(57)【要約】【課題】波長掃引光源を使用することなくＣＡＲＳ観察と蛍光観察を実施することができる光計測装置を提供する。【解決手段】本発明に係る光計測装置は、光源が出射したレーザ光を用いて、前記レーザ光よりも広帯域な広帯域光を生成し、前記広帯域光を長波長成分と短波長成分に分岐し、前記長波長成分を用いてＣＡＲＳ計測を実施し、前記短波長成分を用いて蛍光観察を実施する。【選択図】図４Ａ
2019090767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を用いて試料を計測する光計測装置であって、
レーザ光を通過させることにより前記レーザ光よりも広帯域な広帯域光を生成する広帯域光生成部、
前記広帯域光を、前記レーザ光よりも波長が長い長波長成分と、前記長波長成分よりも波長が短い短波長成分とに分岐する、波長分岐部、
前記レーザ光と前記長波長成分を合波することにより合波光を生成する合波部、
前記合波光を前記試料に対して集光し、前記短波長成分を前記試料に対して集光する、集光光学系、
前記合波光を前記試料に対して照射することにより生じるラマン散乱光を検出する分光器、
前記短波長成分を前記試料に対して照射することにより生じる蛍光を検出する蛍光検出器、
を備えることを特徴とする光計測装置。
【請求項２】
前記光計測装置はさらに、前記短波長成分のうち少なくとも一部を遮断するフィルタを備え、
前記分光器は、前記フィルタが前記短波長成分を遮断しているとき前記ラマン散乱光を検出し、
前記蛍光検出器は、前記フィルタが前記短波長成分を遮断していないとき前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項３】
前記フィルタは、前記短波長成分のうち前記蛍光の波長と重なる部分を遮断する
ことを特徴とする請求項２記載の光計測装置。
【請求項４】
前記光計測装置はさらに、前記短波長成分のうち前記試料から生じる前記ラマン散乱光と重なる部分を遮断するショートパスフィルタを備え、
前記分光器は、前記蛍光検出器が前記蛍光を検出するのと並行して前記ラマン散乱光を検出し、
前記蛍光検出器は、前記分光器が前記ラマン散乱光を検出するのと並行して前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項５】
前記光計測装置はさらに、
前記短波長成分が前記試料に対して照射されるタイミングを、前記合波光が前記試料に対して照射されるタイミングとは異なるように調整する、タイミング調整部、
前記短波長成分が前記試料を透過した後の光路において、前記短波長成分が前記試料に対して照射されるタイミングに同期して前記短波長成分を遮断する、遮断部、
を備え、
前記蛍光検出器は、前記遮断部が前記短波長成分を遮断しているとき前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項６】
前記光計測装置はさらに、前記短波長成分が前記試料を透過した後の光路において前記蛍光を分離するロングパスフィルタを備え、
前記蛍光検出器は、前記ロングパスフィルタが分離した前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項５記載の光計測装置。
【請求項７】
前記光計測装置はさらに、
前記短波長成分の偏光を、前記合波光の偏光とは異なるように調整する、偏光調整部、
前記短波長成分が前記試料を透過した後に前記短波長成分が有する偏光成分を分岐する分岐部、
を備え、
前記分岐部は、前記短波長成分が有する偏光成分が前記分光器に対して入射しないように分岐させる
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項８】
前記光計測装置はさらに、前記短波長成分が前記試料を透過した後に前記蛍光を分離するロングパスフィルタを備え、
前記蛍光検出器は、前記ロングパスフィルタが分離した前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項７記載の光計測装置。
【請求項９】
