(57)【要約】  電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって供給される音響ＲＦ信号を使用して制御ユニットによって制御される広帯域光源および音響光学的同調可能フィルタ（ＡＯＴＦ）からなる蛍光測定システム。
2013545107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光測定システムにおいて、
ａ．広帯域ビームを供給するように配置構成された広帯域光源と、
ｂ．該広帯域ビームの少なくとも一部をフィルタリングしてそれによりフィルタリングされた光を供給するように配置構成された第１の同調可能な要素と、
ｃ．制御信号を該第１の同調可能な要素に供給するように配置構成された制御ユニットとからなり、
該第１の同調可能な要素は、音響光学的フィルタ（ＡＯＴＦ）であり、該ＡＯＴＦへの該制御信号は、該ＡＯＴＦが３０ｄＢ以上など、３５ｄＢ以上など、４０ｄＢ以上など、４５ｄＢ以上など、５０ｄＢ以上など、５５ｄＢ以上など、６０ｄＢ以上など、２５ｄＢ以上の帯域外抑制を行うように配置構成された電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって供給される音響ＲＦ信号である、システム。
【請求項２】
ａ．前記ＡＯＴＦによってフィルタリングされた光をサンプルに照射し、
ｂ．前記ＡＯＴＦが前記帯域外抑制を行う波長帯において該サンプルからの該照射への蛍光応答を測定するように配置構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ａ．蛍光顕微鏡、
ｂ．落射蛍光顕微鏡、
ｃ．ＳＴＥＤ顕微鏡、
ｄ．４π顕微鏡、
ｅ．ＳＰＤＭ局在顕微鏡、
ｆ．ＳＭＩ顕微鏡、
ｇ．Ｖｅｒｔｉｃｏ  ＳＭＩ顕微鏡、
ｈ．蛍光画像、および
ｉ．蛍光寿命画像顕微鏡（ＦＬＩＭ）の群から選択される請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記サンプルからの前記蛍光応答を検出するように配置構成された光子計数器をさらに備える、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記蛍光応答を時間の関数として測定するように配置構成される、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
複数のＶＣＯによって供給される複数のＲＦ制御信号は、前記ＡＯＴＦが前記フィルタリングされた光において複数のスペクトル線を出力できるようにするために多重化される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記フィルタリングされた光の前記中心波長が前記入射広帯域ビームの前記波長帯の一部を通して走査されるように前記制御信号が時間で変化することを条件とするように配置構成される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御ユニットは、前記フィルタリングされた光の前記スペクトル幅が時間で変化するように前記制御信号の前記振幅が時間で変化することを条件とするように配置構成される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記帯域外抑制は、照明波長から１０ｎｍ以上など、１５ｎｍ以上など、５ｎｍ以上の波長で行われる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＡＯＴＦによってフィルタリングされた光をサンプルに照射し、前記帯域外抑制を前記ＡＯＴＦが行う波長帯において該サンプルからの該照射への蛍光応答を測定する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステムの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域光源、例えばスーパーコンティニウム光源（ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｓｏｕｒｃｅ）からの広帯域ビームのフィルタリングを行うための光学フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１ａは、従来技術による２つの同調可能な出力波長１０を持つ従来技術の光源を示している。これは、電子制御部２を備える広帯域光源１からなる。広帯域光源の出力は、スペクトル・スプリッタ３に送られ、その後、これら２つの出力は、２つの同調可能フィルタ４、７に送られる。同調可能フィルタは、波長および／または出力パワーを変化させるように電子的に制御される６。それぞれの同調可能フィルタは、複数の波長を同時に放射することが可能である。さらに、フィルタの透過は、それぞれの波長で独立して設定することが可能である。同調可能フィルタからの２つの出力は、ファイバー送出システム５、８内に適宜結合され、前記ファイバー送出システムは、平行光学系からなる。
【０００３】
図１ｂは、同調可能フィルタ４に使用される電子制御部６の従来技術の概略図である。ＰＣ１１は、信号を直接デジタル合成（ＤＤＳ）ＲＦドライバ１２に送り、そこで、これを同調可能フィルタ４に供給されるＲＦ変調駆動電流に変換する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一つは、入射広帯域ビームをフィルタリングするためのフィルタを実現することであり、広帯域ビームは前記フィルタを通してビーム経路を画成する。一実施形態において、フィルタは、ビーム誘導光学系、角度分散素子、組みレンズ、および光導波路からなる。ビーム誘導光学系は、前記ビーム経路の第１の部分に沿って入射広帯域ビームを誘導するように配置構成される。角度分散素子は前記広帯域ビームの前記第１の部分がある入射角で前記角度分散素子上に入射するように配置構成され、これにより、広帯域ビームの異なる波長の光は、異なる角度で前記角度分散素子から出て、角度分散ビームを形成する。一実施形態において、ビームの前記第１の部分は、広帯域ビーム全体であり、一実施形態において、これは、広帯域ビームの一部（１００％未満）である。組みレンズは、前記角度分散素子の後に配置構成され、前記レンズは前記角度分散ビームをビーム経路に沿った第１の位置のスポットに集束するように配置構成される。光導波路は導光部分と導光部分が前記スポット内に集束するビームの少なくとも一部を集光するように前記第１の位置に配置構成された端面とからなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の文脈において、「角度分散素子」という語句は、入射広帯域ビーム内の個別の波長を異なる出射角に分散する素子を意味する。あるいは、複数の単一波長ビームを異なる入射角と組み合わせることもできる。
【０００６】
本発明の文脈において、「前」および「後」という語句はデバイスの異なる部分の位置決めに関連して使用され、「要素の前」という言い回しは、一実施形態では、デバイスの入口点と要素との間のビーム経路にそった位置を意味するものと解釈され、「要素の後」という言い回しは、一実施形態では、要素とデバイスの出口点との間のビーム経路に沿った位置を意味するものと解釈される。本発明の文脈において、デバイスという用語は、フィルタもしくはフィルタ・システムの一般化された用語である。一実施形態において、デ
バイスは、光源から分離されているフィルタを入れたユニットもしくはボックスである。一実施形態において、デバイスは、集積化広帯域光源に光学的に接続されているフィルタまたはフィルタ・システムを入れたユニットもしくはボックスである。
【０００７】
本発明の文脈において、ビーム誘導光学系は、広帯域ビームを導くための光学系（バルクまたはファイバー・ベース）である。一実施形態において、ビーム誘導光学系は、広帯域ビームを供給する広帯域光源から出口によって形成される。一実施形態において、ビーム誘導光学系は、角度分散素子単独で、または角度分散素子を１つまたは複数のレンズおよび／または回転式ミラーなどの１つまたは複数の反射コンポーネントと組み合わせて形成される。
