しさとして規定される。非変型調波位相ベース低コヒーレンス干渉計法（unmodified harmonic phase based low coherence inteferometry method）｛エイチピーアイ（HPI）｝は、もし光学距離が、エイチピーアイにより測定される差動位相がその２π重なり（2π wrap over）を通して跡付けられるよう、徐々に増加するなら、差動光学距離（differential optical length）、
【０００４】
【数１】
2005513429.tif 000003
【０００５】
を決定するため使用出来て、そこではＬは物理的距離であり、
【０００６】
【数２】
2005513429.tif 000004
【０００７】
はそれぞれ波長λ１とλ２に於ける屈折率である。例えば、溶液内のＤＮＡについて（for DNA in solution）
【０００８】
【数３】
2005513429.tif 000005
【０００９】
を決定するために、該ＤＮＡ濃度（DNA concentration）は測定用キュベット（cuvette）内で徐々に増加させられる。この様な測定方策は制御された環境ではうまく働くが、サンプル内の操作性（manipulability）が低い状況ではそれは実施され難い。例えば、該方法は全体を保つ（keep）ことが制限される材料の固定した厚板では作動しない。
【００１０】
問題は、非変型エイチピーアイが、該２π曖昧性課題（2π ambiguity issue）としてここで記述した、相互に離れた軸方向走査の干渉縞を判定出来ない事実にある。それは大抵の位相ベース光学干渉計技術を悩ます問題である。結果として、これらの技術は光学距離を絶対的には決定出来ない。従って、大抵のこの様な技術は、隣接点間で又は短時間インクレメントに亘って位相を比較することを通して位相の重なり戻し（unwrapping）が可能な、連続面の外見の評価又は時間に左右される距離変化の検出の様な、応用で使用される。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の方法は、測定されるべき対象の１つ以上の特性を測定するための精確な位相ベースの技術に向けられている。この様な特性は、例えば、ナノメートル未満の精度を有するのが好ましい、任意長さの距離を含むことが出来る。本発明の好ましい実施例は、調波的に関係付けられた光源、１つの連続波｛シーダブリュー（CW）｝と、低コヒーレンスを有する第２源｛エルシー（LC）｝と、を備える、例えば、マイケルソン干渉計の様な、干渉計を使う。該低コヒーレンス源は、所要バンド幅が波長及び応用の関数として変化し得るが、例えば、１マイクロメートル（μ）の波長用に５ｎｍより大きいバンド幅が好ましい、スペクトルバンド幅を提供する。目標サンプルの様な測定されるべき対象の走査間で該低コヒーレンス源の中心波長を僅かに調整することにより、該シーダブリューと低コヒーレンス光とのヘテロダイン信号間の位相関係が、反射する面又はインターフエース間の間隔をナノメートル未満の精度で測定するため使用出来る。この技術は２π曖昧性、すなわち、大抵の位相ベースの技術を悩ます課題、から完全に解放されるので、それは、精度の損失無しに任意の長さの光学距離を測定するため使用出来る。本発明の方法の好ましい実施例の応用は、既知の物理的厚さを有するサンプルの与えられた波長での屈折率の精密決定である。本発明の方法の好ましい実施例のもう１つの応用は既知の屈折率を有するサンプルの物理的厚さの精密決定である。本発明の方法の好ましい実施例の更に進んだ応用は２つの与えられた波長での屈折率比の精密決定である。
【００１２】
代わりの好ましい実施例では、該低コヒーレンス光源は、約２ｎｍより多く相互に分離されたそれぞれの中心波長を有する第１低コヒーレンス波長と第２低コヒーレンス波長を同時に提供するために、充分にブロードな、好ましくは５ｎｍより大きいのがよい、バンド幅、の光を提供する。該低コヒーレンス波長用の周波数スペクトラムは可成りには重なり合わない。該２つの低コヒーレンス波長を伝送し、検出するために追加的検出器とフイルターが該干渉計内に配置される。
【００１３】
該好ましい実施例の方法は精密な光学距離測定を行うため使用出来る。この様な測定から、目標の対象の光学的性質が精確に測定出来る。該目標の分散プロフアイル（dispersion profile）を測定することにより、該目標の構造的及び／又は化学的特性が評価され得る。該分散プロフアイルは種々の波長での屈折率差を地図化する（maps out）。生体臨床医学的背景では、本発明の好ましい実施例は、非接触性又は非侵襲性の仕方（in a non-contact and non-invasive manner）で生物学的組織の分散特性を精確に決定するため使われ得る。この様な分散決定は眼の角膜（cornea）又は房水（aqueous humor）に関して使用される。達成される感度はブドウ糖濃度による光学的変化を検出するのに充分である。本発明の方法の好ましい実施例では、血糖値レベル（blood blucose level）が、眼の、硝子体液及び／又は房水（vitreous and/or aqueous humor）か又は角膜（cornea）か何れかの分散プロフアイルの非侵襲性測定を通して決定され得る。本発明の好ましい実施例は薄膜又は薄膜型構造体（thin films or structures）、集積回路及び／又は光電子部品（optoelectronic components）の製造中形成される小さい特徴を測定するために材料製作の測定技術として応用される。該方法の好ましい実施例が非接触型で非破壊型なので、それらが作られつつある時に、それは、層構造、光学的フイルター、半導体構造体又は光学的部品の厚さをモニターするため使用され得る。
