(57)【要約】【課題】波長掃引の中心波長、掃引波長範囲が長時間にわたって安定した波長掃引光源によって、再現性の高いＳＳ−ＯＣＴ計測を提供する。【解決手段】一方の端面が光偏向器を介して回折格子および端面鏡から構成される波長フィルタに結合され、他方の端面が出力結合鏡に相対している利得媒質を含み、前記端面鏡と前記出力結合鏡との間で光共振器を構成する波長掃引光源であって、前記光偏向器は、入射される入射光を前記回折格子の溝を横切る方向に偏向させて、出力光の波長を可変する波長掃引光源において、前記出力光のうち特定の波長の光を検出して、波長モニタ信号を出力する波長モニタを備え、波長掃引時において前記波長モニタ信号を測定して、前記特定の波長の光が出現する時刻が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面が光偏向器を介して回折格子および端面鏡から構成される波長フィルタに結合され、他方の端面が出力結合鏡に相対している利得媒質を含み、前記端面鏡と前記出力結合鏡との間で光共振器を構成する波長掃引光源であって、前記光偏向器は、入射される入射光を前記回折格子の溝を横切る方向に偏向させて、出力光の波長を可変する波長掃引光源において、
前記出力光のうち特定の波長の光を検出して、波長モニタ信号を出力する波長モニタを備え、
波長掃引時において前記波長モニタ信号を測定して、前記特定の波長の光が出現する時刻が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御することを特徴とする波長掃引光源。
【請求項２】
前記光偏向器は、
電気光学結晶と、
前記電気光学結晶の対向する面に形成された２つの電極と、
前記電極を介して前記電気光学結晶内に電界を形成するための制御電圧を出力する制御電圧源とを備え、
前記制御電圧により形成される電界の方向に略垂直な光軸に沿って入射される入射光を、前記電界に平行な方向に偏向させて、前記出力光の波長を可変することを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源。
【請求項３】
前記制御電圧源から前記光偏向器の前記電気光学結晶に印加する制御電圧のうち、ＤＣバイアス電圧をフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の波長掃引光源。
【請求項４】
前記光偏向器の前記電気光学結晶の温度をフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の波長掃引光源。
【請求項５】
前記光偏向器の前記電気光学結晶に照射する紫外光の強度をフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の波長掃引光源。
【請求項６】
前記波長モニタは、分光素子を用いて前記特定の波長の光を検出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の波長掃引光源。
【請求項７】
前記波長モニタは、前記出力光のうち２つの波長の光を検出し、
前記２つの波長の光が出現する時刻の中点の時刻が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御することを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源。
【請求項８】
前記２つの波長の光が出現する時刻の時間差が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御することを特徴とする請求項７に記載の波長掃引光源。
【請求項９】
前記２つの波長の光の一方または両方の出現時刻が、前記光偏向器の前記電気光学結晶に印加する印加電圧に同期したトリガ信号に対して時間差が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御することを特徴とする請求項７に記載の波長掃引光源。
【請求項１０】