【０００８】
本発明の目的の一つは、入射広帯域ビームを修正するためのデバイスを実現することであり、このデバイスは本発明による第１および第２のフィルタからなる。このデバイスは入射広帯域ビームを一方のビームがより高い波長帯にある波長の光を有し、他方のビームがより低い波長帯にある波長の光を有する２つのビームに分割するためフィルタの前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、これら２つのビームのうちの一方は第１のフィルタ内に導かれ、これら２つのビームのうちの他方は第２のフィルタ内に導かれる。
【０００９】
本発明の目的の一つは、ビーム経路に沿って伝搬する広帯域ビームのスペクトル形状を修正するための同調可能な広帯域フィルタを実現することであり、前記広帯域フィルタは第１の同調可能な要素と制御ユニットとからなる。一実施形態において、第１の同調可能な要素は、広帯域ビームの１つの波長帯の外の光を抑制するように配置構成される。制御ユニットは、第１の同調可能な要素を制御するように配置構成されている。一実施形態において、第１の同調可能な要素は、本発明の実施形態のどれかによるフィルタである。一実施形態において、第１の同調可能な要素は、反射素子および角度分散素子からなり、前記反射素子および／または前記角度分散素子は、前記広帯域ビームが前記空間的分散素子上に入射する角度が変更されるように回転させることができ、前記制御ユニットは、これらの素子の回転を制御する。一実施形態において、前記広帯域ビームは、前記空間的分散素子の第１の表面上に入射する。一実施形態では、入射角が変更されると１つの波長帯の中心波長における偏移が生じる。一実施形態において、前記フィルタの同調可能な要素は、組みレンズ、および導光部分と端面とからなる光導波路からなり、組みレンズは角度分散素子を出たビームの一部を前記導光部分に結合するように配置構成される。
【００１０】
一実施形態において、制御ユニットという用語は、概して電子制御用の回路を指し、単一のボックスまたはデバイス内に必ずしも集積化される必要はない。例えば、一実施形態では、システムは、フィルタを制御するための制御ユニットを有する同調可能フィルタからなるフィードバック・ループを制御するための制御ユニットからなる。簡単のため、制御ユニットの機能が２つ以上のユニットを使用して実装されうるとしても単一の制御ユニットを参照する。
【００１１】
フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル形状は、一実施形態では、ガウス分布、ローレンツ分布、ベッセル分布、フォークト分布、または超ガウス分布の群から選択される。
【００１２】
本発明の目的の一つは、入射広帯域ビームをフィルタリングし少なくとも第１のパラメータに関して前記ビームを修正するためのフィルタを実現することであり、前記フィルタは第１の同調可能な要素と制御ユニットとからなる。第１の同調可能な要素は、前記第１のパラメータに関して広帯域ビームを修正するように配置構成される。制御ユニットは、ｔ１より短い時間スケールで前記広帯域ビームの修正を制御する第１の同調可能な要素に
制御信号を供給するように配置構成される。
【００１３】
本発明の目的の一つは、広帯域ビームをフィルタリングするためのシステムを実現することであり、前記システムは
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
本発明による、前記広帯域光源からビームをフィルタリングするように配置構成されたフィルタとからなる。
【００１４】
本発明の目的の一つは、デュアルバンドＯＣＴシステムを実現することであり、このシステムは
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
本発明による、前記広帯域光源から広帯域ビームをフィルタリングしてデュアルバンド信号を供給するように配置構成されたデバイスとからなる。
【００１５】
本発明の目的の一つは、ＯＣＴシステムを実現することであり、このシステムは
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
本発明による、前記広帯域光源から広帯域ビームをフィルタリングしてＯＣＴシステムに適したフィルタリングされた広帯域ビームを供給するように配置構成されたフィルタとからなる。
【００１６】
本発明の目的の一つは、本発明によるフィルタを使用して広帯域光源から信号をフィルタリングすることに関する。この文脈において、広帯域光源からの信号は、光源から出力される広帯域ビームを指す。フィルタから出るフィルタリングされたビームは、一実施形態では、光コヒーレンス・トモグラフィ用のシステムに関連して使用される。フィルタから出るフィルタリングされたビームは、一実施形態では、白色光干渉法用のシステムに関連して使用される。フィルタから出るフィルタリングされたビームは、一実施形態では、フロー・サイトメトリー、回転盤、またはハイパー・スペクトルの用途用のシステムに関連して使用される。この文脈では、「に関連して使用される」という言い回しは、各システム、例えばＯＣＴシステムまたはフロー・サイトメータ用の光源として使用することを意味する。
【００１７】
本発明の目的の一つは、広帯域ビームを１つまたは複数のサブビームに分割するためのシステムに関し、前記システムは２つ以上の同調可能な要素および別々の時間間隔で前記同調可能な要素のうちの少なくとも２つを制御するように配置構成されたコントローラ、ならびに同調可能な要素間でＲＦ信号（制御信号）を分割するためのＲＦスプリッタからなる。
【００１８】
本発明の目的の一つは、広帯域ビームを１つまたは複数のサブビームに分割するためのシステムに関し、前記システムは２つ以上の同調可能な要素、別々の時間間隔で前記同調可能な要素のうちの少なくとも２つを制御するように配置構成されたコントローラ、および２つの同調可能な要素間で制御ユニットの制御を切り替えるためのスイッチからなる。
【００１９】
一実施形態において、前記スポット内の角度分散ビームは、導光部分の断面直径より大きい断面直径を有し、これにより、前記入射角度分散ビームの１つの波長帯の光のみが、前記導光部分によって集光され、前記１つの波長帯の外にある波長の光は、フィルタリングされて取り除かれる。前記スポットにおける光の波長が変化する前記スポットの寸法は、その寸法に沿った導光部分の断面寸法より大きいので、スペクトル幅は、一実施形態では、これらの寸法の比によって少なくとも一部は決定される。
【００２０】
一実施形態において、１つの波長帯は、スペクトル幅Δλおよび中心波長λｃを持つス
ペクトル形状を有する。
波長帯のスペクトル幅は、一実施形態では、半値全幅によって定義され、これは、光パワーがその最大値の半分に等しい２つの波長間の差によって与えられる。
【００２１】
一実施形態において、ビーム誘導光学系は、ビーム経路の前記第１の部分に沿って前記広帯域ビームを誘導するように配置構成された反射素子からなる。
一実施形態において、反射素子は、少なくとも１つのミラーからなる。前記ミラーの少なくとも１つは、一実施形態では、ダイクロイック・ミラーである。
【００２２】
一実施形態において、反射素子および／または角度分散素子はこれらの素子間のビーム経路の部分に関して回転可能であるように配置構成される。
一実施形態において、フィルタは、中心波長に関して同調可能である。中心波長は、一実施形態では、フィルタの異なる部分を移動することによって同調される。
【００２３】
一実施形態において、スポットおよび端面は、前記中心波長が同調されるような形で互いに関して移動されうる。角度分散素子を出る角度分散広帯域ビームを集束させることによって画成されるスポットは、スポット内の異なる断面位置に配置される異なる波長の光を有する。スポットの片側では比較的短い波長である光が見られ、スポットの反対側では比較的長い波長である光が見られる。前記導波部分および前記スポットを互いに関して移動することによって、導光部分によって集光され、誘導されるスペクトルの中心波長を同調することができる。これは、前記導光部分の断面寸法がスポットの断面寸法より小さいときに特に当てはまる。
