(57)【要約】本発明は、分光法、特に、侵襲性又は非侵襲性血液分析のためのラマン分光法の方法を提供する。検出ボリュームから受信される戻り放射線の蛍光成分は削除され、それはパルス化励起光源用いることにより可能である。パルス長は、蛍光寿命より実質的に短い。それ故、蛍光成分の削除は、時間ゲーティング若しくは他のエレクトロニクス又は光テク手段により実行される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光法の方法であって：
検出ボリュームの方に第１パルス持続時間を有する光パルスを方向付ける段階；
第２パルス持続時間を有する第１信号成分であって、前記第２パルス持続時間は前記第１パルス持続時間に実質的に類似する、第１信号成分と、１つ又はそれ以上の第２信号成分とを有する、戻り放射線信号を受信する段階；
前記戻り放射線信号において前記第２信号成分を減少させる段階；及び
前記戻り放射線信号の分光分析を実行する段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、第１パルス持続時間は１０ｐｓｅｃ以下であり、好適には、０．５ｐｓｅｃ乃至３ｐｓｅｃの範囲内である、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記光パルスはパルス化レーザ源により供給される、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れ一項に記載の方法であって、第２信号成分の削除は前記戻り放射線信号の一部を遅延させることにより実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れ一項に記載の方法であって、第２信号成分の減少は：
第１信号を供給するように非遅延戻り放射線信号と遅延戻り放射線信号とを加算する段階；
非遅延戻り放射線信号と遅延戻り放射線信号とを加算することにより第２信号を供給し、前記第１信号成分の到達後に得られた信号を反転する段階；及び
前記第１及び第２信号を加算する段階；
により実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れ一項に記載の方法であって、前記第２信号成分の前記減少は基準として前記光パルスのタイミングを用いて時間ゲーティングすることにより実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れ一項に記載の方法であって、前記第２信号成分の前記減少は第１周波数を有する前記検出ボリュームに前記光パルスの系列を導き、そして前記第２信号成分の減少のために周波数選択増幅器を用いることにより実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れ一項に記載の方法であって、前記第２信号成分はルミネセンス、特に、蛍光の信号成分及び／又はバックグラウンド放射線である、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
分光法のための装置であって：
検出ボリュームの方に第１パルス持続時間を有する光パルスを導くための手段であって、前記光パルスは第１信号成分及び１つ又はそれ以上の第２信号成分を有する戻り放射線信号をもたらし、前記第１信号成分は前記第１パルス持続時間に実質的に類似する第２パルス持続時間を有する、手段；
前記戻り放射線信号の前記第２信号成分を減少させるための手段；並びに
前記戻り放射線信号の分光分析を実行するための手段；