【００１４】
本発明の前記及び他の目的、特徴及び利点は付属する図面で図解される本発明の好ましい実施例の下記の特定の説明から明らかになるが、該図面では種々の図を通して同じ参照文字は同じ部品を参照している。該図面は必ずしもスケール合わせされておらず、代わりに本発明の原理の図解に力点が置かれている。
【実施例１】
【００１５】
本発明は干渉計内に分散不平衡（dispersion imbalance）を導入することにより整数又は２π曖昧性問題を克服する光学距離測定用の位相交叉ベースのシステムと方法（phase crossing based systems and methods）に向けられている。該方法の好ましい実施例は表面上の２つの隣接点の相対高さ差を精密に測定出来る。更に、サンプルの屈折率が或る精確度で見出されるが、該精確度は該サンプルの物理的厚さが実験的に測定される精度によってのみ限定される。
【００１６】
調波位相ベース干渉計法（エイチピーアイ）で低コヒーレンス光源の１つを連続波（シーダブリュー）光源と交換することは、該低コヒーレンスヘテロダイン信号が測定される光学的尺度（optical ruler）の形としての付随シーダブリューヘテロダイン信号の使用を可能にする。該低コヒーレンス光源は、例えば、１マイクロメートルの波長用に５ｎｍより大きいスペクトルバンド幅を提供する。この様な変型エイチピーアイを使う利点の１つは測定された位相が今度は
【００１７】
【数４】
2005513429.tif 000006
【００１８】
の代わりに長さ尺度（length scale）ｎＬに敏感であることであり、ここでｎは該低コヒーレンス波長での屈折率である。該量ｎは該複合値（the composite）
【００１９】
【数５】
2005513429.tif 000007
【００２０】
より実用的に有用である。該低コヒーレンス波長を僅かに、例えば、約２ｎｍ調整することにより、該量ｎＬは２π曖昧性無しに、そしてナノメートル未満の感度で見出し得る。この方法は該シーダブリューヘテロダイン干渉信号を、光学距離を測定する基準光学尺度（reference optical ruler）として使用する。
【００２１】
容易に入手可能な低コヒーレンス光源を使う干渉計光学距離測定システムは波長の１０倍の桁の分解能（resolution）を達成した。この技術は比較的鈍感であるが、それは該２π曖昧性課題に取り組む必要がない。好ましい実施例は、任意の長さの光学距離をナノメートル未満の精度で測定するために位相を使う低コヒーレンス干渉計法を含む。本方法は干渉縞の整数の数を決定するための低コヒーレンス位相交叉技術（low coherence phase crossing technique）と、分数縞（fractional fringe）を精確に得るための該測定値からの追加的位相情報（additinal phase information）と、を使用する。加えて、それは深さ分解能を提供し、成層化されたサンプルのトモグラフイー的プロフアイル化（t omographic profiling）用に使用され得る。該方法が長い光学距離を精度を有して測定出来るので、複数材料の屈折率を精確に決定するため使用され得る。これは位相ベースの方法なので、この様に見出された屈折率は位相屈折率（phase refractive index）であり、グループ屈折率（group refractive index）ではない。
【００２２】
図１は変型マイケルソン干渉計を含む本発明のシステム１０の好ましい実施例を図解する。入力光１２は、例えば７７５．０ｎｍで放射するチタン：サフアイアレーザー（Ti:sapphire laser）からの１５０ｆｓのモード同期（mode-locked）された光と、例えば半導体レーザーからの１５５０ｎｍの光の連続波（シーダブリュー）から成る２色複合ビームである。好ましい実施例では、該方法は光学距離をシーダブリュー波長の条件（この実施例では丁度１５５０．０ｎｍ）で評価し、全ての光学距離はこの基礎に基づいて計算される。該複合ビームはビームスプリッター１４で２つに分けられる。１つの部分信号は目標サンプル１６に入射し、一方もう１つは好ましくは、例えば、約０．５ｍｍ／ｓで動いているのがよい基準ミラー３２に入射しており、該ミラーは基準ビーム３４にドップラーシフト（Doppler shift）を誘起する。該ドップラーシフトは、例えば、電気光学的変調器（electro-optical modulator）の使用による様な、他の手段により誘起されることも出来る。該後方反射されたビームはビームスプリッター１４で再組み合わせされ、２色ミラー１８によりそれらの波長成分に分離され、そして光検出器２０，２２で別々に測定される。最終信号は、例えば、１６ビット、１００ＫＨｚ、Ａ−Ｄ変換器の様なＡ−Ｄ変換器｛エイデーシー（ADC）｝２４によりデジタル化される。該データを更に処理するためにパーソナルコンピュータ｛ピーシー（PC）｝２６の様なデータプロセサーが該エイデーシー２４と通信する。それらのそれぞれのドップラーシフトされた周波数での最終ヘテロダイン信号はそれらのそれぞれの中心ヘテロダイン周波数付近でバンドパスされ、該ヘテロダイン信号の対応する位相、ΨＣＷとΨＬＣを抽出するためにヒルベルト変換（Hilbert transformed）される。下付き文字ＣＷとＬＣは該１５５０．０ｎｍ連続波と７７５．０ｎｍ低コヒーレンス波長成分をそれぞれ表す。