【００２４】
一実施形態において、組みレンズとファイバー端面との間の距離は、前記ファイバー端面におけるスポットの断面寸法が変化し、フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル幅が同調されるように変更されうる。
【００２５】
一実施形態において、前記角度分散素子に関する前記ビーム経路の前記第１の部分の入射角は、前記中心波長が同調されるように変更されうる。入射角は、一実施形態では、前記ビーム経路の第１の部分に関して前記角度分散素子を回転することによって変更される。反射素子は、一実施形態では、前記ビーム経路の第１の部分が変更されるように、また前記入射角が変化するように回転可能であるように配置構成される。
【００２６】
一実施形態において、フィルタは、角度分散素子およびビーム誘導光学系の相対的配向を制御するように配置構成された制御ユニットからなる。
フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル幅は、一実施形態では、約２０ｎｍから約７００ｎｍまでの範囲など、約３０ｎｍから約５００ｎｍまでの範囲など、約５０ｎｍから約４００ｎｍまでの範囲など、約１０ｎｍから約１０００ｎｍまでの範囲内である。
【００２７】
フィルタリングされた広帯域ビームの中心波長は、一実施形態では、約５００ｎｍから約１５００ｎｍまでの範囲など、約４００ｎｍから約２０００ｎｍまでの範囲内である。中心波長は、一実施形態では、約５００ｎｍから約７００ｎｍまでの範囲内、または約７００ｎｍから約９００ｎｍまでの範囲内、または約９００ｎｍから約１１００ｎｍまでの範囲内、または約１３００ｎｍから約１４００ｎｍまでの範囲内である。
【００２８】
一実施形態において、導光部分の最大断面直径は、スポットの最大断面直径より小さく、スペクトル幅は導光部分およびスポットの断面直径／面積の比によって決定される。
角度分散素子は、一実施形態では、くさび、または角柱、および回折素子の群から選択される。
【００２９】
くさびは、くさびに入射する光を分散させ、異なる波長の光が前記くさびから出たときに異なる方向に分散されるように配置構成される。一実施形態において、この角度分散は、入射光が横切るくさびの第１および／または第２の表面に生じる。
【００３０】
一実施形態において、光導波路は、単一モード光ファイバーなど、微細構造エンドレス単一モード光ファイバー（ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｅｎｄｌｅｓｓｌｙ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ）などの、光ファイバーからなる。
【００３１】
一実施形態において、空間フィルタ素子は、好ましくは角度分散素子と前記組みレンズとの間の、前記ビーム経路内に配置構成される。
フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル形状は、一実施形態では、ガウス分布、ローレンツ分布、ベッセル分布、フォークト分布、または超ガウス分布の群から選択される。
【００３２】
一実施形態において、フィルタは、ビーム経路に沿ったモニタ位置のところで前記ビームを監視するように配置構成された監視ユニットからなる。モニタ位置は、一実施形態では、前記光導波路の後にある。一実施形態において、フィルタは、ビームの光パワーの数分の１を前記監視ユニットに向けるための反射体からなる。反射体は、一実施形態では、集束レンズなどの光学素子の表面である。これは、ビームの一部を受け取る別の光学素子が不要であるという点で有利である。一実施形態において、モニタ・ユニットは、ビームのスペクトル特性を測定し、および／またはモニタ・ユニットは、ビームの光パワーを測定する。
【００３３】
一実施形態において、監視ユニットは、異なる波長での光ファイバーの分布の測定を可能にするスペクトロメータからなる。いくつかの用途では、単一波長において光パワーを監視するだけで十分であり、監視ユニットは、一実施形態では、フォトダイオードからの直接的測定結果に基づくなど、単純な光パワー測定ユニットからなるものとしてよい。
【００３４】
一実施形態において、モニタは、前記制御ユニットにフィードバックを送るように配置構成される。制御ユニットは、一実施形態では、前記フィルタリングされた広帯域ビームを安定化するような方法で前記フィードバックに基づき前記ビーム経路の前記第１の部分および前記角度分散素子の相対的配向を制御するように配置構成される。フィルタリングされた広帯域ビームは、一実施形態では、スペクトル・プロファイルに関して、および／またはビームの光パワーに関して安定化される。ＬＣＤまたはＤＬＰフィルタを使用することで、フィードバック・ループに適していると思われる調節可能なフィルタリングを行うことができる。一実施形態において、ＬＣＤまたはＤＬＰは、同調可能な減衰フィルタおよび／または同調可能な空間フィルタとして適用される（例えば、図５ａおよび図６の特徴５２、５３、６２、および６３を参照）。
【００３５】
本発明の文脈において、「安定化される」という言い回しは、一実施形態では、ビームのスペクトル形状のビームの光パワーなどのビームのパラメータの変化が与えられた期間内において与えられた最大値よりも小さくなる状況を指す。この期間は、一実施形態では、０．００１秒、０．０１秒、もしくは０．１秒など、１秒の何分かの１、１秒、または５秒、１０秒、もしくは６０秒など、数秒である。ビームのパラメータの変化は、一実施形態では、絶対的変化もしくは相対的変化である。約３０％未満など、約２０％未満など、約１０％未満など、約５％未満など、約２％未満など、約１％未満など、約０．１％未満など、パラメータの値の数パーセント未満の変化である。
【００３６】
一実施形態において、フィルタリングされた広帯域ビームは、約０．５秒未満など、約
０．１秒未満など、約０．０５秒未満など、約０．０１秒未満など、約０．００５秒未満など、約０．００１秒未満など、約０．１ミリ秒未満など、約１秒未満で安定化される。
【００３７】
一実施形態において、フィルタは、反射素子の前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、前記スペクトル・スプリッタは、入射広帯域ビームを光がより高い波長帯の波長を有する１つのビームと、光がより低い波長帯の波長を有する１つのビームとに分割するように配置構成される。スペクトル・スプリッタは、一実施形態では、ダイクロイック・ミラーまたはリニア・バリアブル・フィルタである。
【００３８】
一実施形態において、デバイスは、デバイスの第１のフィルタおよび第２のフィルタから出るフィルタリングされたビームを組み合わせるように配置構成されたスペクトル・コンバイナからなる。一実施形態において、コンバイナは、ダイクロイック・ミラー、リニア・バリアブル・フィルタ、または第１のフィルタおよび第２のフィルタから出るフィルタリングされたビームを組み合わせるように配置構成された波長分割多重化装置からなる。
【００３９】
一実施形態において、デバイスは、入射広帯域ビームをフィルタリングしてデュアルバンドＯＣＴシステムに対する信号を形成するように配置構成される。
一実施形態において、フィルタおよび／またはデバイスは、光源からのビームがフィルタもしくはデバイスに入る際に通る入口点からなる。
【００４０】
一実施形態において、フィルタおよび／またはデバイスは、フィルタリングされた広帯域ビームがフィルタもしくはデバイスから出る際に通る出口点からなる。
一実施形態において、第１の同調可能な要素は、刺激に応答して屈折率を変化させるように配置構成された要素からなる。刺激は、一実施形態では、音響信号もしくは電気信号である。
【００４１】
前記刺激が電気信号であるフィルタにおいて、前記第１の同調可能な要素は、一実施形態では、電気光学的同調可能フィルタからなる。
前記刺激が音響信号であるフィルタの一実施形態において、前記第１の同調可能な要素は、音響光学的同調可能フィルタ（ＡＯＴＦ）からなる。ＡＯＴＦは、一実施形態では、無線周波（ＲＦ）発振器によって駆動される。