を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、第１パルス持続時間は１０ｐｓｅｃ以下であり、好適には、０．５ｐｓｅｃ乃至３ｐｓｅｃの範囲内である、ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の装置であって、前記光パルスの系列を供給するためのパルス化レーザ源であって、前記パルス化レーザ源は、時間基準を与えるように蛍光成分を減少させるための手段に光学的に結合している、ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れ一項に記載の装置であって、前記の減少のための手段のための時間基準を与えるように前記光パルスを検出するため、及び前記戻り放射線信号を供給するように前記戻り放射線を受信するためのフォトンカウンティング手段を更に有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れ一項に記載の装置であって、前記第２信号成分を削除するために遅延戻り放射線信号を供給するように、前記戻り放射線の一部を遅延させるための光学手段を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３の何れ一項に記載の装置であって、前記第２信号成分を削除するために前記戻り放射線信号の一部を遅延させるための電気的手段を更に有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１４の何れ一項に記載の装置であって、前記の分光分析を実行するための手段はラマン分光分析を実行するように適合されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項９乃至１５の何れ一項に記載の装置であって、変倍率により前記非遅延戻り放射線信号の乗算のための手段を更に有する、ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光法の分野に関し、特に、制約のないラマン分光法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の分光分析法についての方法は先行技術により周知である。分光分析法は、（ｉ）赤外分光分析法であって、特に、赤外吸収分光分析法、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光分析法及び近赤外（ＮＩＲ）拡散反射分光分析法、（ｉｉ）他の散乱分光分析技術、特に、ラマン反射分光分析法、（ｉｉｉ）例えば、光音響分光分析法、ポラリメトリ、ポンププローブ分光分析法等の他の分光分析技術を含む。
【０００３】
上記の先行技術における分光分析技術に関連する問題点の１つは、信号対ノイズ比を低下させる蛍光である。特に、その蛍光はラマン分光分析法に対する問題点である。例えば、励起光ビームにおける１０８個の光子数は、１０３個の蛍光光子数及びたった１個のラマン光子を結果としてもたらす。それ故、蛍光を有する戻り放射線信号からラマン信号情報を抽出することは困難である。
【０００４】
国際公開第００／０２４７９号パンフレットはこの問題点に対処している。この文献は、ラマン分光分析法を用いる非侵襲的グルコースモニタについて示している。そのラマン分光分析法による分析は、異なる励起波長において２つのスペクトルを収集することにより実行される。両方のスペクトルはラマン及び蛍光信号を有する。差スペクトルは、何れの蛍光信号の寄与を伴わないラマンスペクトルの第１派生を有する。対象の検体、即ち、グルコースの血液レベルは、線形又は非線形多変量分析を用いて差スペクトルから決定される。この方法は、しかしながら、演算的に高価であり、可変出力波長を有するレーザを必要とする。
【０００５】
国際公開第００／０２４７９号パンフレットにおける方法は、所謂、周波数変調に基づいている。ラマン及び蛍光信号を有するスペクトルは、２つの僅かに異なるレーザ波長で収集される。ラマン信号は励起波長により移動する一方、蛍光信号は移動しないため、蛍光はそれらのスペクトルを減算することにより除去できる。これは、分光分析法における標準的な方法である。
【０００６】
本発明は、第１パルス持続時間を有する励起光パルスを用いる分光分析法を提供する。励起光パルスは、第１パルス持続時間と実質的に同様な第２パルス持続時間を有する第１信号成分を有する戻り放射線信号をもたらす。例えば、第１信号成分は、ラマン信号成分又は弾性散乱機構によりもたらされる他の信号成分である。更に、戻り放射線信号は、１つ又はそれ以上の信号成分、例えば、ルミネセンスであって、特に、蛍光、信号成分及び／又はバックグラウンド放射線等を有する。それらの他の信号成分は、第１及び第２パルス持続時間より長い持続時間を有する。