【００２３】
該低コヒーレンス光の中心波長は次いで約１−２ｎｍだけ調整され、ΨＣＷとΨＬＣ値の第２セットが測定される。これら２セットの読み値から、目標サンプル内の種々のインターフエースがナノメートル未満の精度で位置測定（localized）される。位置測定用のデータの処理は下記で説明される。
【００２４】
該ビームスプリッター１４から未知の距離ｘ１の１つのインターフエースから成るサンプルを考える。該ビームスプリッター１４から基準ミラー３２までの距離、ｘは該基準ミラーの走査の各時刻点で既知量である。
【００２５】
ｘ１の近似値を見出す方法は、ｘを走査し、再組み合わされた低コヒーレンス光ビーム内の最終ヘテロダイン信号をモニターすることによる。ｘがｘ１に近似的に等しい時、該ヘテロダイン信号振幅のピークが期待される。この様な方法の精度は、該光源のコヒーレンス長さ、ｌｃと該ヘテロダイン信号の信号対雑音品質とにより限定される。現実的実験条件で、かくして決定されるｘ１の誤差は該コヒーレンス長さの５分の１より良さそうではない。
【００２６】
典型的低コヒーレンス源のコヒーレンス長さが公称で約１０マイクロメートルであるとすると、これはこの様な長さ決定手段での誤差が約２マイクロメートルに限定されることを意味する。
【００２７】
該ヘテロダイン信号の位相を考慮して、検出されたヘテロダイン信号の可変成分は下記の様に表され得る。
【００２８】
【数６】
2005513429.tif 000008
【００２９】
ここでＥｒｅｆとＥｓｉｇはそれぞれ基準の電界振幅と信号電界振幅であり、ｋは光学的波数（optical wavenumber）であり、ωは光学的周波数である。該指数（exponent）内の２の係数（factor）は、光が該ミラー／サンプルへと、該ビームスプリッターへの戻りと、進む通路を２回移動する（travels twice）事実に依る。
【００３０】
ｘがｘ１に丁度釣り合う時、該ヘテロダイン信号はピークとなると予想されることに注意する。該２つの戻りビームは強め合いの干渉（constructive interference）となる。従ってこの特性はインターフエースを位置測定するため使用される。該２つのビームが強め合いの干渉となるｘの値を見出すことによりｘ１が見出される。位相は精確に測定され得るので、この様な方策は約５ｎｍの長さ感度（length sensitivity）を与える。不幸にして、この方法は計算集約的（calculation intensive）であり、何故ならば該ヘテロダイン信号がピークとなるｘの多数の値があるからであり、特に該ヘテロダイン信号は下記でピークとなり、
【００３１】
【数７】
2005513429.tif 000009
【００３２】
ここでａは整数、λは光学的波長である。これは該２π曖昧性課題の表明である。
【００３３】
好ましい実施例は正しいピークを区別する方法を含む。丁度ｘ＝ｘ１の時、該ヘテロダイン信号は光学的波長に関係なくピークとなる。他方、次のピークは図２に図解する様に波長に左右される。図２は該サンプル内の反射インターフエース５２に付随する低コヒーレンスヘテロダイン信号を図解する。従って、該低コヒーレンス波長を調整することにより、該ヘテロダイン信号は該インターフエース付近に圧縮され、正しいピークはｘ−ｘ１が精確に区別される状況に付随する。該ヘテロダイン信号が調整の方向により該インターフエース付近で圧縮されるか又は拡げられることを注意すべきである。該位置測定を可視化する直感的方法は丁度ｘ＝ｘ１となる縞内にスクィーズ（squeezing）するか又は縞から拡がるヘテロダイン信号を描く（picture）ことである。
【００３４】
該シーダブリュー光源はこの様な位置測定では２つの理由で必要である。第１に、干渉計で該値を絶対的にそして精確に知ることは実際は非常に難しい。該干渉計の該シーダブリュー成分は該基準ミラーが走査される時にｘの非常に精密な測定が行われることを可能にする。特定の好ましい実施例では、該サンプルの２つのインターフエース間の距離を決定するために、ｘ１が図１に示す第１インターフエースまでの距離に等しい場合と、ｘ２（ｘ２＝ｘ１＋ｎＬここでｎは該サンプルの屈折率である）が該第２インターフエースまでの距離に等しい場合との間で起こったシーダブリュー干渉縞の数のカウントが行われる。図３はサンプル内の２つの反射するインターフエースに付随するヘテロダイン信号を図解する。該低コヒーレンス波長を調整することは該インターフエース付近で該ヘテロダイン信号７８、８０を圧縮する８２，８４。
【００３５】