【００４２】
一実施形態において、フィルタは、同調可能フィルタとも称される第２の同調可能な要素からなる。一実施形態において、フィルタは、第３の同調可能な要素および適宜第４の同調可能な要素からなる。一実施形態において、第２およびその後の同調可能な要素のフィルタは、第１の同調可能な要素と実質的に同一である。一実施形態において、第２およびその後の同調可能な要素のうちの１つまたは複数は、第１の同調可能な要素に関して、および／または互いに関して異なる波長帯をフィルタリング／通過させるようになされる。このような一実施形態において、第１の同調可能な要素は、有限帯域幅を有し、例えば、可視波長に実質的に制限されたＡＯＴＦである。したがって、第２の同調可能フィルタを使用することで、第１の同調可能フィルタの帯域幅の外のより長い波長をフィルタリングすることができる。
【００４３】
一実施形態において、フィルタは、ＦＦＰ（ファイバー・ファブリー・ペロー）などの、ファブリー・ペロー共振器、または薄膜フィルタ、薄膜（バリア型）、または単色光分光器型フィルタからなる。
【００４４】
一実施形態において、フィルタは、第１の同調可能な要素の前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、前記スペクトル・スプリッタは入射広帯域ビームを光がより
高い波長帯の波長を有する１つのビームと、光がより低い波長帯の波長を有する１つのビームとに分割するように配置構成される。
【００４５】
一実施形態において、フィルタは、第１の同調可能な要素の前に配置構成された偏光ビーム・スプリッタからなり、前記偏光ビーム・スプリッタは偏光ビーム・スプリッタ上に入射した広帯域ビームを第１の偏光を有する１つのビームと第２の偏光を有する１つのビームとに分割するように配置構成される。
【００４６】
一実施形態において、第１の偏光を有するビームおよび第２の偏光を有するビームは、同じ同調可能な要素内に導かれる。
一実施形態において、ビームは、１つの同調可能な要素内に導かれる第１の偏光を有し、前記ビームは別の同調可能な要素内に導かれる第２の偏光を有する。
【００４７】
一実施形態において、スペクトル・スプリッタは、前記入射広帯域ビームが前記スペクトル・スプリッタによって第１のビームと第２のビームとに分割され、その後第１のビームおよび第２のビームのそれぞれが異なる偏光を有する２つのビームに分割されるように前記偏光スプリッタのうちの２つの前に配置構成され、これにより、４つのビームを発生する。
【００４８】
生成される４つのビームは、一実施形態では、４つの異なる同調可能な要素を通して誘導される。前記４つの異なる同調可能な要素のそれぞれは、一実施形態では、前記制御ユニットのうちの１つまたは複数によって制御される。
【００４９】
一実施形態において、入射広帯域ビームを分割することによって生成されるビームは、再び、前記同調可能フィルタの後で組み合わされ、フィルタリングされた広帯域ビームを形成する。偏光ビーム・スプリッタは、一実施形態では、分割されたビームを組み合わせるために使用される。
【００５０】
一実施形態において、フィルタは、第１の偏光を有する１つのビームおよび／または第２の偏光を有する１つのビームの偏光を回転するように前記偏光ビーム・スプリッタの後に配置構成された少なくとも１つの第１の２分の１波長板からなる。
【００５１】
２分の１波長板は、一実施形態では、同調可能な要素の前に配置構成される。一実施形態において、第２の２分の１波長板は、同調可能な要素の後に配置構成される。
一実施形態において、第１および第２の同調可能な要素は、互いに関して回転され、これにより、第１の同調可能な要素では一方の偏光を有する光を通過させ、第２の同調可能な要素では垂直偏光を通過させることができる。
【００５２】
一実施形態において、第１および第２の同調可能な要素に供給される制御信号では前記同調可能な要素が同じ波長帯を透過し、したがって、前記波長帯の電力が増大する。一実施形態において、これは、５００ｎｍ未満など、４５０ｎｍ未満など、４２５ｎｍ未満など、４００ｎｍ未満などのより短い波長を持つ広帯域光源の場合に特に有利である。このような一実施形態において、フィルタを使ったパワーの増大は、励起レーザからなるスーパーコンティニウム光源（適宜、光励起パワーを増大するために励起レーザ空洞の後に１つまたは複数の増幅器も備える）および光ファイバーなどの非線形媒質に対して特に有利である。光ファイバーは、典型的には、適宜１つまたは複数の空隙からなる実質的に純粋なシリカガラスの芯を持つ微細構造光ファイバーである。純粋なシリカガラスに例えばゲルマニウムを添加することも可能である。一実施形態において、ファイバーは、非線形ファイバーである。一実施形態において、スーパーコンティニウム光源は、米国特許第７，８００，８１８号、米国特許第８，０５９，３３３号、米国特許第７，７８７，５０３号
、および米国特許第８，０６４，１２８号のうちの１つまたは複数の発明による光源である。一実施形態において、スーパーコンティニウム光源は、これらの特許の請求項の１つまたは複数による光源である。一実施形態において、パワーの増大は、８００ｎｍ以上など、９５０以上など、９８０ｎｍ以上など、１０００ｎｍ以上など、１０５５ｎｍ以上など、１１００ｎｍ以上など、１２００ｎｍ以上など、１２５０ｎｍ以上など、励起光の波長が比較的長いときに、より短い波長に対して有利である。一実施形態において、フィルタを使った光の増大は、１８００ｎｍ以上など、１９００ｎｍ以上など、２０００ｎｍ以上、２１００ｎｍ以上など、２２００ｎｍ以上など、２２２０ｎｍ以上の波長など、広帯域光源によって生成される長い波長に対して特に有利である。一実施形態において、このような長い波長は、この範囲内でシリカは高い吸収帯を有するのでシリカ・ベースのファイバーの高いパワーでは生成するのが困難である。一実施形態において、これは、励起波長が、１２００ｎｍ未満など、１１００ｎｍ未満など、１３００ｎｍ未満である場合に特に当てはまる。一実施形態において、上述のスーパーコンティニウム光源は、述べられている短い波長ならびに述べられている長い波長を生成するように配置構成される。
【００５３】
音響光学的フィルタなどの、１つの偏光に対して著しい損失を有する同調可能フィルタからなるデバイスでは、広帯域光源からの他の方法だと非偏光のビームは、一実施形態では、偏光され、光パワーの損失の大きな割合を占める。これは、一実施形態では、例えば偏光ビーム・スプリッタを使用して入射ビームを第１の偏光と第２の偏光とに分割し、その後、第１の偏光を第１の同調可能フィルタに導くことによって克服される。
【００５４】
一実施形態において、前記偏光ビーム・スプリッタ、前記２分の１波長板、および前記ミラーは、集積化された要素内に組み込まれる。一実施形態において、これは、フィルタを使用する際にコンポーネントの手作業による位置合わせが少なくて済む、頑強で使いやすい構成を実現できるという利点を有する。
【００５５】
一実施形態において、第１および第２の同調可能な要素は、第１および第２のＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは第１のＲＦ信号を前記第１のＡＯＴＦに、第２のＲＦ信号を前記第２のＡＯＴＦに供給する。
【００５６】
一実施形態において、第１および第２のＲＦ信号の個別の制御により、個別のフィルタに対して可能なものに比べて広い波長帯となる組み合わされた出力が得られる。
一実施形態において、第１および第２のＲＦ信号の個別の制御は、出力の高速な偏光スイッチングを行うための方法を提供する。これは、位相外れとなるように２つの同調可能フィルタを交互にオン、オフすることによって実現することが可能である。
【００５７】