前記電気光学結晶は、ＫＴＮ（ＫＴａ1-xＮｂxＯ3（０＜ｘ＜１）：タンタル酸ニオブ酸カリウム）結晶、またはＫＴＮ結晶にリチウムを添加したＫＬＴＮ（Ｋ1-yＬyＴａ1-xＮｂxＯ3（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１））結晶であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに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、波長掃引光源に関し、より詳細には、ＫＴＮを使用した光偏向器を用いた波長掃引光源であって、波長掃引の中心波長、掃引波長範囲の再現性が高い波長掃引光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長掃引型レーザ光源は、例えば、ミクロンオーダーの空間分解能で生体表皮下の断層イメージを取得できる計測技術として知られている光コヒーレントトモグラフィ（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）に適用することができる。ＯＣＴには、断層イメージを取得する複数の方法が存在する。そのうち、光源の波長掃引を行う波長掃引型レーザ光源を用いたＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：Swept Source-OCT）は、イメージ取得の高速性において大きな利点を有する。ＳＳ−ＯＣＴでは、光源の波長が連続的に掃引される。光源からの光の波長掃引を行うことによって、１つの検出器を使用して、時分割で各波長の信号を検出できる。すなわち、時間によって波長分割を行って、検出器を１つで済ませることができる。
【０００３】
波長掃引型レーザ光源を用いたＯＣＴ用光源は、高速で波長を変化させることが必要であるとともに、瞬時発振スペクトルの幅を狭くすること、および、波長掃引範囲が広いことが必要である。ＳＳ−ＯＣＴにおいて、高速の波長掃引が可能になると、高速の画像処理、血流観測、および酸素飽和濃度の変化等の動的解析ができる。また、ＳＳ−ＯＣＴにおいては、瞬時の発振スペクトルが狭線幅化することによって、生体表皮下の観察可能な深度を深くすることができる。ＳＳ−ＯＣＴでは、広範囲の波長掃引によって高分解のイメージを取得することができる。
【０００４】
さらに、臨床診断においては、観察対象の動きの影響を受けずに、鮮明な断層イメージを得るために、上記の高速性とともに、長時間安定動作する波長掃引型レーザ光源が求められている。
【０００５】
高速で広帯域の走査が可能なレーザ光源として、外部共振器型レーザ光源が知られている。一般的な外部共振器型レーザ光源は、半導体等の利得媒質と、外部ミラーとを配置し、これらが外部共振器を構成している。そして、利得媒質と外部ミラーとの間に設けられたバンドパスフィルターを利用して、特定の波長のみを発振させている。バンドパスフィルターでは、透過波長を連続的に変化させてレーザ発振波長を連続的に掃引している。レーザ共振器内に備えられている波長分散素子と光偏向器との機能によって、バンドパスフィルターの透過波長は、変化するように制御される。波長分散素子としては、例えば、回折格子やプリズムがある。光偏向器としては、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）、音響光学偏向器、電気光学偏向器等がある。
【０００６】
電気光学偏向器の一つである、タンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴａ1-xＮｂxＯ3（０＜ｘ＜１）、Ｋ1-yＬｉyＴａ1-xＮｂxＯ3（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）：以下、総称してＫＴＮという）結晶を用いたＫＴＮ光偏向器は、高速で偏向動作し、かつ低電圧動作が可能である。ＫＴＮ光偏向器と回折格子とを組み合わせ、高速な波長掃引光源が実現されている。
【０００７】
図１に、従来のＫＴＮ光偏向器を用いた波長掃引光源の構成を示す。この波長可変光源は、ＫＴＮ光偏向器により光の進行方向を変えることによって、発振波長を切換える構成であり、例えば、非特許文献１に開示されている。この波長可変光源は、利得媒質として光半導体増幅素子（ＳＯＡ）が用いられている。以下、波長可変光源の構成と動作について説明する。
【０００８】