第２に、該インターフエースの位置測定用の前に説明した方法は、もし該反射過程に付随する位相シフトがあれば、部分的に失敗するかも知れない。例えば、該面が金属性であるなら、該位相シフトは些細ではなく、該ヘテロダイン信号の位相は丁度ｘ＝ｘ１の時何等かの他の値を呈する。従来の方法は正しい干渉縞がｘ＝ｘ１である所で識別されることを可能にするが、しかしながら、波長未満の感度（sub-wavelength sensitivity）は危うくされる。該シーダブリューヘテロダイン信号の存在は該エイチピーアイ法を介して差位相（difference phase）が見出されることを可能にする。この値の知識は高レベルの感度でインターフエースの位置測定を可能にする。
【００３６】
該エイチピーアイ法の原理は７７５ｎｍの波長で、厚さＬ、そして屈折率、ｎ７７５ｎｍ、のサンプルの例示的実施例により図解される。該サンプルの２つのインターフエースは該ビームスプリッターからそれぞれ光学距離ｘ１とｘ２（ここでｘ２＝ｘ１＋ｎ７７５ｎｍＬ）にある。該方法は、該光学距離間隔（optical distance separation）が該コヒーレンス長さより大きい、例えば、典型的に、該低コヒーレンス光源の１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間にある、場合のみ働くことを注意する。さもないと、該インターフエースに付随する該コヒーレンス位相信号は一緒に合体し、不精確なインターフエース位置測定に帰着する。説明の明瞭さのため、反射に付随する位相シフトの組み込みは後まで延期する。
【００３７】
図４は数学的説明を図解する画像（scan）である。該画像は２つのインターフエースを有するサンプルのものである。信号１００は低コヒーレンスヘテロダイン信号である。掃引線１０２はΨＣＷ（ｘ）である。拡大図１０４は位相縞を示す。各縞はλＣＷの光学距離に対応する。ΨＤ（ｘ）の下部掃引線はΔの２つの異なる値に於けるものである。矢印１０６，１１０は位相交叉点（phase crossing points）を示す。縦軸はラデイアン（radians）で表す。基準ミラーが走査されると、該低コヒーレンスヘテロダイン信号の位相は下記で与えられ、
【００３８】
【数８】
2005513429.tif 000010
【００３９】
ここでＲＬＣ、ｊは低コヒーレンス波長でインターフエースｊの反射率、ｋは光学的波数、ａ＝４ｌｎ（２）／ｌｃ、ｌｃはコヒーレンス長さ、ｘは該ビームスプリッターからの基準ミラーの距離、そしてｈｃ（ｘ）は｜ｘ｜＜２ｌｃであれば１、さもなければ０の値を取る区分的連続関数（piecewise continuous function）である。該指数で２の係数は戻り反射構造内の光路の実効的２倍化のためである。式（３）は位相はノイズのためにコヒーレンス包絡線（coherence envelopes）を遙かに超えると測定出来ない事実を反映している。モデル化されたコヒーレンス包絡線はプロフアイルでガウス型であるが、同じ位相処理は何等かのゆっくり変化する包絡線のプロフアイルについても有効である。
【００４０】
シーダブリューヘテロダイン信号の位相は下記で与えられ、
【００４１】
【数９】
2005513429.tif 000011
【００４２】
ここでＲＣＷ、ｊは該シーダブリュー波長でのインターフエースｊの反射率、ｎ１５５０ｎｍは該サンプルの屈折率、
【００４３】
【数１０】
2005513429.tif 000012
は該ビームスプリッターからのそれぞれ有効平均反射率と距離である。もし該２つの光源の中心波長が
ｋＬＣ＝２ｋＣＷ＋Δ                                    （５）
、ここでΔは小さな意図的に追加されたシフトであるが、上記のように選ばれたなら、その形の差位相、ΨＤは下記の様に得られる。
【００４４】
【数１１】
2005513429.tif 000013
【００４５】
上記量は間隔（ｘ２−ｘ１）内の縞の近似数と、波長未満の精度を提供する分数縞と、の両者を提供する。
【００４６】
パラメーターΔが（約１−２ｎｍの波長シフトに対応して）少しの量だけ変えられると、ΨＤ（ｘ）の傾斜はｘ＝ｘ１及びｘ＝ｘ２である点の周りに旋回する（pivots）。換言すれば、Δの異なる値での位相走査はそれらの点で交叉する。ｘ１からｘ２までの光学距離は、該２つの位相交叉点間でΨＣＷ（ｘ）が通過する縞を数えることにより見出され得る。この様に見出された量の２倍はＳｆｒｉｎｇｅにより表され、それは整数値でなく、該低コヒーレンス波長での縞の数に対応する。１つのインターフエース用に多数の位相交叉点が起こる場合は、該インターフエースの位置に対応する点は、Δの追加値での多数の走査を行うことにより見出される。該インターフエースの位置はΨＤ（ｘ）が全てのΔ値について交叉する位置のみである。
【００４７】
該位相シフト情報は該インターフエース間隔を更に突き止める（localize）ため使われる。特に、ｘ＝ｘ１とｘ＝ｘ２での位相シフト間の差は下記である。
【００４８】
【数１２】
2005513429.tif 000014
【００４９】
これは分数縞（fractional fringe）を高感度で測定する。
【００５０】
絶対的な光学的間隔（ｘ２−ｘ１）はＳｆｒｉｎｇｅとＳｐｈａｓｅから下式により精密に決定され得る。
【００５１】
【数１３】
2005513429.tif 000015
【００５２】