前記光計測装置はさらに、
前記レーザ光を出射する光源、
前記レーザ光を、前記合波部に対して入射する成分と前記広帯域光生成部に対して入射する成分に分岐させる分岐部、
を備えることを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項１０】
前記光計測装置はさらに、前記レーザ光を出射する第１および第２光源を備え、
前記第１光源は、前記合波部に対して前記レーザ光を出射し、
前記第２光源は、前記広帯域光生成部に対して前記レーザ光を出射する
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項１１】
前記光計測装置はさらに、前記分光器が前記ラマン散乱光を検出するか、前記蛍光検出器が前記蛍光を検出するかを切り替えるよう指示する指示入力を受け取るインターフェースを備え、
前記光計測装置は、前記インターフェースが受け取った前記指示入力にしたがって、前記分光器が前記ラマン散乱光を検出するか、前記蛍光検出器が前記蛍光を検出するかを切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項１２】
前記光計測装置はさらに、前記フィルタが前記短波長成分を遮断するか否かを切り替えるよう指示する指示入力を受け取るインターフェースを備え、
前記光計測装置は、前記インターフェースが受け取った前記指示入力にしたがって、前記フィルタが前記短波長成分を遮断するか否かを切り替える
ことを特徴とする請求項２記載の光計測装置。
【請求項１３】
前記広帯域光生成部は、前記広帯域光として、スーパーコンティニウム光を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて試料を測定する光測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や創薬分野における生体組織を観察することを目的とした顕微鏡の開発が盛んである。現在は観察対象である生体組織を染色し、蛍光顕微鏡を用いて観察する方法が一般的である。しかしながら、染色試薬の影響により、同一の生体組織を継続的に観察することが困難であり、非染色な観察方法が求められてきた。
【０００３】
ラマン顕微鏡は、観察対象に対して励起レーザ光を照射することにより発生する散乱光のうち、励起光に対して周波数シフトを示すラマン散乱光を観測する。ラマン散乱光の示す周波数シフトはラマンシフトと呼ばれ、そのシフト量はレーザ照射箇所に分布する化学結合種に依存する。したがって、レーザ照射箇所を変化させ、観察対象の複数箇所においてラマンスペクトルを得ることにより、観察対象の分子種およびその分布に関する情報を非侵襲かつ非接触に得ることができる。以上のような特長を有するラマン顕微鏡だが、自発ラマン散乱と呼ばれる通常のラマン散乱においては、ラマン散乱光の強度が弱く計測に時間を要するので、時間変化が大きい生体組織に用いることは困難だった。
【０００４】
近年の高性能な短パルスレーザの出現により、非線形光学効果を用いた顕微鏡の技術が発展した。従来の蛍光顕微鏡は、各蛍光物質の励起周波数ωに相当する光源を用い単一光子により試料を励起する。一方、非線形光学効果を用いた多光子励起蛍光顕微鏡は、ω=Σ（ωｉ）を満たすように複数の光子で試料を励起する。特に２光子で励起する場合を２光子顕微鏡と呼ぶ。２光子顕微鏡は、通常の蛍光顕微鏡と比較して空間分解能が優れている。ラマン顕微鏡においても、非線形光学効果を用い信号強度を増大させたＣＡＲＳ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ａｎｔｉ−Ｓｔｏｋｅｓ  Ｒａｍａｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）顕微鏡などが開発されている。その結果、計測時間が短縮され、ラマンにより生体組織を観察することができるようになってきている。
【０００５】