ＡＯＴＦの設計は、当技術分野でよく知られている。ＡＯＴＦのフィルタ関数は、フィルタ内に音波を発生するＲＦ制御信号によって少なくとも部分的に決定され、フィルタは次いで共振波長を持つ光を回折して一次ビームとマイナスの一次ビームとに分け、それぞれ元のビームと比較して新しい方向を有する。典型的には、広帯域光源から光をフィルタリングするためのＡＯＴＦは、複数の波長を出力することに関して多目的性、安定性、および使いやすさなどの特性があるためダイレクト・デジタル・シンセサイザ（ＤＤＳ）からのＲＦ信号を制御信号として利用する。したがって、一実施形態では、本明細書の同調可能フィルタ（複数可）は、ＤＤＳからのＲＦ信号によって制御されるＡＯＴＦによって形成される。しかし、発明者らは、広帯域ビームをフィルタリングするためのＡＯＴＦのいくつかの用途に関して、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を適用して制御信号を得ることが好ましいことを発見した。したがって、一実施形態では、同調可能フィルタは、ＡＯＴＦからなり、ＡＯＴＦのフィルタ関数は、電圧制御発振器から供給されるＲＦ信号によって制御される。一実施形態において、本明細書の同調可能フィルタ（複数可）は、ＶＣＯからのＲＦ信号によって制御されるＡＯＴＦによって形成される。ＤＤＳと比較してＶＣＯは
雑音が少なくなるように配置構成されうる。ＲＦ信号中の雑音は、ＡＯＴＦのフィルタ関数にも関わり、これは、一実施形態では、ＡＯＴＦの帯域外抑制に影響する。
【００５８】
帯域外抑制が問題となる用途の一例は、ＡＯＴＦによってフィルタリングされた光をサンプルに照射したことに応答して蛍光がサンプルから測定される用途である（さらに、原理上、他の光をサンプルに照射することもできる）。このようなシステムとしては、限定はしないが、蛍光顕微鏡、落射蛍光顕微鏡、ＳＴＥＤ顕微鏡、４π顕微鏡、ＳＰＤＭ局在顕微鏡（ＳＰＤＭ  ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、ＳＭＩ顕微鏡、Ｖｅｒｔｉｃｏ  ＳＭＩ顕微鏡、蛍光画像、および蛍光寿命画像顕微（ＦＬＩＭ）が挙げられる。特定のシステムにおいて、蛍光応答を測定するように配置構成された光子計数器を備える場合、ＶＣＯの適用の恩恵を受ける。蛍光応答、すなわち、サンプルから放射される光は、典型的には、照明光とは別の波長で放射される。蛍光応答と同じ波長の照明光は、螢光の測定に関するノイズ・フロアに寄与し、そのため（一般的に）弱い蛍光応答の検出を妨げる可能性がある。一実施形態において、広帯域光源の出力は、蛍光応答の波長帯に著しいスペクトル密度を有する。したがって、このような一実施形態では、サンプルを照射する広帯域光源からの光を選択するように配置構成された同調可能フィルタが高い帯域外抑制を有することが好ましいか、または必要ですらある。したがって、一実施形態において、本発明は、蛍光測定システムに関し、このシステムは
ａ．  広帯域ビームを供給するように配置構成された広帯域光源と、
ｂ．  前記広帯域ビームの少なくとも一部をフィルタリングしてそれによりフィルタリングされた光を供給するように配置構成された第１の同調可能な要素と、
ｃ．  制御信号を前記第１の同調可能な要素に供給するように配置構成された制御ユニットとからなり、
前記第１の同調可能な要素は、音響光学的フィルタ（ＡＯＴＦ）であり、前記ＡＯＴＦへの前記制御信号は、前記ＡＯＴＦが３０ｄＢ以上など、３５ｄＢ以上など、４０ｄＢ以上など、４５ｄＢ以上など、５０ｄＢ以上など、５５ｄＢ以上など、６０ｄＢ以上など、２５ｄＢ以上の帯域外抑制を行うように配置構成された電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって供給される音響ＲＦ信号である。好ましくは、ＡＯＴＦおよびＶＣＯは、一実施形態では、３５ｄＢ以上、なおいっそう好ましくは４０ｄＢ以上、なおいっそう好ましくは４５ｄＢ以上、なおいっそう好ましくは５０ｄＢ以上、なおいっそう好ましくは５５ｄＢ以上、なおいっそう好ましくは６０ｄＢ以上の帯域外抑制を行うように配置構成される。一実施形態において、蛍光測定システムは、
ｄ．  前記ＡＯＴＦによってフィルタリングされた光をサンプルに照射し、
ｅ．  前記ＡＯＴＦが前記帯域外抑制を行う波長帯において前記サンプルからの前記照射への蛍光応答を測定する
ように配置構成される。
【００５９】
以下で説明されるように、蛍光染料の典型的な一群は、照射波長と放射との間に約１０ｎｍから１００ｎｍ超までの範囲内の一定の間隔を有するが、この距離はそれより短いか、または長いことも可能である。したがって、一実施形態では、ＡＯＴＦは、照射波長以上から５ｎｍ超など、照射波長以上から１０ｎｍ超など、照射波長以上から１５ｎｍ超など、照射波長以上から２０ｎｍ超など、照射波長以上から３０ｎｍ超など、照射波長以上から４０ｎｍ超など、照射波長以上から１ｎｍ超広がる波長帯において帯域外抑制を行う。一実施形態において、この帯域外抑制は、照射波長以下から５００ｎｍなど、２００ｎｍ以下など、１５０ｎｍ以下など、１００ｎｍ以下など、７５ｎｍ以下など、５０ｎｍ以下など、２５ｎｍ以下などの上限を有する。
【００６０】
一実施形態において、ＡＯＴＦは、回折されたビームのビーム経路が、前記ＡＯＴＦに適用されるＲＦ周波数とは無関係となるように配置構成される。
一実施形態において、蛍光測定システムは、前記蛍光応答を時間の関数として測定する
ように配置構成される。一実施形態において、このようなシステムは、短い測定時間のせいで雑音に対する感度が高くなるためＶＣＯの適用の恩恵を受ける。
【００６１】
一実施形態において、複数のＶＣＯからのＲＦ信号は、制御信号と多重化され、これにより、ＡＯＴＦは前記フィルタリングされた光で多重スペクトル線を出力することができる。以下で定義されているような帯域外抑制は、この場合、多重スペクトル線から離れた波長の光の抑制として定義される。
【００６２】
ＡＯＴＦへの制御信号は、典型的には、ＡＯＴＦによって回折されるそれぞれの波長について実質的に単一周波数（主周波数）の信号である。それぞれの波長は、典型的には、複数の波長の帯域（例えば、図２０のピーク「Ａ」を参照）として定義されるが、単一波長と称される。制御信号における雑音および側波帯は、典型的には、波長を主帯域の外側に偏向させる（例えば、ピークＡ）、すなわち、帯域外抑制を低減する。一実施形態において、ＡＯＴＦへの制御信号は、２５ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの範囲内など、２５ＭＨｚから２００ＭＨｚまでの範囲内など、１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの範囲内にある。一実施形態において、単一のＡＯＴＦへの制御信号は、１００ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、８０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、６０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、５０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、４０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、３０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、２０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなど、１０ＭＨｚ以下の狭さのサブバンドなどの、上述の範囲のサブバンドと同調可能である。一実施形態において、単一のＡＯＴＦへの制御信号は、少なくとも１０ＭＨｚのサブバンドなど、少なくとも２０ＭＨｚのサブバンドなど、少なくとも４０ＭＨｚのサブバンドなど、少なくとも６０ＭＨｚのサブバンドなど、少なくとも８０ＭＨｚのサブバンドなど、少なくとも１００ＭＨｚのサブバンドなどの、上述の範囲のサブバンドと同調可能である。一実施形態において、狭い波長帯は低い帯域外雑音に対応する。一実施形態において、ＡＯＴＦの帯域外抑制は、比較的高い振動数を持つＶＣＯを適用し、その後、この周波数をＡＯＴＦに適した周波数に細分することによって改善される。したがって、実施形態では、ＶＣＯは、４倍以上など、８倍以上など、１６倍以上など、ＡＯＴＦへの制御信号の周波数の２倍以上の周波数で発振する。しかし、一実施形態では、制御信号は、ＶＣＯと同じ主周波数を有する。一実施形態において、発振周波数の細分は、帯域外位相雑音に効果を有する、すなわち制御信号の主周波数から遠い周波数での位相雑音が低減される。