ここでΔＳ＝ｒｅｓ（Ｓｆｒｉｎｇｅ）−Ｓｐｈａｓｅであり、Ｕ（）は単位階段関数（unit step function）である。ここで、ｉｎｔ（）とｒｅｓ（）は偏角（argument）のそれぞれ整数部分と分数部分を表す。該第１項はＳｐｈａｓｅとＳｆｒｉｎｇｅの分数部分との間の誤差を最小化することにより正しい整数の数の縞までの光学距離を突き止める。光学的間隔決定の誤差はＳｐｈａｓｅの測定誤差によってのみ制限される。実験では、この様な誤差は約５ｎｍの（ｎ７７５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄ内の誤差に変換される。Ｓｆｒｉｎｇｅの測定誤差は正しい干渉縞が確立され得るように縞の半分より小さいことだけが必要であり、この基準を充たすと、それは（ｎ７７５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄ内に入らない。最大の測定可能な光学距離は、交差点間の縞を精確に数える該システムの能力と、該光源の周波数安定性と、に左右されるのみである。
【００５３】
上記式は正しい縞と分数縞を見出す方法の凝縮された表現である。操作は、下記例と、ＳｐｈａｓｅとＳｆｒｉｎｇｅに基づく見積もり間の誤差を最小化する値を選ぶことによる（ｎ７７５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄの正しい見積もりの決定を示す図５と、を通して図解される。ＳｆｒｉｎｇｅとＳｐｈａｓｅとは２６．７と０．１１１であると仮定する。Ｓｐｈａｓｅの測定から、該値の光学距離は下記であり
【００５４】
【数１４】
2005513429.tif 000016
【００５５】
ここでａは整数である。Ｓｆｒｉｎｇｅの値が与えられると、（ｎ７５５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄのあり得る値は次の３つの値：λｃｗ・（２５．１１１）／４、λｃｗ・（２６．１１１）／４，λｃｗ・（２７．１１１）／４、に限定され得る。λｃｗ・（２７．１１１）／４の値がλｃｗ・（Ｓｆｒｉｎｇｅ）／４に最も近いなら、それが（ｎ７７５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄの正しい見積もりである。
【００５６】
調波的に関係付けられた光源に基づく干渉計実験についての好ましい実施例で、適当に選ばれた対の光源と、差位相抽出の方法とは、さもなければ高精度光学距離測定を不可能にする、該干渉計内ジッター（jitter）の影響の最小化、好ましくは除去を可能にする。ジッターの除去は又異なる時刻に行われる走査の比較を可能にする。
【００５７】
該方法の好ましい実施例の能力を示すために、該システムが、物理的厚さ、Ｌ＝２３７±３μｍを有する溶融水晶カバースリップ（fused quartz cover slip）の頂面と底面の間の光学距離を調べるために使われる。この実施例では、その第１インターフエースからの反射に付随してπの位相シフトがあり、それは正の屈折率移行をマークする（marks a positive refractive index transition）。従って、式（１）と（２）内に係数ＲＬＣ、１とＲＣＷ、１とに付随されるｅ−ｉπ項がある。これはＳｆｒｉｎｇｅとＳｐｈａｓｅについての半分の修正係数に帰着する。図４は７７３．０ｎｍと７７７．０ｎｍのＬＣ波長で典型的画像（typical scans）の結果を示す。４つの画像の結果は水晶カバースリップのピース上での（ｎ７７５ｎｍＬ）の測定を表す表１に抄録される。該実験データの再現性は該光源が周波数で充分安定していることを示す。
【００５８】
【表１】
2005513429.tif 000017
【００５９】
該実験データはナノメートル未満の精度で光学的絶対距離測定をもたらす。見出された光学距離は低コヒーレンス光源に付随する。シーダブリューヘテロダイン信号は光学的尺度として役立つ。もし該水晶カバースリップのＬが精密に知られていれば、波長７７５．０ｎｍに於ける水晶についてのｎ７７５ｎｍは（ｎ７７５ｎｍＬ）ｍｅａｓｕｒｅｄから非常に高い精確度で見出し得る。
【００６０】
代わりに、Ｌの精確な値を知ること無しに、これらの波長での低コヒーレンス光とそれらのそれぞれの高調波でのシーダブリュー光とを用いて対応する光学距離を測定することにより２つの異なる波長での屈折率比が決定出来る。低コヒーレンス波長の範囲を用いて、材料の分散プロフアイルが精確に決定出来る。該分散プロフアイルは種々の波長での屈折率差を地図化する（maps out）。好ましい実施例に依る実験結果は、約１ｍｍの厚さのサンプルで約７桁の有効数字の精度（a precision of approximately seven significnat figures）が達成されると予測している。
【実施例２】
【００６１】