【０００７】
第１信号成分は、その分光分析法のために用いられる情報を担持している。第１信号成分のパルス持続時間は励起光パルスのパルス持続時間と略同じであるため、第１パルス持続時間についてのこの知識は、戻り放射線信号における第２信号成分を減少させるために用いられる。
【特許文献１】国際公開第００／０２４７９号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好適な実施形態に従って、時間ゲーティングが戻り放射線信号に対する第２信号成分の寄与を減少させるように用いられる。この実施形態においては、戻り放射線信号は、第１信号パルスの長さに一致する時間窓の間のみ、受信される。このようにして、信号対ノイズ比は実質的に増加される。
【０００９】
本発明の他の好適な実施形態に従って、戻り放射線信号の一部は遅延し、反転し、そして、遅延された戻り放射線信号は遅延していない戻り放射線信号に加えられる。その戻り信号の負の部分は、第１信号成分に関する情報を基本的に有する。それ故、負の成分をフィルタリング除去することは、有用な情報を担持する第１信号成分の信号対ノイズ比を増加させる効果を有する。
【００１０】
本発明の他の好適な実施形態に従って、一連の励起パルスは、特定の繰り返し周波数を有する検出ボリュームの方に方向付けられる。同じ周波数に戻される周波数選択増幅器、例えば、ロックイン増幅器が用いられる。この実施形態は、第２信号成分が第１信号成分より非常に低い周波数を有するという仮定に基づいている。
【００１１】
本質的に、本発明は、戻り放射線信号は励起パルスの持続時間と同様なパルス持続時間を有するという概念に基づいている。典型的には、戻り放射線信号は又、ルミネセンス／蛍光寿命と同様なパルス持続時間を有するルミネセンス又は蛍光信号成分を有する。有用な信号（第１信号成分）及び不所望の信号（‘他の信号成分’と上記した）の持続時間の差は時間領域における輝度成分を減少又は削除することが可能である。
【００１２】
蛍光成分の削除は、戻り放射線信号の一部を遅延することにより、好適には、パルス持続時間より長いが蛍光寿命より短い時間の間、実行される。非遅延戻り放射線信号及び遅延戻り放射線信号は、戻り放射線信号の蛍光成分を削除又は少なくとも減少させるように減じられる。
【００１３】
本発明の他の好適な実施形態に従って、非遅延戻り放射線信号及び遅延戻り放射線信号が、第１信号を与えるように加算される。更に、第２信号が次のように与えられる。即ち、先ず、非遅延戻り放射線信号及び遅延戻り放射線信号が加算される。次いで、結果として得られた信号は、第１信号成分の到達直後に反転される。好適には、この反転は、励起パルス持続時間より長いが蛍光寿命より短い時間の後に行われる。蛍光成分を伴わない又は少なくとも実質的に減少した蛍光成分を伴う信号を結果的に得るように、第１及び第２信号は加算される。
【００１４】
本発明の他の好適な実施形態に従って、励起光パルスを供給する光源は、信号処理エレクトロニクスによる蛍光成分の削除のために時間基準を与えるように、その信号処理エレクトロニクスに光学的に結合されている。
【００１５】
本発明の他の好適な実施形態に従って、光源の信号処理エレクトロニクスへの光学的結合は、戻り放射線を受け取るように又、機能するフォトンカウンティングエレクトロニクスにより得られる。
【００１６】
本発明の他の好適な実施形態に従って、遅延戻り放射線信号は光学手段により得られる。代替として、戻り放射線信号の遅延は電気的手段により与えられる。
【００１７】
他の本発明の実質的な有利点は、浅黒い又は黒色の肌のタイプに対する非侵襲的血液分析の実行を実質的に改善することができることである。
【００１８】
本明細書において用いている用語“削除”は、完全な削除ではなく、戻り放射線における蛍光成分の実質的な減少を又、網羅するものである。