【００６３】
蛍光測定における帯域外抑制は、典型的には、照射波長から約２０ｎｍ程度である。例えば、吸収波長（すなわち、照射波長）と放射波長帯との間の間隔が約１０ｎｍから１００ｎｍ超までの範囲内であるが、典型的には２０ｎｍ程度であるＡｌｅｘａ  Ｆｌｕｏｒファミリの蛍光染料を考える。一実施形態において、これは、ＡＯＴＦへの制御信号の１ＭＨｚから５０ＭＨｚまでの範囲内の変化に対応する。帯域外抑制は、放射波長において特に必要なので、制御信号の帯域外抑制は、したがって、一実施形態では、主周波数に関して２ＭＨｚ以上など、主周波数に関して３ＭＨｚ以上など、主周波数に関して４ＭＨｚ以上など、主周波数に関して５ＭＨｚ以上など、主周波数に関して７ＭＨｚ以上など、主周波数に関して１０ＭＨｚ以上など、主周波数に関して２０ＭＨｚ以上など、主周波数に関して１ＭＨｚより高い周波数で測定される雑音密度として決定される。一実施形態において、ＡＯＴＦの帯域外抑制は、少なくともＡＯＴＦのクロストークなどの問題が無視されるときに、制御信号の帯域外抑制とともに実質的に直線的に増大する。したがって、一実施形態では、制御信号は、ＡＯＴＦ以上の帯域外抑制を有する。一実施形態において、制御ユニットは、ＡＯＴＦへ透過される前に光源（例えば、ＤＤＳまたはＶＣＯ）からのＲＦ信号を増幅するように配置構成された増幅器からなる。この増幅器は、典型的には、信号に雑音を加えることになる。したがって、一実施形態では、ＶＣＯは、制御信号より高い３ｄＢ以上など、６ｄＢ以上など、９ｄＢ以上など、１２ｄＢ以上など、１５ｄＢ以上など、１８ｄＢ以上などの、制御信号以上の帯域外抑制を有する。
【００６４】
いくつかの用途では、出力波長を制御することが重要であり、ＶＣＯは、一実施形態では、ＤＤＳに比べてドリフトしがちであると思われる。一実施形態において、上で説明されているようなＶＣＯ制御ＡＯＴＦは、本明細書で説明されている実施形態のどれかによるフィードバック・システムとともに実装され、これにより、ＡＯＴＦ出力、例えば図７にレイアウトされているようなフィードバック・システムを安定化させる。一実施形態において、ＶＣＯをロックし、固定周波数ステップを利用すると都合がよい。一実施形態において、安定化は、同調可能な減衰および／または同調可能な空間フィルタとして、例えば、フィードバック・ループの一部として適用されるＬＣＤまたはＤＬＰフィルタによってさらに、または代替的になされる。一実施形態において、スペクトル・スプリッタまたは偏光ビーム・スプリッタのいずれかによって生成される２つのビームは、１つの同調可能な要素に誘導されて通される。これは、２つのビームが同じフィルタ関数によってフィルタリングされることが意図されているときに有利な場合がある。
【００６５】
一実施形態において、フィルタは、ビーム経路に沿ったモニタ位置のところで前記ビームを監視するように配置構成された監視ユニットからなる。モニタ位置は、一実施形態では、前記同調可能な要素の後、および／または前記角度分散素子の後にある。一実施形態において、フィルタは、光パワーの数分の１を前記監視ユニットに向けるための反射体からなる。
【００６６】
一実施形態において、モニタ・ユニットは、ビームの光パワーおよび／またはビームのスペクトル特性を測定する。一実施形態において、モニタ・ユニットは、ビームのＮ個の波長において光パワーの個別の測定を行う。数値Ｎは、一実施形態では、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１６、２０またはそれ以上など、２以上である。
【００６７】
一実施形態において、モニタは、前記制御ユニットにフィードバックを送るように配置構成される。制御ユニットは、一実施形態では、フィルタから出るフィルタリングされたビームを安定化させるような形で前記フィードバックに基づき同調可能な要素を制御するように配置構成される。フィルタリングされたビームは、一実施形態では、スペクトル・プロファイルに関して安定化される。一実施形態において、フィルタリングされたビームは、前記Ｎ個の波長のうちのいくつかの波長における光パワーに関して安定化される。一実施形態において、フィードバックは、同調可能な減衰および／または同調可能な空間フィルタとして適用されるＬＣＤまたはＤＬＰを介してさらに、または代替的になされる。
【００６８】
一実施形態において、フィルタリングされたビームは、フィルタリングされたビームにおける光パワーに関して安定化される。
一実施形態において、ｔ１は、約１ミリ秒未満など、約０．１ミリ秒未満など、約０．０１ミリ秒未満など、約０．００１ミリ秒未満など、約１０ミリ秒未満である。
【００６９】
第１のパラメータは、一実施形態では、スペクトル幅、一実施形態ではスペクトル幅にわたる光パワーの分布であるスペクトル形状、広帯域ビームの光パワー、光パワーの安定性、偏光、および広帯域ビーム内のピークの数の群から選択される。
【００７０】
リニア・バリアブル・フィルタを使用して形成されるＡＯＴＦまたは帯域通過フィルタなどの同調可能フィルタは、波長の１つまたは複数の帯域もしくは線がこれらの帯域もしくは線の外の波長に関して実質的に損失なしでフィルタを通過するフィルタ関数を有する。本発明の議論において、損失とは、典型的には吸収されるか、またはビーム経路から離れる方向に反射されるビーム経路から失われる光を意味する。それぞれの帯域または線は、スペクトル幅Δλ、中心波長λｃ、中心波長、および最小損失の波長を有する。多くの場合、λｃおよび最小損失の波長は、実質的に一致しているか、またはシルクハット形の
フィルタ関数の場合、波長帯は、最小損失の波長と実質的に同じ損失を有する。フィルタ関数は、フィルタ関数の通過帯域を定義する半値全幅（ＦＷＨＭ）帯域幅をさらに有する。上記のように、帯域外抑制は、一実施形態では、同調可能フィルタによってフィルタリングされる光をサンプルに照射したことに応答してサンプルからの蛍光を測定する用途において問題となる。このような一実施形態において、帯域外抑制（または単なる抑制）は、フィルタの通過帯域内の最小損失に関して測定される蛍光応答の波長帯におけるフィルタの最小損失である。
【００７１】
一実施形態において、帯域外抑制は、通過帯域からｘｎｍを超えて離れる波長に対する最小損失として定義される。一実施形態において、ｘは、ＦＷＨＭ帯域幅の１倍以上など、１．５倍以上など、２倍以上など、３倍以上など、３．５倍以上など、０．５倍以上に等しい。一実施形態において、ｘは、１０ｎｍ以上など、１５ｎｍ以上など、それ以上など、２０ｎｍ以上など、５ｎｍ以上である。一実施形態において、フィルタは、帯域の外では光を通過させることができる使用帯域幅全体を有する。したがって、帯域外抑制は、一実施形態では、この使用帯域幅の内側で評価される。一実施形態において、使用帯域幅は、フィルタの中心帯域幅から１００ｎｍ以上までなど、２００ｎｍ以上までなど、３００ｎｍ以上までなど、４００ｎｍ以上までなど、５００ｎｍ以上までなど、５０ｎｍ以上まで広がる。
【００７２】
一実施形態において、フィルタ関数は、低い損失を有する中心ピークおよびより高い損失を有する一連のサイド・ピークを有する。ＡＯＴＦは、そのようなフィルタ関数を表すことができるフィルタの一例である。図２０は、約６４０ｎｍで最小損失を有するＡで指定されている主伝送ピークおよびサイド・ピークＢからＧを持つＡＯＴＦの例示的なフィルタ関数を示している。一実施形態において、帯域外抑制は、ピークＡ最小損失に関する第１のサイド・ピーク（すなわち、ＢまたはＣ）の高さとして定義される。一実施形態において、帯域外抑制は、ピークＡ最小損失に関する第２のサイド・ピーク（すなわち、ＤまたはＥ）の高さとして定義される。一実施形態において、帯域外抑制は、ピークＡ最小損失に関する第３のサイド・ピーク（すなわち、ＦまたはＧ）の高さとして定義される。一実施形態において、フィルタは、例えば図１６のフィルタ関数Ｃなどのシルクハット形フィルタ関数を有する。このような一実施形態において、帯域外抑制は、フィルタから離れる方向の平均損失に関する平均シルクハット形プラトー（すなわち、図１６の関数Ｃに対して約５７０ｎｍから６５０ｎｍまで）として定義される（すなわち、図１６の関数Ｃに対して約５５０ｎｍより下、６７０ｎｍより上の波長）。