もう１つの好ましい実施例では、該システムの光源は１５５５．０ｎｍで放射する低コヒーレンススーパールミネセントダイオード（low coherence superluminescent diode）｛エスエルデー（SLD）｝と、７７５ｎｍで放射するチタンサフアイアレーザーと、に換えられた。該エスエルデーを通る動作電流を調整することにより、中心波長は約２ｎｍだけ変えられ、これは位相交叉（phase crossing）を達成するのに好適である。本発明のシステムのこの好ましい実施例を使って、１５５０．０ｎｍで光学距離が測定出来る。この測定の結果と前の測定との比を取って、水晶用の屈折率の比ｎ７７５ｎｍ／ｎ１５５０ｎｍが決定出来る。見出された屈折率比が該好ましい実施例で使われた光源により調波的に関係付けられた波長に関したものであることは注意されるべきである。他の波長についての屈折率比は他の適当な選択の光源を用いて測定出来る。比較用に、種々の材料についてのｎ７７５ｎｍ／ｎ１５５０ｎｍの測定としてガラスとアクリルプラスチック用の対応するデータが表２に作表されている。
【００６２】
【表２】
2005513429.tif 000018
【００６３】
低コヒーレンス波長がシーダブリュー波長のそれの半分である時に使われる式の幾つかはここで前に示された式と僅かに異なることを注意すべきである。例えば、
【００６４】
【数１５】
2005513429.tif 000019
【００６５】
２π曖昧性を克服するための方法の好ましい実施例は、薄膜固体材料の高精度深さ範囲決定（high precision depth ranging）と高精度屈折率決定の様な応用に可成り有用である。
【００６６】
好ましい実施例の使用はガラスの厚板の考え方を通して図解され得る。該システムから該ガラス厚板の平均中心までの距離を非常に精確に測定出来るシステムが存在する。又該ガラス表面の粗さを非常に精確に測定出来るシステムも存在する。本発明のシステムの好ましい実施例は該ガラス厚板端面（glass slab end-face）の厚さをナノメートル感度で測定する。
【００６７】
該光学距離を決定する方法の好ましい実施例の実施の過程が図６Ａと６Ｂのフローチャート１２４で図解される。該方法１２４は、その１つがシーダブリュー源であり、もう１つが低コヒーレンス源である、マイケルソン干渉計の２つの調波的に関係付けられた光源の使用を含む。そのインターフエース間で光学距離が測定される必要があるサンプルは、過程１２６で、信号干渉計アームの端部反射器（end reflectors）として使用される。該基準干渉計アームの基準ミラーが過程１２８で走査される。該方法は信号及び基準アームからの反射が組み合わされ、波長により分離される過程１３０を含む。更に過程１３２により該組み合わせ光の強度のヘテロダイン発振が検出される。次いで両波長についてのヘテロダイン信号の位相が、過程１３４で、例えば、ヒルベルト変換か又は何等かの代わりの位相抽出法を介して見出される。その長い波長の位相をその短いものから２回引き算することにより与えられる差位相が過程１３６で走査全体について評価される。該走査は、過程１３７で、僅かに同調を外された光の波長（wavelength of the light being slightly detuned）で繰り返される。次いで過程１３０−１３６が繰り返される。
【００６８】
次いで過程１３８で該２つの走査から見出された該２つの差位相は、該基準ミラーの変位を表すｘ軸を有するグラフ上に相互に重ね合わされる。差位相の抽出は又、適当な光源、又は有色フイルター（chromatic filter）、又は１つの走査に関するソフトウエア／ハードウエア信号処理（software/hardware signal processing on a single scan）でも行われ得ることを注意すべきである。
【００６９】
方法１２４の次の過程は過程１４０による該サンプルのインターフエースの位置をマークするためにグラフ上で位相交叉点を決める過程を含む。該２つの交叉点間で該シーダブリュー光に付随するヘテロダイン信号が２πだけ重なり合う回数を数えることにより、過程１４２で該インターフエース間の光学的間隔が、概略で分数の波長、例えば、約０．２までの精確さで決定される。該交差点での差位相を測定することによる、非常に小さい分数の波長、例えば、約０．００１までの該間隔の更なる位置測定及び／又は精細化が行われる。
【実施例３】
【００７０】
光学距離を測定するシステムの略図的線図である図７で図解されるもう１つの好ましい実施例では、該低コヒーレンス光源はバンド幅は充分にブロード（broad）で、例えば、４ｎｍより大きくてもよい。該検出端部では、２つの検出器１６６，１７６に第３の検出器１７４が追加される。これは該低コヒーレンス光信号１６８が更に２つに分割されることに帰着する。該検出器に到着する前に、該２つの光ビームは異なるフイルター１７０，１７２を通過する。該フイルターは該スペクトラムの異なる部分を透過させる。１つはより長い波長のスペクトル成分を送り、一方第２はより短いスペクトル成分を送る。好ましくは該２つの透過したビームがそれらのスペクトラムで２ｎｍより大きく分離されるのがよい。
【００７１】
次いで該光ビームは該検出器（複数）に入射し、それらのヘテロダイン信号は図１に関連して論じられた仕方で処理される。代わりの好ましい実施例のこの方法の利点は該方法が調整された低コヒーレンス波長を用いた該処理の繰り返しを排除することである。該２つの信号は同じ走査で取得される。
【００７２】