波長可変光源１００において、利得媒質１０１は、集光レンズ１０３およびコリメートレンズ１０２の間に配置されている。利得媒質１０１は、コリメートレンズ１０２、電気光学偏向器１０６を経て、回折格子１０４および直入射する端面鏡１０８から構成される波長フィルタに結合されている。集光レンズ１０３は、出力結合鏡１０５に相対している。出力結合鏡１０５と端面鏡１０８とを両端部とする光共振器が構成される。出力結合鏡１０５から、光共振器のレーザ作用による出力光１０７が得られる。出力光１０７の波長を、電気光学偏向器１０６により光の進行方向を変え、波長分散素子である回折格子１０４への入射角θを変えることによって変化させる。すなわち、回折格子１０４の溝を横切る方向に偏向することによって、入射角が変化することにより、光共振器における発振波長を選択することができる。
【０００９】
出力光１０７の波長選択は、電気光学偏向器１０６に結線された制御電圧源１０９の電圧により行われる。電気光学偏向器１０６に対する印加電圧を制御して、図１のｘ軸方向（出力光１０７の光軸（ｚ軸）に垂直な方向）の電界を変化させることによって行われる。すなわち、電気光学偏向器１０６に与えられる電界の変化により電気光学偏向器１０６で屈折率の変化が誘起される。その結果、利得媒質１０１から回折格子１０４へ出力される光束が、電気光学偏向器１０６を通過する際に、屈折率の高い方へ曲がり、光束の回折格子１０４への入射角が変化する。このようにして、電気光学偏向器１０６への印加電圧を変えることによって、可動部の介在なしに高速な波長変化が実現されている。
【００１０】
しかしながら、従来のＫＴＮ光偏向器を用いた波長可変光源では、ＫＴＮ光偏向器を長時間にわたって偏向動作させた場合、ＫＴＮ光偏向器の動作状態が徐々に変化し、波長掃引光源の光出力、掃引波長帯域、コヒーレンス長が減少してしまう問題があった。そこで、特許文献１に記載された波長可変光源では、光源の長時間安定性を確保するために、ＫＴＮ光偏向器への印加電圧として、波長掃引のための交流（ＡＣ）電圧に加えて直流（ＤＣ）のバイアス電圧を重畳し、ＫＴＮ結晶の内部全体にわたって電子の量を一定にしている。これによって、７２時間以上の安定動作が可能なことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１５−１４２１１１号公報
【特許文献２】国際公開第２００６/１３７４０８号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Y. Okabe, et al. "200 kHz swept light source equipped with KTN deflector for optical coherence tomography," Electron. Lett. 48, 201-202 (2012).
【非特許文献２】S. H. Yun, et al. "High-speed optical frequency-domain imaging," Opt. Express 11, 2953-2963 (2003).
【非特許文献３】Y. Yasuno, V. D. Madjarova, S. Makita, and K. Chan, "swept-source optical coherence tomography for in vivo investigation of human anterior eye segments," Opt. Express 13, 10652-10664 (n.d.).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
誘電体結晶に電圧を印加したとき、結晶内の電流量は、空間電荷制御状態にある場合には、結晶の誘電率に比例する（例えば、特許文献２参照）。電流によって供給される電子と、熱や光などによってトラップサイトから励起される電子とのバランスによって、結晶内にトラップされる電子量が影響を受ける。ＫＴＮ結晶に備えられている温度制御素子（例えば、ペルチェ素子）の制御が及ばないような外気温の大きな変動があり、ＫＴＮ結晶の結晶温度が変化した場合には、誘電率も変化する。これにより、結晶内の電流量も変動し、結晶内への電子の供給量が変動することになり、結果として結晶内のトラップ電子量が変動する。トラップ電子量の変動により、内部電界も変化するので屈折率分布も変化することになる。ＫＴＮ結晶の光偏向は、屈折率分布を有する結晶内を光が透過する際に、屈折率分布に応じて、その進行方向が蓄積して変化することを利用している。従って、波長掃引の中心波長、掃引波長範囲が変動する。