【００１９】
以下の好適な実施形態において、本発明について、図面に関連付けて詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、パルス化光源１０２と分光計１０４とを有する装置を示している。光源０１２は、検出ボリューム１０８の方に方向付けられている励起光パルスの系列を供給する。検出ボリューム１０８は、患者の体内、例えば、血液分析を実行するための血管中に位置付けられることが可能である。これは、侵襲的又は非侵襲的方法でなされる。例えば、励起光パルス１０６は、カテーテルヘッドにおける先端部を有する光ファイバにより検出ボリューム１０８に案内される。
【００２１】
ダイクロイックミラー１１０により、検出ボリューム１０８から戻る放射線は分光器１０４の方に方向付けられる。
【００２２】
光源１０２は、励起光パルス１０６のタイミングを示す分光器１０４に対して時間基準を与えるように、光学的及び／又は電気的手段により分光器１０４に結合されている。光パルスの持続時間は、実質的に、蛍光寿命、例えば、２ｐｓｅｃ以下である。
【００２３】
その結果、戻り放射線１１２の蛍光成分は、パルス持続時間の後、蛍光寿命より実質的に短い時間の間、略一定の値であるようにすることが可能である。分光器１０４の後ろのフィルタ１１４は、光源により供給される時間基準及び蛍光成分が略一定であるとの近似を用いて、戻り放射線１１２の蛍光成分をフィルタリング除去するように用いられる。このようにして、戻り放射線信号の信号対ノイズ比は実質的に増加する。戻り放射線信号は、例えば、血液の性質を決定するための適切な信号処理手段により更に評価されることが可能である。
【００２４】
他の有利点は、環境からの迷光のような他のノイズ源は又、戻り放射線信号の信号対ノイズ比を更に改善するように、フィルタリング除去されることである。
【００２５】
図２は、信号数及び蛍光信号成分の削除を示している。信号２００は、２ｐｓｅｃのパルス持続時間を有する励起光パルスが用いられるとき、検出ボリュームから受信される戻り放射線のラマン信号成分である。信号２０２は戻り放射線信号の蛍光成分である。観測時間に対して、信号２０２は徐々にではあるが減衰するが、略一定とみなされることができる。信号２０４は、ラマン及び蛍光信号成分、即ち、２００及び２０２を有する完全な戻り放射線信号である。
【００２６】
信号２０６は、遅延Δｔだけ信号２０４を遅延させることにより得られる。遅延Δｔは、励起光パルスの持続時間より長いが、蛍光寿命より非常に短い。ここで考慮されている実施例においては、遅延Δｔは１０ｐｓｅｃである。信号２０８波信号２０４から信号２０６を減算することにより得られる。差信号２０８の負の部分２１０は、基本的に、ラマンの寄与のみを有する。差信号２０８のこの部分２１０はフィルタリング除去され、そして分光分析のために用いられる。
【００２７】
信号２０４の遅延は電気的に又は光学的手段により行われる。例えば、戻り放射線ビームは第１及び第２ビームに分割される。第２ビームは光学的に遅延され、そして遅延及び非遅延ビームの差信号が検出される。
【００２８】
これは、２つの同一の高速光検出器により達成され、それらの光検出器の一は他よりビームスプリッタから遠い距離Ｌ＝Δｔ＊ｃに位置付けられていて、ここで、ｃは光速である。例えば、Δｔ＝１０ｐｓｅｃに対しては、距離Ｌは３ｍｍである。このようにして、信号２０４及び２０６を測定することができる。
【００２９】
代替として、第１及び第２ビームは第２ビームスプリッタにより結合される。これは、遅延及び非遅延戻り放射線の両者を有する結合された信号を有する２つのビーム両者を供給する。又、２つの検出器が用いられ、それらの一は各々のビームにおいて用いられる。両者の検出器は、第２ビームの極性がレーザパルスの端部において反転される差を有する非遅延及び遅延戻り放射線信号の全体を検出する。従って、２つの検出器信号の和はラマンの寄与を有する。これについては、図３を参照して、次に詳述する。
【００３０】