図８ａと８Ｂは本発明の好ましい実施例により光学距離を測定する代わりの方法のフローチャート１８４を図解する。該方法１８４は、その１つがシーダブリュー源であり、もう１つが低コヒーレンス源である干渉計の２つの調波的に関係付けられた光源の使用を含む。過程１８６で、該光学距離が測定される必要があるサンプルは信号干渉計アームの端部反射器として使用される。過程１８８で基準干渉計アームの基準ミラーが走査される。該方法は更に該信号及び基準アームからの反射を組み合わせ、それらを波長により分離する過程１９０を有する。過程１９２で、該低コヒーレンス波長はフイルターを使って更に分離される。該方法１８４は少なくとも３つの検出器で該ヘテロダイン発振を検出する過程１９４を含む。次の過程１９６は該組み合わされた光の強度内のヘテロダイン発振を検出する過程を有する。次いで過程１９８で両波長用のヘテロダイン信号の位相は、例えば、ヒルベルト変換又は何等かの代わりの位相抽出方法を介して見出される。次いで過程２００で該シーダブリュー信号での各低コヒーレンス信号についての差位相が評価される。
【００７３】
次いで過程２０２で該２つの差位相は、基準ミラーの変位を表すｘ軸を有するグラフ上で相互に重ね合わされる。残りの過程２０４，２０６、２０８は図６Ｂに関連して論じられた過程１４０，１４２，１４４と同様である。
【００７４】
該方法の好ましい実施例は任意の長さの光学距離をナノメートル未満の精度で絶対的に測定するため使用出来る。該システムの好ましい実施例は自由空間ベース又はフアイバーベースとすることが出来る。図９は光学距離を測定するフアイバーベースのシステムの好ましい実施例を図解する。
【００７５】
入力光２５６はフアイバー２５１内を進む、近似的に調波的に関係付けられた波長λ１を有する低コヒーレンス光と、波長λ２を有するシーダブリュー光ビームと、を備える。該複合ビームは２つに分けられ、該信号の１つの部分は目標レンズ２５４とサンプル２５２に入射し、フアイバー２６３内を進む一方もう１つはレンズ２６８経由で基準ミラー２６６に入射し、フアイバー２５１内を進む。該基準ミラーの運動は反射ビーム上にドップラーシフトを導入する。該反射されたビームは再組み合わせされ、次いで２色ミラー（dichroic mirror）２５８によりそれらの成分波長の成分に分離される。これらの波長成分は光検出器２６０，２６２で別々に測定される。それらのそれぞれのドップラーシフトされた周波数の最終ヘテロダイン信号はそれらのそれぞれの中心ヘテロダイン周波数付近でバンドパスされ、ヘテロダイン信号の対応する位相、ΨＣＷとΨＬＣを抽出するためにヒルベルト変換される。
【００７６】
該好ましい実施例の方法は精密な光学距離測定を行うため使用出来る。この様な測定値から、目標対象の光学特性が精確に測定され得る。該目標の分散プロフアイルを測定することにより、該目標の構造的及び／又は化学的特性が評価され得る。生体臨床医学の背景では、本発明の好ましい実施例は非接触的又は非侵襲性の仕方で生物学的組織の分散特性を精確に決定するため使用出来る。この様な分散の決定は眼の角膜又は房水に関して使用され得る。達成される感度はブドウ糖濃度に依る光学的変化を検出するのに充分である。本発明の方法の好ましい実施例では、血糖値レベルが眼の房水、硝子体液か又は角膜か何れか（either the aqueous, vitreous humor or the cornea of the eye）の分散プロフアイルの非侵襲性測定を通して決定され得る。
【００７７】
前に論じた様に、位相ベースの干渉計法は光学距離を非常に感度高く測定出来る。しかしながら、それらは２π曖昧性問題として斯界で広く知られる問題によりそれらの応用に於いて限定されるのが典型的である。この問題の核心は１０．１波長の長さを１１．１波長の長さから区別することが不可能であることである。本発明の好ましい実施例はこの限定を克服し、絶対的光学距離測定をナノメートル未満の精確さで可能にする。
【００７８】
光学距離の変化を近似的にｎｍ範囲の感度で測定する数多くの位相ベースの方法がある。該変化が小さく、緩慢である限り、該変化は連続的に追跡出来る。近似的に数マイクロメートル内の、反射器感度の異なる複数インターフエースから反射される光の、検出器での到着の遅延を追跡することにより絶対的光学距離を測定する低コヒーレンス法は存在する。前に論じた様に、干渉計に於けるシーダブリューと低コヒーレンス光源の同時使用は光学距離を測定する方法を提供する。該２つの波長に付随する信号のヘテロダイン位相は内在的に関連付けられている。好ましい実施例について該位相を処理することにより、運動性ノイズ（motional noise）が最小化され、我々の測定から好ましく除去される。
【００７９】
好ましい実施例の応用は眼の硝子体液及び／又は房水の屈折率（refractive index of the vitreous and/or aqueous humor of the eye ）の測定を用いるブドウ糖レベル（glucose level）決定である。この技術の感度は臨床的に関連のある感度で化学的濃度を測定する能力を与える。好ましい実施例の方法のより明らかな応用の１つは眼で行われた測定を通しての血糖値レベル（blood glucose level）の決定である。眼の中の流体のブドウ糖レベルは臨床的に重要でない時間遅延で血液のそれを反映する。
【００８０】