【００１４】
ＳＳ−ＯＣＴにおいては、光源からの光出力を２分岐し、被測定物内からの反射光と参照光の干渉信号を計測する。反射光と参照光の光路長差に応じて、干渉信号の周波数が変化し、被測定物内の反射点の深度、位置を得ることができる。被測定物への入射位置を２次元的にスキャンし、各々の点での反射点の情報をつなぎ合わせることにより、断層画像を形成することができる。
【００１５】
被測定物の屈折率をｎ、反射点までの物理的な距離をＬとすると、ＳＳ−ＯＣＴ計測にて得られる干渉信号は、ｎ×Ｌの光路長に対応する。さらに、被測定物の屈折率が波長依存性を持ち、ｎ（λ）と書き表すと、計測する干渉信号はｎ（λ）×Ｌである。このとき、波長掃引光源の中心波長が変化すると、計測するｎ（λ）×Ｌの値が波長に応じて変化してしまう。また、ＳＳ−ＯＣＴ計測における被測定物の深さ方向の空間分解能δｚは、非特許文献２によれば、
【００１６】
【数１】
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【００１７】
である。λ0は波長掃引時の中心波長である。波長掃引光源の波長掃引帯域Δλが変化すると、Δλに応じて、計測毎に空間分解能が変化してしまう。従って、取得するＳＳ−ＯＣＴ画像においても、鮮明さが画像ごとに変化してしまう。つまり、波長掃引光源の中心波長、波長掃引帯域の変化によって、被測定物に変化が無くとも、一定のＯＣＴ画像が得られなくなり、安定したＳＳ−ＯＣＴ計測を阻害することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の目的は、波長掃引の中心波長、掃引波長範囲が長時間にわたって安定した波長掃引光源によって、再現性の高いＳＳ−ＯＣＴ計測を提供することにある。
【００１９】
本発明は、このような目的を達成するために、一実施態様は、一方の端面が光偏向器を介して回折格子および端面鏡から構成される波長フィルタに結合され、他方の端面が出力結合鏡に相対している利得媒質を含み、前記端面鏡と前記出力結合鏡との間で光共振器を構成する波長掃引光源であって、前記光偏向器は、入射される入射光を前記回折格子の溝を横切る方向に偏向させて、出力光の波長を可変する波長掃引光源において、前記出力光のうち特定の波長の光を検出して、波長モニタ信号を出力する波長モニタを備え、波長掃引時において前記波長モニタ信号を測定して、前記特定の波長の光が出現する時刻が一定になるように、前記光偏向器をフィードバック制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、波長掃引光源の波長掃引の中心波長、掃引波長範囲を一定に保つことが可能となり、被測定物の波長分散の影響を受けずに、再現性の高いＳＳ−ＯＣＴ計測を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のＫＴＮ光偏向器を用いた波長掃引光源の構成を示す図である。
【図２】波長モニタの動作原理を説明するための図である。
【図３】ＫＴＮ光偏向器の偏向におけるＤＣバイアスによる偏向中心の変化を示す図である。
【図４】波長掃引の時間変化とＫＴＮ光偏向器に印加するＤＣバイアス電圧の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例１にかかる波長掃引光源の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２にかかる波長掃引光源の構成を示す図である。
【図７】実施例２における波長モニタの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
ＳＳ−ＯＣＴ計測に用いる波長掃引光源の出力光を分岐して、一方をＯＣＴ計測に用い、他方を波長モニタに入力する。波長モニタに入力された光は、掃引波長範囲の特定波長のみを透過・選択する波長選択素子を介して、フォトディテクタ（ＰＤ）によって受光される。このような波長選択素子として、グレーティング、プリズム、誘電体多層膜ミラーなどを用いることができる。波長をモニタする方法としては、ＰＤから出力された信号を、オシロスコープ等で観測し、特定波長の光の出現時刻を観測する。