検出ボリュームからもたらされるラマン放射線ビーム３００は、ビームスプリッタ３０６によりビーム３０２及びビーム３０４に分割される。ビーム３０４はミラー３０８及びミラー３１０で反射される。ビーム３０２及びビーム３０４の両者はビームスプリッタ３１２に導かれる、ビーム３０４の光路は、ビームスプリッタ３０６からビームスプリッタ３１２までのビーム３０２の光路より距離Ｌだけ長い。
【００３１】
ビームスプリッタ３１２においてビーム３０２及び遅延ビーム３０４は、２つの結合されたビーム３１４及び３１５を供給するように再結合される。結合ビーム３１４は光検出器３１６の方に方向付けられ、結合ビーム３１５は光検出器３１８の方に方向付けられる。両方の検出器はビームスプリッタ３１２から同じ光学距離にある。
【００３２】
光検出器３１８は、出力信号の極性を変えるための制御入力を有する。検出器３１８の出力信号の極性は第１信号成分の到達直後に変化する。好適には、この極性の変化は、励起パルス持続時間より長いが蛍光寿命より短い時間の後に行われる。光検出器３１６及び３１８の出力は、信号３２０を供給するように加算される。信号３２０は、基本的に、ラマンの寄与のみを有し、分光分析される。
【００３３】
図４においては、対応する信号は例示として示されている。信号３２２は光検出器３１６の出力信号である。信号３２２は、ビーム３０２及び遅延ビーム３０４の重畳から得られる。光検出器３１８の極性が、励起光パルスのパルス持続時間の後に、即ち、ここで考慮される実施例においては、ｔ＝２ｐｓｅｃの後に変化するとき、信号３２４は光検出器３１８の出力信号である。信号３２２及び３２４が加算されるとき、これは、信号３２６を供給する。信号３２６はラマンの寄与のみを有する。
【００３４】
戻り放射線信号から光成分を除去するための他の方法は電子ゲーティングによるものである。例えば、戻り放射線信号はラマンピーク（図２の信号２００を参照）を有する戻り放射線信号の一部が得られるように位置付けられ、略励起光パルスの持続時間を有するウィンドウによりウィンドウ化される。
【００３５】
図５は、血液分析を実行するための更に詳細な実施形態についてのブロック図である。
【００３６】
分析システムは、検査されるべき対象（ｏｂｊ）の光画像を生成するための光画像化システム（Ｉｓｏ）に光源（Ｉｓ）を組み込んだモニタリングシステムを有する。光学画像化システム（Ｉｓｏ）は共焦点ビデオマイクロスコープを構成する。この実施例においては、対象は、検査されるべき患者の前腕の皮膚の一部である。
【００３７】
その分析システムは又、多光子又は非線形光処理により対象物（ｏｂｊ）において生成する光の分光学的分析のための、多光子、非線形、弾性又は非弾性散乱光検出システム（ｏｂｓ）を有する。図５に示す実施例は、特に、ラマン分光分析装置の形で非弾性ラマン散乱システム（ｄｓｙ）を用いている。用語“光”は、可視光ばかりでなく又。紫外及び赤外放射線であって、特に近赤外放射線を網羅している。
【００３８】
光画像化システム（Ｉｓｏ）を有する光源の光源は、検査されるべき対象物、即ち、皮膚における出力パワーが１５ｍＷになる８３４ｎｍＡｌＧａＡｓ半導体レーザにより構成される。８３４ｎｍＡｌＧａＡｓ半導体レーザの赤外線モニタリングビーム（ｉｒｂ）は、射出焦点におい光画像化システムにより対象物（ｏｂｊ）又は焦点面にフォーカシングされる。光画像化システムは、偏光ビームスプリッタ（ｐｂｓ）、回転反射プリズムポリゴン（ｐｇｎ）、レンズ（１１，１２）、スキャンミラー（ｓｍ）及び顕微鏡対物レンズ（ｍｏ）を有する。フォーカシングされるモニタリングビーム（ｉｒｂ）は、ポリゴン（ｐｇｎ）を回転させ且つスキャンミラーを移動させることにより焦点面に対して移動される。半導体レーザ（ｌｓ）の出射ファセットは入射焦点にある。
【００３９】
半導体レーザは又、入射焦点の入射ピンホールを照明することができる。光画像化システムは、アバランシェフォトダイオード（ａｐｄ）に偏光ビームスプリッタ（ｐｂｓ）を介して戻りビームとして焦点面から反射される光を導く。更に、顕微鏡対物レンズ（ｍｏ）は、戻りビームの偏光がモニタリングビームの偏光に対して垂直であるように、１／４波長板により先行される。光学ディスプレイユニットは、検査されるべき対象又は焦点面において画像を生成するようにアバランシェフォトダイオードの出力信号を用い、前記画像はモニタに表示される。