好ましい実施例の方法は図１０で図解された少なくとも２つの別々のセットの波長で眼の硝子体液及び／又は房水の層の光路長さを測定する。該方法は該低コヒーレンス波長での屈折率と、２つのインターフエース間の物理的間隔と、の積を測定する。該低コヒーレンス光源の波長を変えることにより（そして釣り合わせるように該シーダブリューの波長を適当に変えることにより）、異なる波長での屈折率差が測定される。例えば、Ｌが該測定点での硝子体液及び／又は房水の物理的厚さであるｎ５００ｎｍＬを抽出するために同調可能な５００ｎｍ低コヒーレンス光源と１マイクロメートルシーダブリュー光源とを用いた１セットの実験が行われる。ｎ９００ｎｍＬを抽出するために同調可能な９００ｎｍ低コヒーレンス光源と１８００ｎｍシーダブリュー光源とを用いたもう１セットの実験が行われる。これらの２つの測定値の比を取ることにより、該硝子体液及び／又は房水の屈折率比、ｎ５００ｎｍ／ｎ９００ｎｍが抽出される。現在の感度、例えば、０．５ｎｍ光路感度を用いれば、該システムの好ましい実施例の、１０−８感度を有する比ｎ５００ｎｍ／ｎ９００ｎｍが人間の硝子体液及び／又は房水のそれに等しい厚さの材料について測定出来る。これは約０．２５ｍｇ／ｄｌのブドウ糖レベルの変化に対して該感度を提供する。典型的血糖値レベルが約１００ｍｇ／ｄｌとすれば、本発明の好ましい実施例は血糖値評価に極めて好適である。光学的波長の選定には柔軟性があり、上記で使われた波長は単に図解目的用に過ぎない。最大感度用には、好ましくは波長間隔は出来るだけ広いのがよい。好ましい実施例は５００ｎｍより大きい間隔を有する。
【００８１】
硝子体液及び／又は房水内で変化する他の化学物質（chemicals）の存在のためにこの様な屈折率比が絶対的血糖値レベル決定用に不充分な場合、より完全な範囲の光路長さ測定が他の波長範囲で行われることが可能である。より完全な測定のこのセットは、該測定をブドウ糖及び他の化学物質の既知の分散プロフアイルに適合させることによりブドウ糖レベル及び他の化学物質濃度の決定を可能にする。
【００８２】
本発明の好ましい実施例は半導体製造での測定技術として応用され得る。該方法の好ましい実施例は非接触性及び非破壊的なので、半導体構造体の厚さを、それらが製造されつつある時にモニターするため使用され得る。加えて、該半導体構造体の組成が、該硝子体液及び／又は房水測定の特徴付けに関して論じられたと非常に同じ様な仕方で評価され得る。
【００８３】
請求項はその趣旨で述べられていない限り説明された順序及び要素に限定されると読まれるべきでない。従って、別記請求項及びそれの均等物の範囲と精神に入る全ての実施例は本発明として請求される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明により光学距離を測定するシステムの好ましい実施例の略図的線図である。
【図２】好ましい実施例により反射インターフエースに付随する低コヒーレンスヘテロダイン信号を図解しており、該低コヒーレンス波長の調整は（該低コヒーレンス源の中心波長の調整方向に依り）該インターフエース付近の該ヘテロダイン信号を圧縮するか又は拡げる。
【図３】好ましい実施例によりサンプル内の２つの反射インターフエースに付随するヘテロダイン信号を図解しており、該低コヒーレンス波長の低減は該インターフエース付近の該ヘテロダイン信号を圧縮する。
【図４】本発明の好ましい実施例に依る２つのインターフエースを有するサンプルの画像（scan）を図解しており、（ａ）は低コヒーレンスヘテロダイン信号を示し、（ｂ）は掃引線（trace）であり、拡大図は位相縞を示し、各縞はλＣＷの光学距離に対応し、（ｃ）はΔの２つの異なる値での掃引線であり、矢印は位相交叉点を示し、縦軸はラデイアンで示されている。
【図５】本発明の好ましい実施例により、ＳｐｈａｓｅとＳｆｒｉｎｇｅに基づく見積もり間の誤差を最小化する値を選ぶことにより測定された（ｎ７５５ｎｍＬ）の正しい見積もりを決定する方法を図解する。
【図６Ａ−６Ｂ】本発明の好ましい実施例により、光学距離を測定する方法を図解するフローチャートである。
【図７】本発明に依り光学的距離を測定するシステムの代わりの好ましい実施例の略図的線図である。
【図８Ａ−８Ｂ】本発明の好ましい実施例に依り光学的距離を測定する代わりの方法を図解するフローチャートである。
【図９】ガラス厚板（glass slab）、組織のサンプル又は層の様な光透過材料の厚さを測定するフアイバーベースのシステムの好ましい実施例を略図式に図解する。
【図１０】本発明に依る硝子体及び／又は房水ブドウ糖測定システムで使用される本発明の好ましい実施例を図解する。
【図１】
2005513429.tif 000020
【図２】
2005513429.tif 000021
【図３】
2005513429.tif 000022
【図４】
2005513429.tif 000023
【図５】
2005513429.tif 000024
【図６Ａ】
2005513429.tif 000025
【図６Ｂ】
2005513429.tif 000026
【図７】
2005513429.tif 000027
【図８Ａ】
2005513429.tif 000028
【図８Ｂ】
2005513429.tif 000029
【図９】
2005513429.tif 000030
【図１０】
2005513429.tif 000031
【国際調査報告】
2005513429.tif 000032
2005513429.tif 000033
2005513429.tif 000034