ＣＡＲＳは、励起光としてポンプ光、ストークス光、プローブ光という３種類のレーザを用いる３次非線形光学現象である。一般的には光源の数を少なくするために、プローブ光はポンプ光で代用される。この場合ＣＡＲＳ光の強度は、下記式で表される。χ（３）は３次の電気感受率、ＥＰはポンプ光およびプローブ光の電場、ＥＳはストークス光の電場である。ＥＳの肩についたアスタリスクは複素共役を表す。
ＩＡＳ（ωＡＳ）∝｜χ（３）ＥＰ２（ωＰ）Ｅ＊Ｓ（ωＳ）｜２
【０００６】
以上より、ＣＡＲＳ光の強度はポンプ光の強度の２乗およびストークス光の強度の１乗に比例する。自発ラマン散乱と異なり分子をコヒーレントに励起するので、ＣＡＲＳ光は自発ラマン散乱光と比較して１０５倍程度の強い信号強度を示す。
【０００７】
近年、生体組織評価においてＣＡＲＳ顕微鏡と蛍光顕微鏡を一体化し、検出可能な物質の種類を広げる試みがなされている（非特許文献１、２）。このような顕微鏡は、蛍光計測により生体組織内の詳細な構造を可視化し、ＣＡＲＳ計測により各内部構造における分子種の分布を導出することができる。また生体組織の有する自家蛍光の計測とＣＡＲＳ計測を合わせた非染色計測を実施することも考えられる。下記特許文献１は、ＣＡＲＳ観察と蛍光観察をともに実施することができる装置の１例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許公報ＵＳ２００６／０２３８７４５
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】C. Chien, et al., “Label-free imaging of Drosophila in vivo by coherent anti-Stokes Raman scattering and two-photon excitation autofluorescence microscopy”, JBO Vol.16 No.1 016012 (2011)
【非特許文献２】H. Kano, et al., “In-vivo multi-nonlinear optical imaging of a living cell using a supercontinuum light source generated from a photonic crystal fiber”, OSA Vol.14 No.7 2798 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１記載の技術は、波長掃引光源を用いているので、装置が高価格化または大型化する傾向がある。本発明は、このような従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、波長掃引光源を使用することなくＣＡＲＳ観察と蛍光観察を実施することができる光計測装置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】
【００１１】
本発明に係る光計測装置は、光源が出射したレーザ光を用いて、前記レーザ光よりも広帯域な広帯域光を生成し、前記広帯域光を長波長成分と短波長成分に分岐し、前記長波長成分を用いてＣＡＲＳ計測を実施し、前記短波長成分を用いて蛍光観察を実施する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る光計測装置によれば、波長掃引光源を用いずにＣＡＲＳ観察と蛍光観察を実施することができるので、装置を小型化および低価格化することができる。上記以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＣＡＲＳ過程を示すエネルギー準位図である。
【図２】広帯域光を用いるＣＡＲＳ過程を示すエネルギー準位図である。
【図３】実施形態１に係る光計測装置の構成例である。
【図４Ａ】１０６０ｎｍ付近を中心波長とする短パルスレーザ光源３０２を用いた場合における各光の波長である。
【図４Ｂ】ＣＡＲＳ計測を実施する際における各光の波長である。
【図４Ｃ】蛍光計測を実施する際における各光の波長である。
【図５】８００ｎｍ付近を中心波長とする短パルスレーザ光源３０２を用いた場合における各光の波長である。