【００２３】
ＰＤは、波長選択素子によって選択された光を検出すると、図２に示すように、波長掃引時に印加電圧に同期したトリガ信号を基準として、時刻ｔ１に波長モニタ信号を出力する。波長モニタ信号には、検出された光の波長の情報は有さないが、波長選択素子によって特定の波長λ１のみが検出されているので、波長掃引時の時刻ｔ１に特定の波長λ１が出力されていることを知ることができる。グレーティング、プリズム、誘電体多層膜ミラーは、これら素子への入射角度によって、透過・選択する波長を変化させることができるので、ＰＤにて検出する特定の波長を変化させることができる。
【００２４】
波長掃引光源は、上述したとおり、光共振器内に波長選択素子を有している。例えば、ＫＴＮ結晶などの電気光学結晶を光偏向器として用い、回折格子との組み合わせによって、波長選択素子を形成することができる。回折格子へ入射する光の波長と角度に応じて回折角度が決まり、光共振器内の利得媒質に帰還された波長において、レーザ発振する。このとき、光偏向器の偏向角度範囲に応じて、発振波長範囲が決定される。従って、偏向角や偏向幅の中心が変化した場合には、レーザ発振する範囲や中心波長が変化してしまう。
【００２５】
本実施形態においては、波長掃引時に特定の波長が出現する時刻を、波長モニタより検出する。波長掃引の間に出現する時刻が一定となるように、波長掃引光源の電気光学結晶に印加する電圧、温度をフィードバック制御する。
【００２６】
非特許文献３によれば、ＰＤからの電流ｉ（ｔ）は、被測定物の反射点が、反射光と参照光の光路長差Ｚ0となる深さの場合、
【００２７】
【数２】
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【００２８】
となる。ここで、ｋ（ｔ）＝２π／λ（ｔ）であり、波長掃引光源からの出力光における波長の時間変化λ（ｔ）によって、ＰＤにて検出される時間波形ｉ（ｔ）が決定される。ここで、波長掃引光源からの出力光における波長の時間変化λ（ｔ）が変化すれば、ｉ（ｔ）も変化するのは明らかである。
【００２９】
このことから、波長掃引光源の中心波長および掃引波長範囲を一定にすることにより、時間波形として計測される干渉波形内の周波数も安定化することができる。波長掃引光源の中心波長および掃引波長範囲を安定化することにより、ＳＳ−ＯＣＴ計測において、被測定物の波長分散によって実効的な反射点が変化するのを防げる。これにより、精度の高い計測を安定して行えるようになる。
【００３０】
図３に、ＫＴＮ光偏向器の偏向におけるＤＣバイアスによる偏向中心の変化を示す。ＫＴＮ光偏向器は、ＫＴＮ結晶２０１の対向する面に電極２０２，２０３が形成され、制御電圧源２０４から印加される電界に垂直に、光軸が設定されている。ＤＣバイアス電圧を変えることによって、入射光２１１に対して、低ＤＣバイアス時の出射光の中心軸２１２から、高ＤＣバイアス時の出射光の中心軸２１３へと変えることができる。電気光学結晶の誘電率などの変化によって結晶内への電子の供給量が変化すると、結晶内の屈折率分布が変化して、出射光の中心軸も変化するが、ＤＣバイアス電圧によって、これを補償することができる。ＫＴＮ光偏向器からの出射光の中心軸を一定にすることは、波長掃引光源内にて用いられる場合に、回折格子への入射角の中心を一定にすることであり、波長掃引時の中心波長を安定化することにつながる。
【００３１】
図４に、波長掃引の時間変化とＫＴＮ光偏向器に印加するＤＣバイアスの関係を示す。ＫＴＮ結晶の誘電率が一定の場合、印加するＤＣバイアス電圧を変化させて、出射光の偏向角の中心軸を制御することにより、波長掃引の時間変化を制御できることを示している。ＫＴＮ結晶の誘電率が変化した場合には、偏向角の中心軸の変化に伴って波長掃引の時間変化が時間方向にシフトする。ＳＳ−ＯＣＴ計測においては、波長掃引が行われている時間に干渉波形を取得し、一定の波長掃引幅と中心波長を利用して計測を行っている。従って、波長掃引の時間変化が時間方向にシフトしてしまうと、シフトした量に応じて干渉波形を取り込む時間をシフトさせなければならず、処理が煩雑になってしまう。
【００３２】