【００７３】
一実施形態において、帯域外抑制は、同調可能フィルタの代わりに互いの後に複数のフィルタを適用することによって改善される。したがって、一実施形態では、前記同調可能フィルタは、２つの同調可能フィルタからなる。一実施形態において、これら２つのフィルタのフィルタ関数は、フィルタの通過帯域内で、１０％以内であるなど、実質的に同一である。一実施形態において、２つの同調可能フィルタは、２つのＡＯＴＦであり、一方のＡＯＴＦは、他方のＡＯＴＦからフィルタリングされた光をフィルタリングするように配置構成される。この方法で、帯域外抑制は、倍にできる（ｄＢで）。一実施形態において、ＲＦ制御信号は、２つ（またはそれ以上）のＡＯＴＦと実質的に同じである。一実施形態において、ＲＦ制御信号は、単一のＶＣＯまたはＤＤＳから分割される。一実施形態において、ＲＦ信号の複数の発信源が使用される。一実施形態において、２つ（またはそれ以上）のＡＯＴＦは、実質的に同じ関数を与えるように較正される。一実施形態において、ＲＦ制御信号は、したがって、ＡＯＴＦフィルタが例えば生成の差により異なる場合に異なりうる。同様に、一実施形態では、２つの帯域通過フィルタを適用することができる。一実施形態において、異なるタイプの複数のフィルタを組み合わせてもよい。例えば、ＡＯＴＦを帯域通過フィルタと組み合わせる。ＡＯＴＦは、例えば、高い帯域外抑制を有する帯域通過フィルタの通過帯域の内側でその後同調されうる比較的狭い中心ピークを
与えることができる。
【００７４】
上で述べたように、フィルタは、その帯域の外ではフィルタが低損失となる動作帯域を有することができる。一実施形態において、複数のフィルタを適用して、動作帯域を広げる。例えば、帯域通過フィルタ（以下で説明する）は、図１６の曲線Ｃの関数に似たフィルタ関数を有することができる。しかし、特定の波長（図示せず）より上（および／または下）で、損失はここでもまた低減されうる。一実施形態において、好適な遮断波長を持つさらなるローパス・フィルタ（短波長通過フィルタとも称される）をこれらの特定の波長より上のフィルタ波長に適用する。同様に、ハイパス・フィルタ（長波長通過フィルタとも称される）を帯域通過フィルタの動作帯域の外の低い波長に対して適用することができる。
【００７５】
一実施形態において、制御ユニットは、前記中心波長が、前記入射広帯域ビームの波長帯の一部を通して走査されるように時間で変化する前記同調可能な要素に制御信号を送るように配置構成される。
【００７６】
同調可能な要素は、一実施形態では、ＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは、一実施形態では、前記ＡＯＴＦに（例えば、ＤＤＳおよび／またはＶＣＯを介して）ＲＦ信号を供給するように配置構成され、ＲＦ信号の周波数は、前記中心波長が、前記入射広帯域ビームの波長帯の一部を通して走査されるように時間で変化する。
【００７７】
同調可能な要素は、一実施形態では、ＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは、前記ＡＯＴＦにＲＦ信号を供給するように配置構成され、ＲＦ信号の周波数または振幅は、スペクトル幅が時間で変化するように時間で変化する。
【００７８】
広帯域光源は、一実施形態では、スーパーコンティニウム光源、白色光源、ＳＬＥＤ、エルビウム・ベースのＡＳＥ光源などの能動素子ベースのＡＳＥ光源、ランプ、およびフェムト秒レーザの群から選択される。
【００７９】
一実施形態において、広帯域ビームは、少なくとも１０μＷ／ｎｍで少なくとも１オクターブに及ぶパワー・スペクトルを有する光ビームである。一実施形態において、広帯域ビームは、５００μＷ／ｎｍ以上など、１μＷ／ｎｍ以上など、５μＷ／ｎｍ以上など、１０μＷ／ｎｍ以上などの、少なくとも５０μＷ／ｎｍで少なくとも１オクターブに及ぶ。一実施形態において、広帯域ビームは、１．５オクターブ以上など、２オクターブ以上など、０．５オクターブ以上に及ぶ。一実施形態において、広帯域ビームは、半値全幅（ＦＷＨＭ）として測定して少なくとも１オクターブに及ぶパワー・スペクトルを有する光ビームである。一実施形態において、広帯域は、励起光で非線形光学素子（例えば、ファイバー）を励起することで得られる。一実施形態において、ＦＷＨＭは、そのパワー・スペクトルから残留励起光のパワー・スペクトルを減算した後に決定される。一実施形態において、広帯域ビームは、ｗｓ≧１００ｎｍなど、ｗｓ≧２００ｎｍなど、ｗｓ≧３００ｎｍなど、ｗｓ≧４００ｎｍなど、ｗｓ≧５００ｎｍなど、ｗｓ≧１０００ｎｍなど、ｗｓ≧１５００ｎｍなど、ｗｓ≧２０００ｎｍなど、ｗｓ≧２５００ｎｍなど、ｗｓ≧５０ｎｍとなるような幅ｗｓを有するパワー・スペクトルＳを有する光ビームである。このような一実施形態において、ｗｓは、ＦＷＨＭとして測定される。一実施形態において、ＦＷＨＭは、そのパワー・スペクトルから残留励起光のパワー・スペクトルを減算した後に決定される。一実施形態において、広帯域ビームは、１つまたは複数の穴のあるパワー・スペクトルを示すことがあり、したがって、一実施形態では、スペクトルの範囲または幅は、パワー・スペクトルが上記の閾値を超える光パワーを示す波長の最も広い範囲として測定される。例えば、一実施形態では、パワー・スペクトルは、それぞれ１０μＷ／ｎｍを超える２０００ｎｍ隔てて並ぶ２つのピークからなり、その場合、幅または範囲は２０
００ｎｍに決定される。しかし、一実施形態では、スペクトルは、実質的に連続するスペクトルであり、したがって、その範囲または幅以内で、パワー・スペクトルは、幅または範囲の５０％超など、７０％超など、８０％超など、９０％超など、９５％超など、９９％超など、１００％など、３０％超の上記の閾値より高い。
【００８０】
一実施形態において、本明細書の広帯域光源は、米国特許第７，８００，８１８号、米国特許第８，０５９，３３３号、米国特許第７，７８７，５０３号、および米国特許第８，０６４，１２８号のうちの１つまたは複数の発明によるスーパーコンティニウム光源である。一実施形態において、スーパーコンティニウム光源は、これらの特許の請求項の１つまたは複数による光源である。
【００８１】
一実施形態において、同調可能な要素はそれぞれ、音響光学的同調可能フィルタ（ＡＯＴＦ）からなり、前記制御ユニットはＲＦドライバ（例えば、ＤＤＳおよび／またはＶＣＯ）からなり、前記スイッチはＲＦスイッチからなる。
【００８２】
一実施形態において、システムは、ＲＦドライバにどの音響光学的同調可能要素が接続されているかを感知するように配置構成された感知ユニットをさらに備える。一実施形態において、感知ユニットは、ＲＦ信号に関して少なくともＤＣのＤＣ信号を検出するように配置構成された検出器からなる。あるいは、ＲＦ信号の帯域の外の高周波信号が、一実施形態では使用される。
【００８３】
異なるタイプのＡＯＴＦクリスタルは、ＲＦ駆動周波数とフィルタリングされた波長（回折された波長）との間に異なる関係を有する。絶対的波長精度を改善するためには、この関係を知ることが有益である。同じタイプのクリスタルであっても、回折波長関係に対してわずかに異なる駆動周波数を有することがある。バッチのバラツキ、クリスタルへの入射角度、さらにはクリスタルの温度によって差が生じうる。
【００８４】
ＲＦ駆動周波数と波長との関係は、多くの場合、クリスタルの温度の影響を受ける。この関係は、クリスタルの温度安定化によって固定されうる。あるいは、クリスタルの温度の影響を、例えばルックアップ・テーブルを使って、マッピングし、補正することができる。
【００８５】