【図６】コントローラ３０１が提供するユーザインターフェースの画面例である。
【図７】コントローラ３０１が計測を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図８】実施形態２に係る光計測装置が用いる各光の波長である。
【図９】実施形態３に係る光計測装置の構成例である。
【図１０】実施形態４に係る光計測装置の構成例である。
【図１１】実施形態５に係る光計測装置の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、ＣＡＲＳ過程を示すエネルギー準位図である。分子は始状態として基底準位１０１をとる。周波数ωＰのポンプ光と周波数ωＳのストークス光を同時に照射することにより、分子は中間準位１０３を経て振動励起準位１０２に励起される。この励起状態にある分子に対して周波数ωＰのプローブ光を照射すると、試料は中間準位１０４を経て周波数ωＡＳのＣＡＲＳ光を放出し、基底準位１０１に緩和する。したがってＣＡＲＳ光は周波数がωＰ−ωＳである振動励起準位を有する分子から発生する。ωＡＳは２ωｐ−ωＳと等しい。
【００１５】
図２は、広帯域光を用いるＣＡＲＳ過程を示すエネルギー準位図である。ＣＡＲＳ計測において広帯域なスペクトルを取得するためには、励起光の波長を掃引する手法と、図２に示すようにストークス光として広帯域な光を用い、発生するＣＡＲＳ光を分光検出する手法がある。ストークス光が広帯域であるので、中間準位１０４を経て複数の振動励起準位１０２に励起することができる。図２に示すＣＡＲＳはマルチプレックスＣＡＲＳと呼ばれ、１回の露光でスペクトル情報を取得することができる。
【００１６】
図３は、本発明の実施形態１に係る光計測装置の構成例である。本実施形態１に係る光計測装置は、コントローラ３０１、光学系（短パルスレーザ光源３０２〜検出器３１３）、解析部３１４を備える。コントローラ３０１は、光計測装置の全体動作を制御する。光学系については後述する。解析部３１４は、観察対象３１２のハイパースペクトル画像を取得し、これに対してスペクトル解析を実施する。コントローラ３０１と解析部３１４は単一の装置として構成してもよい。
【００１７】
短パルスレーザ光源３０２から出射した光は、ビームスプリッタ３０３により２分岐される。分岐光の一方は、フォトニック結晶ファイバ３０４などの光ファイバに導入され、その内部でスーパーコンティニウム（以下ＳＣ）光が発生する。波長フィルタ３０５は、発生したＳＣ光のうち、短パルスレーザ光源３０２から出射した光よりも長波長かつ所望のＣＡＲＳ計測に適した波長成分のみを、抽出する。ＣＡＲＳ計測においてはこの長波長成分がストークス光として用いられる。ＳＣ光を生成するために用いられなかったもう一方の分岐光は、ＣＡＲＳ計測においてはポンプ光（兼プローブ光）として用いられる。
【００１８】
ポンプ光、ストークス光という名称はＣＡＲＳ計測を行う場合に限り用いられるものであるが、本発明の理解を容易にするため、以下の説明においては各光を次のように呼称する。（ａ）短パルスレーザ光源３０２が出射する光：ポンプ光、（ｂ）ＳＣ光のうちＣＡＲＳ計測に用いる長波長成分：ストークス光またはＳＣ長波長成分、（ｃ）ＳＣ光のうちＣＡＲＳ計測に用いない短波長成分：ＳＣ光短波成分。
【００１９】
ダイクロイックミラー３０８は、ポンプ光とストークス光を合波する。この合波光が観察対象３１２に対して集光・照射され、これによりＣＡＲＳ光が発生する。ダイクロイックミラー３１０は、波長フィルタ３０５が除去したＳＣ光短波成分を、ポンプ光、ストークス光と合波する。この合波光が観察対象３１２に対して集光・照射され、これにより蛍光が発生する。検出器３１３は、これらＣＡＲＳ光と蛍光を検出し、スペクトルを取得する。自動ステージ３１１は、観察対象３１２に対する集光箇所を微調整する。
【００２０】
図４Ａは、１０６０ｎｍ付近を中心波長とする短パルスレーザ光源３０２を用いた場合における各光の波長である。ＣＡＲＳ計測においては、ＳＣ光の長波長成分を用いて観察対象３１２を励起する。これにより生じるＣＡＲＳ光（ＣＡＲＳ信号光）の波長は、ＳＣ光短波長成分と重なっている。