【００４０】
実際には、光学ディスプレイユニットはワークステーションであり、画像は、ワークステーションのプロセッサによりアバランシェフォトダイオードの出力信号から電子映像信号を導き出すことにより実現される。この画像は、分光学的検査をモニタリングするために、特に、励起領域が目的領域に入り且つ目的領域から散乱放射線を受けるように、目的領域を励起するために用いられる。
【００４１】
ラマン分光分析装置は、この場合、８５０ｎｍの赤外ビーム（ｅｘｂ）の形で励起ビームを生成するＡｒイオン／Ｔｉ−サファイヤレーザとして構成される励起システム（ｅｘｓ）を有する。Ｔｉ−サファイヤレーザはＡｒイオンレーザを用いて光学的にポンピングされる。Ａｒイオンレーザの光は光学フィルタ（ｏｆ）により除去される。
【００４２】
ミラー系は、光結合ユニット（ｏｃ）に励起光を導き、光結合ユニットはモニタリングビームに沿って励起ビームを導き、その後、顕微鏡対物レンズはモニタリングビームの焦点領域において焦点面内でその励起ビームをフォーカシングする。光結合ユニット（ｏｃ）はビーム結合ユニットを構成する。
【００４３】
光結合ユニットは、顕微鏡対物レンズの光学主軸に沿って、即ち、モニタリングビームと同じ光路に沿って、励起ビームを導く。ラマン散乱は、光結合ユニット（ｏｃ）により光ファイバ（ｆｂｒ）の入口の方に反射される。ラマン散乱赤外光は、顕微鏡対物レンズ（ｍｏ）及び光ファイバの入口（ｆｂｒ−Ｉ）の前のレンズ（１３）により検出ピンホールにおいてファイバの入口にフォーカシングされる。
【００４４】
光画像化システムは、半導体レーザが存在する入口焦点と、検査されるべき対象（ｏｂｊ）の詳細についての領域における出口焦点と、アバランシェフォトダイオード（ａｐｄ）の前のピンホールにおける検出焦点との間の共焦点関係を確立する。全体的なシステムは、共焦点の関係が検査されるべき対象（ｏｂｊ）の詳細についての領域における出口焦点と光ファイバの入口（ｆｂｒ−Ｉ）との間に存在するようにアライメントされている。
【００４５】
ファイバ（ｆｂｒ）は分光器（ｓｐｍ）の入力に検出器（ｐｈｃ）を結合する。検出器（ｐｈｃ）を有する分光器は、約１０５０ｎｍより小さい波長についてラマンスペクトルを記録する検出器システム（ｄｓｙ）に組み込まれる。
【００４６】
検出器（ｐｈｃ）を有する分光器の出力信号はラマン散乱赤外光のラマンスペクトルを示す。実際には、ラマンスペクトルは、励起波長に依存して、７３０ｎｍ以上又は８６０ｎｍ以上の波長領域に存在する。検出器（ｐｈｃ）の信号出力はスペクトル表示ユニット、例えば、モニタ上に記録されるラマンスペクトル（ｓｐｃｔ）を表示するワークステーションに接続される。
【００４７】
検出器（ｐｈｃ）はフォトンカウンティング検出器であり、代替として、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器又はストリークカメラが用いられることが可能である。
【００４８】
励起システム（ｅｘｓ）により供給される励起レーザ光パルスの小さい部分がガラスプレート（ｇｐ）により分割され、フォトダイオード（ｐｈ）に供給される。フォトダイオード（ｐｈ）の出力信号は、時間ゲーティングを設定するように検出器（ｐｈｃ）に対して時間基準として用いられる。
【００４９】
直交偏光スペクトル画像化（ＯＰＳＩ）が、画像化のために、共焦点ビデオマイクロスコープ代えて用いられ、更に、Ａｒイオン／Ｔｉ−サファイヤレーザはダイオードレーザと置き換えられることが可能である。更に好適な代替としては、７８５ｎｍの励起波長を用いることができる。
【００５０】
図６は、装置１００の代替の実施形態を示している。図１の要素に対応する装置１００の要素について、同じ参照番号で示されている。装置１００は、戻り放射線１１２の光路において付加的なダイクロイックミラー１１５を有する。ミラー１１５により、戻り放射性１１２は戻り放射線信号１１６及び戻り放射線信号１１８に分割される。戻り放射線信号１１６は、検出器１２０に達する前に、第１光路に沿って進む。ミラー１１５から検出器１２０までの伝搬時間は時間Ｔ１である。