そこで、このような波長掃引の時間的なシフトを、ＫＴＮ光偏向器への印加電圧制御によって打消しておけば、常に同じ波長掃引の時間変化が得られる。このとき、ＳＳ−ＯＣＴ計測の干渉波形を取り込む時間を制御する必要はなく、ＳＳ−ＯＣＴ計測に用いられている波長掃引範囲も常に一定であるので、被測定物の波長分散によって実効的な反射点が変化するのを防ぐことができ、精度の高い計測を行うことができる。
【実施例１】
【００３３】
図５に、本発明の実施例１にかかる波長掃引光源の構成を示す。ＳＳ−ＯＣＴ計測用の光源は、１．３μｍ帯の波長可変光源３００を含む。波長掃引光源３００は、利得媒質として半導体光増幅（ＳＯＡ）チップと、ＫＴＮ光偏向器とを備えている。ＫＴＮ光偏向器は、４．０ｘ３．２ｘ１．２ｍｍのＫＴＮ結晶と、４．０ｘ３．２ｍｍの面に蒸着されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる電極とからなり、電極間隔が１．２ｍｍとなる。ＫＴＮ結晶の誘電率が立方晶領域で１７，５００となるように温度調節し、その後、ＫＴＮ結晶に制御電圧を印加する。入射光の直径は１．０ｍｍとし、電圧印加によって生成される内部電界に平行な直線偏光で、電界に垂直な光軸に沿って電極間を伝播する。
【００３４】
ＫＴＮ光偏向器からの出射光は、コリメートレンズを透過後、刻線数１２００ｍｍ-1、の回折格子に入射される。回折格子への入射角θは、ＫＴＮ光偏向器が下記の電圧印加条件で駆動しているときの中心波長が１３１０ｎｍとなるように設定した。回折格子によって回折した光のうち、レーザ共振器内に帰還される波長により発振する。
【００３５】
ＫＴＮ光偏向器への印加電圧条件は次の通りである。最初に、トラップ充填時間において、正負同じ値の３００ＶのＤＣ電圧を交互に６０秒間印加して、ＫＴＮ結晶を初期トラップ充填状態に設定する。ここでは、正負交互に印加したが、正の電圧のみ、または負の電圧のみであってもよい。続いて、ＤＣバイアス電圧−２００Ｖを重畳した２０ｋＨｚの交流電圧（振幅３００Ｖ）を印加し、高速偏向器として動作させる。波長掃引光源３００からの光出力は、中心波長１３１０ｎｍ、波長掃引幅１００ｎｍである。
【００３６】
波長掃引光源３００からの光出力は、光ファイバ３０１に接続されたカプラ３０２により２分岐される。一方の光出力はＳＳ−ＯＣＴ計測の波長掃引光として出力され、他方は波長モニタに用いられる。波長モニタ用の光は、カプラ３０２からサーキュレータ３０３を介して、ファイバコリメータ３０４に入力される。ファイバコリメータ３０４によって空間に平行光として取り出され、分光素子である回折格子３０５に入射される。回折格子３０５は、波長１３１０ｎｍの光の一次回折光がファイバコリメータ３０４に再結合される配置とする。ファイバコリメータ３０４に再結合された光は、サーキュレータ３０３を介して、フォトディテクタ（ＰＤ）３０６に入射される。
【００３７】
ＰＤ３０６は、回折格子３０５を含む波長選択素子によって選択された光を検出すると、波長モニタ信号をオシロスコープ３０７に出力する。オシロスコープ３０７により、受光された光のピーク値、すなわち波長選択素子によって選択された特定の波長λ１（＝１３１０ｎｍ）のピーク値を計測する。このピーク値が出現した時刻、すなわち波長掃引時の時刻ｔ１は、印加電圧に同期した矩形上のトリガ信号の立下りエッジを基準としたとき、立下りエッジから１６．１７μｓの時刻であった。この時刻情報を波長掃引光源３００にフィードバックする。
【００３８】
波長モニタで検出された特定の波長が出現する時刻が、波長掃引の間に、常に一定に出現するように、波長掃引光源３００内のＫＴＮ光偏向器のＤＣバイアス電圧を制御する。
【００３９】
波長掃引光源３００を、周囲温度が大幅に変化する環境下にて動作させ、光偏向器の動作変動とそれに伴う波長掃引光源の中心波長、波長掃引範囲の変化が起きるようにした。これに伴って、波長１３１０ｎｍの光が検出される時刻が１６．１７μｓの時刻から変動することを確認した。ＫＴＮ光偏向器へ印加されているＤＣバイアス電圧を−２００Ｖ〜−２０５Ｖの範囲でフィードバック制御し、波長１３１０ｎｍの光が検出される時間が１６．１７μｓと一定なるようにする。
【００４０】
その結果、ＳＳ−ＯＣＴ計測時に、波長モニタのＰＤにて検出される時間波形が同一になった。また、フィードバック制御をしない場合には、被測定物における計測深さが０．２％変動したが、フィードバック制御を行った場合には、０．０４％まで変動を抑制することができた。波長掃引型のＳＳ−ＯＣＴ計測では、数ｍｍ深さを数μｍ程度の分解能で計測するので、波長モニタによるフィードバック制御により、分解能の１／１０程度まで計測の変動を抑制することができる。