【００２１】
図４Ｂは、ＣＡＲＳ計測を実施する際における各光の波長である。ＣＡＲＳ計測を実施する際には、波長フィルタ３０９をＳＣ光短波長成分の光路に挿入する。これにより、ＣＡＲＳ信号光とＳＣ光短波長成分が重ならないようにし、ＣＡＲＳ計測を適切に実施することができる。
【００２２】
図４Ｃは、蛍光計測を実施する際における各光の波長である。蛍光計測を実施する際には、ＳＣ光短波成分、ポンプ光、ストークス光を用いて多光子励起を実施する。これにより観察対象３１２から蛍光（蛍光信号光）が発生する。観察対象３１２に対してダメージを与えないようにするため、各光の光路に波長フィルタ３０６、３０７、３０９を挿入することにより、計測に不要な波長帯域を除去してもよい。
【００２３】
図５は、８００ｎｍ付近を中心波長とする短パルスレーザ光源３０２を用いた場合における各光の波長である。ＣＡＲＳ計測においては、図４Ｂと同様に波長フィルタ３０９を用いてＳＣ光短波長成分を除去する。蛍光計測においては、ＳＣ光短波成分と蛍光励起光の波長帯域が一部重なっているので、使用する蛍光試薬の励起波長がＳＣ光短波成分の波長に含まれていれば、単一光子励起による蛍光を観察してもよい。
【００２４】
単一光子励起を用いる場合、蛍光信号光の波長は蛍光励起光の波長から大きくシフトしないので、蛍光信号光の波長と蛍光励起光の波長が一部重なる場合がある。この場合は、蛍光信号光と波長帯域が重なるＳＣ短波長成分を除去するように、波長フィルタ３０９を構成すればよい。図４Ｃと同様に多光子励起蛍光を観察する場合は、蛍光信号光の波長は蛍光励起光から大きくシフトするので、そのようなフィルタ構成は必要ないことが多いであろう。
【００２５】
図６は、コントローラ３０１が提供するユーザインターフェースの画面例である。ユーザインターフェースは、露光時間などの一般的な計測条件に加え、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測の組み合わせ方法や波長フィルタを選択する部分を備える。取得したスペクトルや特定波長の空間強度分布を表示する部分を備えていてもよい。コントローラ３０１は、指定にしたがって、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測のいずれを実施するか、または双方実施するかを切り替える。コントローラ３０１はさらに、指定にしたがって、いずれのフィルタを用いるかを切り替え、あるいはフィルタを用いるか否かを切り替える。
【００２６】
図７は、コントローラ３０１が計測を実施する手順を説明するフローチャートである。Ｓ７０１においてコントローラ３０１は、インターフェースを介してユーザから計測領域の指定を受ける。Ｓ７０２においてコントローラ３０１は、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測それぞれについて、計測手法の指定（各計測を実施するか否か）と使用する波長フィルタの指定を受ける。波長フィルタは、計測する波長帯域にしたがってコントローラ３０１が自動選択してもよい。波長フィルタを手動で挿抜する場合は、波長フィルタを指定しなくてもよい。Ｓ７０３においてコントローラ３０１は、露光時間の指定を受ける。Ｓ７０２においてＣＡＲＳ計測と蛍光計測をともに実施することを指定した場合は、それぞれの露光時間を指定する。Ｓ７０４において、コントローラ３０１またはユーザは、指定された波長フィルタを挿入する。Ｓ７０５〜Ｓ７０８においてコントローラ３０１は、１ピクセルの計測を実施する。Ｓ７０９においてコントローラ３０１は、指定した全ての計測を完了したかどうかを判断する。Ｓ７１０においてコントローラ３０１は、自動ステージ３１１により次のピクセル位置に観察対象３１２を移動させる。Ｓ７１１においてコントローラ３０１は、計測領域全体を計測したか否かを判断する。
【００２７】
＜実施の形態１：まとめ＞