【００５１】
同様に、戻り放射線信号１１８は検出器１２２により受信される。戻り放射線信号１１８は、第１光路より長い第２光路に沿って進む、これは、戻り放射線信号１１８が検出器１２２に達するために必要は付加時間Ｔ２に対応する。換言すれば、検出器１２２による戻り放射線信号１１８の検出は、検出器１２０による戻り放射線信号１１６の検出に比べて時間Ｔ２だけ遅延する。
【００５２】
検出された戻り放射線信号１１６は乗算器１２４及び減算器１２６それぞれにより、散乱係数ＳＦで乗算され、検出された戻り放射線信号１１８から減算される。その結果、信号対ノイズ比が改善された戻り放射線信号１２８が得られる。
【００５３】
動作中、戻り放射線信号１３０は、励起光パルス１０６（図１参照９が検出ボリューム１０８の方に導かれた後、検出ボリューム１０８から戻される。その戻り放射線パルスは、信号成分１３２、信号成分１３４及び信号成分１３６を有する。信号成分１３２はある瞬間的な散乱機構によりもたらされる。例えば、信号成分１３２は、検出ボリューム１０８から受信されるラマン放射線である。信号成分１３２は、励起光パルス１０６のパルス持続時間と略同様である持続時間Δｔを有する。
【００５４】
更に、励起光パルス１０６は、励起光パルスが検出ボリューム１０８に印加される限り、発せられる、ルミネセンス、例えば、蛍光をもたらすことが可能である。これについては、信号成分１３４として模式的に示している。励起光パルス１０６の終了の後に続く減衰ルミネセンス信号成分は、信号成分１３６として示されている。
【００５５】
戻り放射線パルスの検出は、戻り放射線信号１１８が検出器に達したとき開始される。このとき、検出器１２０は既にその信号成分１３６を受信している。戻り放射線信号１１８からその信号成分を減算することにより、信号成分１３４及び１３６は減少される。最良の結果を得るように、最良の変倍率ＳＦが実験又はシミュレーションにより決定される。特定の条件下では、０．５のオーダーの変倍率がうまく適合する。時間Ｔ２は、例えば、励起光パルスの長さΔｔと略同じである。
【００５６】
図６に示す戻り放射線パルス１３０のパルスの形は模式的であることに留意する必要がある。典型的には、信号成分１３２は、光源１０２の放射プロファイルに対応するプロファイルを有する。
【００５７】
図７は、装置１００の他の好適な実施形態のブロック図を示している。又、図１におけるものと同じ参照番号が同様の要素について用いられている。
【００５８】
図７の実施形態においては、装置１００は、戻り放射線１１２を受信する周波数感応性増幅器１３８を有する。パルス化光源１０２は、繰り返し周波数Ｆ１を有する励起光パルス１０６の系列を放射する。周波数感応性増幅器１３８の周波数Ｆ２は、異なる周波数を有する戻り放射線１１２の信号成分（信号成分１３４及び１３６参照）が除去されるように、周波数Ｆ１に変えられる。
【００５９】
例えば、周波数感応性増幅器１３８は、所謂、ロックインアンプである。この実施形態は、周波数感応性増幅器１３８に光源１０２の時間基準を用いて又は用いずに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の分光分析の実施形態のブロック図である。
【図２】蛍光成分の削除を示す信号図である。
【図３】遅延戻り放射線信号を供給するための光学的方法を示す図である。
【図４】蛍光成分の削除のための代替方法を示す信号図である。
【図５】本発明の分光分析の更に詳細な実施形態を示す図である。
【図６】信号対ノイズ比を改善するように光学遅延を用いる代替の実施形態のブロック図である。
【図７】周波数感応性増幅器を用いる代替の実施形態のブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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