【００４１】
実施例１では、ＫＴＮ光偏向器に印加するＤＣバイアス電圧を変化させることにより、波長掃引光源として所望の発振波長が得られるよう制御を行った。一方、ＫＴＮ光偏向器のＫＴＮ結晶の温度を制御して誘電率を変化させ、出射光の偏向角を変化させて、所望の発振波長が得られるよう制御を行っても良い。さらに、ＫＴＮ光偏向器のＫＴＮ結晶に対して紫外光を照射し、紫外光の強度を変えてトラップ電子密度を変化させ、出射光の偏向角を変化させて、所望の発振波長が得られるよう制御を行っても良い。
【実施例２】
【００４２】
図６に、本発明の実施例２にかかる波長掃引光源の構成を示す。ＳＳ−ＯＣＴ計測用の光源は、１．３μｍ帯の波長可変光源４００を含む。波長掃引光源４００の構成は、実施例１に同じである。
【００４３】
波長掃引光源４００からの光出力は、光ファイバ４０１に接続されたカプラ４０２により２分岐される。一方の光出力はＳＳ−ＯＣＴ計測の波長掃引光として出力され、他方は波長モニタに用いられる。波長モニタ用の光は、カプラ４０２から誘電体多層膜フィルタ４０８に入力される。誘電体多層膜フィルタ４０８によって１２８０ｎｍと１３４０ｎｍの２つの波長の光のみが透過され、フォトディテクタ（ＰＤ）４０６に入射される。
【００４４】
ＰＤ４０６は、波長選択素子である誘電体多層膜フィルタ４０８によって選択された光を検出すると、波長モニタ信号をオシロスコープ４０７に出力する。オシロスコープ４０７により、受光された光の２つのピーク値を計測する。このピーク値が出現した時刻を、波長掃引光源４００へフィードバックする。
【００４５】
図７を参照して、実施例２における波長モニタの動作を説明する。図７に示すように、短波長から長波長への波長掃引に伴って、２つの波長（１２８０ｎｍと１３４０ｎｍ）のピーク値が検出される。時間の早い波長モニタ信号が１２８０ｎｍに対応し、時間の遅い波長モニタ信号が１３４０ｎｍに対応する。印加電圧に同期した矩形上のトリガ信号の立下りエッジを基準としたとき、立下りエッジから、２本のピーク値が出現する時刻の中点の時刻（（ｔ１＋ｔ２）／２）が、波長掃引の間に、常に一定に出現するように、波長掃引光源４００内のＫＴＮ光偏向器のＤＣバイアス電圧を制御する。
【００４６】
また、２本のピーク値一方または両方の出現時刻が、上記のトリガ信号に対して時間差が一定になるように、ＫＴＮ光偏向器のＤＣバイアス電圧を制御してもよい。加えて、２本のピーク値の出現時刻の時間差が一定になるように、ＫＴＮ光偏向器への印加電圧のうち、ＡＣ電圧の振幅をフィードバック制御する。その結果、ＳＳ−ＯＣＴ計測時に、波長モニタのＰＤにて検出される時間波形が同一になり、実施例１と同様に、分解能の高い計測が可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１００，３００，４００  波長可変光源
１０１  利得媒質
１０２  コリメートレンズ
１０３  集光レンズ
１０４  回折格子
１０５  出力結合鏡
１０６  電気光学偏向器
１０７  出力光
１０８  端面鏡
１０９，２０４  制御電圧源
２０１  ＫＴＮ結晶
２０２，２０３  電極
２０５  入射面
２０６  出射面
２１１  入射光
２１２  低ＤＣバイアス時の出射光の中心軸
２１３  高ＤＣバイアス時の出射光の中心軸
２１４  低ＤＣバイアス時の波長掃引幅
２１５  高ＤＣバイアス時の波長掃引幅
３０１，４０１  光ファイバ
３０２，４０２  カプラ
３０３  サーキュレータ
３０４  ファイバコリメータ
３０５  回折格子
３０６，４０６  フォトディテクタ（ＰＤ）
３０７，４０７  オシロスコープ
４０８  誘電体多層膜フィルタ
【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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【図６】
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【図７】
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