ストークス光として広帯域なスーパーコンティニウム（ＳＣ）光を用いた従来のマルチプレックスＣＡＲＳ顕微鏡においては、ＳＣ光のうち、ポンプ光の波長λＰよりも長波長な帯域をストークス光として使用し、ＣＡＲＳ光発生に寄与しない短波長成分は波長フィルタなどにより除去していた。本実施形態１に係る光計測装置は、ＳＣ光短波長成分をポンプ光とストークス光に対応する光と合波して、蛍光観察の励起光として用いる。これにより、一般的な蛍光観察に必要な励起波長帯域を網羅し、単一装置によりＣＡＲＳ計測と蛍光観察を実施することができる。また、波長掃引光源を用いることなくＣＡＲＳ計測と蛍光計測を実施できるので、装置を小型化かつ低価格化できる。
【００２８】
図４Ｃにおいて、ＳＣ光短波長成分の全波長領域を用いて蛍光計測を実施している。これは蛍光試薬の励起波長域に制限を設けず、全波長域のＳＣ光短波成分を使用できるようにするためのものである。したがって、ＣＡＲＳ光とＳＣ光短波長成分が重ならないように、波長フィルタ３０９を用いることとした。これに代えて、ＣＡＲＳ光と波長帯域が重ならないＳＣ光短波成分によって励起することができる蛍光試薬を用いる場合は、両計測を同時に実施できる。またＣＡＲＳ計測において、ラマンの生体組織情報が多いとされる指紋領域に限定して計測を実施する場合は、指紋領域と重ならないＳＣ光短波成分を用いて蛍光計測を同時に実施できる。
【００２９】
＜実施の形態２＞
図８は、本発明の実施形態２に係る光計測装置が用いる各光の波長である。図４Ａで説明した各波長のうち、ＳＣ短波長成分がＣＡＲＳ信号光と重なっているので、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測を同時に実施することは困難である。そこで本実施形態２においては、波長フィルタ３０９がＳＣ短波長成分のうちＣＡＲＳ信号光と波長が重なる部分を除去することとした。これにより、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測を同時に実施することができる。ＳＣ短波長成分を除去することにより、対応する蛍光成分が図４Ａと比較して減少するが、これを許容できる限りにおいては、本実施形態２の構成も有用である。
【００３０】
＜実施の形態３＞
実施形態１においては、波長フィルタ３０９を挿抜することにより、ＳＣ光短波長成分を照射するか否かを切り替えることとした。本発明の実施形態３では、高速シャッタを用いた時間分解により、ＳＣ光短波長成分を照射するか否かを切り替える例を説明する。
【００３１】
図９は、本実施形態３に係る光計測装置の構成例である。ダイクロイックミラー３０８は、ポンプ光とストークス光を合波した後に２分岐する。一方の分岐光は、ダイクロイックミラー９０１によってＳＣ光短波成分と合波される。この合波光を蛍光励起光として用い、もう一方の分岐光をＣＡＲＳ励起光として用いる。光路長調整機構９０２は、蛍光励起光が観察対象３１２に対して照射されるタイミングが、ＣＡＲＳ励起光が観察対象３１２に対して照射されるタイミングとは異なるように、蛍光励起光のタイミングを調整する。ビームスプリッタ９０３は、ＣＡＲＳ励起光と蛍光励起光を同一光軸上に揃える。
【００３２】
蛍光計測を実施する際には、ロングパスフィルタ９０４を用いて蛍光を光軸から分岐させる。ロングパスフィルタ９０４は、ＣＡＲＳ光波長域と蛍光波長域の中間波長をカットオン波長として有する。ロングパスフィルタ９０６は、ロングパスフィルタ９０４が分岐させた蛍光を、再度同じ光軸上に揃える。高速シャッタ９０５は、光路長調整機構９０２によって調整されたタイミングと同期して、蛍光励起光を遮断する。これにより、蛍光計測において蛍光励起光は検出器３１３に入射しない。したがって検出器３１３は、蛍光を検出することができる。
【００３３】
ＣＡＲＳ励起光とＣＡＲＳ信号光が検出器３１３に対して入射するタイミングは、蛍光励起光と蛍光が検出器３１３に対して入射するタイミングとは異なるので、これらは時間軸上では重ならない。さらにＣＡＲＳ励起光（ＳＣ光の長波長成分）の波長とＣＡＲＳ信号光の波長は異なるので（すなわち検出すべき波長成分が互いに異なるので個別に検出することができる：図４Ａ〜図５参照）、検出器３１３は入射するＣＡＲＳ信号光を検出することができる。励起光を除去するフィルタを別途設けてもよい。
【００３４】
高速シャッタ９０５としては、光源の繰り返し周波数に応じて最適なものを選択すればよい。繰り返し周波数が比較的遅い光源を用いる場合はメカニカルチョッパなどを用い、速い光源を用いる場合はポッケルス効果やカー効果を利用する光スイッチなどを用いればよい。
【００３５】
＜実施の形態３：まとめ＞
本実施形態３に係る光計測装置は、光路長調整機構９０２により、ＣＡＲＳ光と蛍光が時間軸上で互いに重ならないように調整するとともに、高速シャッタ９０５により、ＣＡＲＳ光と波長が重なるＳＣ短波長成分を除去する。これにより、ＣＡＲＳ計測と蛍光計測を一括して実施することができる。その結果、実施形態１と比較して読み出しノイズの低減や読み出し時間の短縮などの効果が得られる。
【００３６】
＜実施の形態４＞
実施形態３では、ＣＡＲＳ光とＳＣ短波長成分を時間的に分離することにより、一度の計測でＣＡＲＳ計測と蛍光計測を実施する。他方で、光路長調整機構９０２や高速シャッタ９０５を配置する必要があるので、装置構成が複雑である。本発明の実施形態４では、励起光の偏光を調整することにより、実施形態３よりも簡易な構成で実施形態３と同様の効果を発揮することを図る。
【００３７】
図１０は、本実施形態４に係る光計測装置の構成例である。アクロマティック波長板１００１は、ＳＣ短波長成分（蛍光励起光）の偏光を、ＳＣ長波長成分（ＣＡＲＳ励起光）の偏光とは異なるように調整する。偏光ビームスプリッタ１００２は各励起光を合波する。偏光ビームスプリッタ１００３は、蛍光励起光に対応する偏光成分を除去する。その他構成は実施形態３と同様である。本実施形態４は、励起光の偏光を調整することによりＣＡＲＳ計測と蛍光計測を同時に実施するので、より簡易な構成で実施形態３と同様の効果を発揮することができる。
【００３８】
＜実施の形態５＞
図１１は、本発明の実施形態５に係る光計測装置の構成例である。以上の実施形態においては単一の短パルスレーザ光源３０２から出射するレーザ光をビームスプリッタ３０３によってポンプ光と励起光に分岐するが、これに代えて２つの光源を設け、短パルスレーザ光源３０２はポンプ光を供給し、短パルスレーザ光源６０１は励起光を供給するようにしてもよい。この場合、ダイクロイックミラー３０８は短パルスレーザ光源３０２からレーザ光を受け取り、フォトニック結晶ファイバ３０４は短パルスレーザ光源６０１からレーザ光を受け取る。
【００３９】
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
３０１：コントローラ
３０２：短パルスレーザ光源
３０３：ビームスプリッタ
３０４：フォトニック結晶ファイバ
３０５：波長フィルタ
３０６：波長フィルタ
３０７：波長フィルタ
３０８：ダイクロイックミラー
３０９：波長フィルタ
３１０：ダイクロイックミラー
３１１：自動ステージ
３１２：観察対象
３１３：検出器
３１４：解析部
６０１：短パルスレーザ光源
９０１：ダイクロイックミラー
９０３：ビームスプリッタ
９０４：ロングパスフィルタ
９０５：高速シャッタ
９０６：ロングパスフィルタ
１００１：アクロマティック波長板
１００２：偏光ビームスプリッタ
１００３：偏光ビームスプリッタ
【図１】
2019090767.tif 000003
【図２】
2019090767.tif 000004
【図３】
2019090767.tif 000005
【図４Ａ】
2019090767.tif 000006
【図４Ｂ】
2019090767.tif 000007
【図４Ｃ】
2019090767.tif 000008
【図５】
2019090767.tif 000009
【図６】
2019090767.tif 000010
【図７】
2019090767.tif 000011
【図８】
2019090767.tif 000012
【図９】
2019090767.tif 000013
【図１０】
2019090767.tif 000014
【図１１】
2019090767.tif 000015