ＲＦチェーン（ドライバ、伝送線路、およびクリスタル）におけるインピーダンス、およびＲＦ電力／回折効率の線形性などの要因は、特定のＲＦ駆動周波数／波長に対する最高の回折効率に到達するのに要するＲＦ電力−これは最適なＲＦ電力と称される−に一定の影響力を有する。最適なＲＦ電力は、ＲＦ周波数の関数となっている。一実施形態において、これはマッピングすることができ、コンポーネントのその特定の組み合わせについて一定である。コンポーネントが置き換えられる場合−同等のコンポーネントに置き換えられる場合であっても、この関係は影響を受ける可能性がある。したがって、特定のシステムについて最適な回折効率に到達するために、ＲＦ周波数の関数としての最適なＲＦ電力は、一実施形態では、パラメータ・セットの一部としてマッピングされるべきである。
【００８６】
特定のクリスタルに対する最適なパラメータ・セットを知ることも、１つのシステム内で複数のクリスタルを同時に、または入れ替え可能に使用する（例えば、後述のＲＦスイッチを使用するか、または単に一方のクリスタルから他方のクリスタルにＲＦケーブルを変えるだけで）ときに有利である。
【００８７】
一実施形態において、クリスタルパラメータは、ＡＯＴＦモジュールに保存することができるが、モジュールが２つ以上のクリスタルを含み、単一のＲＦドライバによって（一度に１つずつ、ＲＦ信号をクリスタルのいずれかにルーティングすることによって）制御
される場合、制御ユニットが接続されるクリスタルを決定することができる。
【００８８】
これを知る１方法は、システムにこの情報を手動入力することである。別の方法は、接続されるクリスタルを感知することである。追加の信号をＲＦ伝送線路に追加することによって、どのクリスタルが接続されているかを決定することが可能である。一実施形態において、ＡＯＴＦクリスタルの好適な動作パラメータは、メモリに格納される。
【００８９】
可能な１実装では、感知信号は、ＲＦ伝送線路上のＤＣバイアス電位とすることが可能である。ＤＣ電位は、ＲＦドライバもしくはクリスタルに影響を与えることなく追加し検出することができる。
【００９０】
一実施形態において、感知信号のさらなる利点は、クリスタルが１つに接続されている場合にそれを感知することが可能であるという点である。これにより、接続されているクリスタルがないときにＲＦ電力が印加された場合に生じるＲＦドライバの破壊を防ぐことも可能である。
【００９１】
いくつかの用途では、単一のＡＯＴＦの制限された帯域幅により、いくつかの相補的なＡＯＴＦを単一のシステムに含めることが魅力的なものとなる（例えば図１を参照）。一実施形態において、例えば可視光線出力と赤外線出力が同時に必要でない場合に複数のクリスタルを一度に動作させる必要はない。ＲＦ信号を所望のＡＯＴＦのクリスタルに切り替えることによって、複数のクリスタルに対して単一のＲＦドライバでの実装が可能になり、コスト低減につながる。単純な実装では、これは、ＲＦ信号を所望のクリスタルに手動でルーティングすることによって行うことができる。このアプローチを使用する場合には誤差の危険性があり、またあまり使い勝手はよくない。またこのアプローチは高度に自動化された設定にも向かない。電子制御ＲＦスイッチを導入し、信号ルーティングを電子的に行うようにすることで、この問題が回避される。
【００９２】
ＲＦスイッチは、例えば、
メーコン・テクノロジー・ソリューションズ（Ｍａｃｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）のＭＡＳＷ−００７５８７
ミニ・サーキッツ（Ｍｉｎｉ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）のＨＳＷＡ２−３０ＤＲ＋
チャータ・エンジニアリング社（Ｃｈａｒｔｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｉｎｃ．）のＬ１ＳＥＲＩＥＳ、ＤＰＤＴ（ＴＲＡＮＳＦＥＲ）、ＤＣ−２６．５ＧＨｚ
とすることが可能である。
【００９３】
２つ以上のクリスタルが同時に制御される場合、２つ以上のＲＦドライバでこれを行うことが可能である。あるいは、信号が分割され、個別のクリスタルに（ＲＦ電力分配器を使用して）ルーティングされる場合に単一のドライバを使用して行うこともできる。このアプローチの利点は、システムが簡素化され、コストが軽減される点である。分割は、例えば、図９および図１０の構成などの構成において適用することが可能である。
【００９４】
１実装形態では、２つ（またはそれ以上の）クリスタルに対するＲＦ駆動周波数と波長との関係は、入射角を変えることによって個別のクリスタルに対する関係を調整してマッチさせることができる。
【００９５】
１実装形態では、２つのクリスタルのＲＦ駆動周波数と波長との関係は、クリスタルの温度を制御することによってマッチさせることができる。
ＲＦ電力分配器は、例えば、パステルナーク・エンタープライズ（Ｐａｓｔｅｒｎａｋ
Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ）の２〜５００ＭＨｚのＢＮＣメス出力分割器とすることが可能である。
【００９６】
本発明は、好ましい実施形態に関連して、図面を参照しつつ、以下でさらに詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１ａ】広帯域ビームを修正するための従来技術のデバイスを示す図。
【図１ｂ】同調可能フィルタに使用される電子制御部の従来技術の概略図。
【図２】従来技術で広帯域光源の直後およびスペクトル・スプリッタからの２つの出力アームのところの光スペクトルの測定結果を示すグラフ。
【図３】従来技術で時間の関数としてスペクトル・スプリッタからの２つの出力アームのところの光パワーの測定結果を示すグラフ。
【図４】従来技術における同調可能フィルタの後の光スペクトルの測定結果を示すグラフ。
【図５ａ】本発明の一実施形態による同調可能広帯域フィルタを示す図。
【図５ｂ】広帯域光源からの、本発明による同調可能フィルタの後の測定されたスペクトルを示すグラフ。
【図５ｃ】広帯域光源からの、本発明による同調可能フィルタの後の測定されたスペクトルを示すグラフ。この場合、フィルタリングされたスペクトルはスパイクを含む。
【図６】本発明の一実施形態による２つの同調可能な広帯域スペクトル出力を含める方法を示す図。
【図７】本発明の一実施形態による複数の波長で出力を同時安定化するための方法を示す図。
【図８】同調可能フィルタの後の出力パワーを増大する方法を示す図。
【図９】同調可能フィルタの後の高速な偏光スイッチングおよび出力パワーの増大を可能にする方法を示す図。
【図１０】同調可能フィルタの後の高速な偏光スイッチングおよび出力パワーの増大を可能にする別の方法を示す図。
【図１１ａ】図１０に示されている広帯域光源およびフィルタに対する測定されたスペクトルを示すグラフ。
【図１１ｂ】図１０に示されている２つの同調可能フィルタの後の測定されたパワーさらにはこれら２つを組み合わせて得られる出力を示すグラフ。
【図１２】図１０からの２つの同調可能フィルタの後の測定された出力スペクトルさらには組み合わされた出力を示すグラフ。
【図１３】光源の出力を２つの同調可能な出力と組み合わせるための方法を示す図。
【図１４】本発明の一実施形態における同調可能フィルタに使用される、電子制御部の概略図。
【図１５】透過スペクトルがフィルタ上の位置とともに変化する、可変フィルタを使用して出力をフィルタリングするための方法を示す図。
【図１６】２つの可変フィルタで広帯域光源をフィルタリングすることによって得られる測定されたスペクトルを示すグラフ。
【図１７】可変フィルタを使用して２つの同調可能なスペクトル出力を得る方法を示す図。
【図１８】図１７からの２つの同調可能なスペクトル出力を組み合わせる方法を示す図。
【図１９】スーパーコンティニウム光源の寿命を延長する方法を示す図。
【図２０】ＡＯＴＦの例示的なフィルタ関数を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００９８】
これらの図は概略図であり、明確にするため簡略化されている場合がある。本明細書全体を通して、同じ参照番号は、同一のまたは対応する部分に対して使用される。
本発明のさらなる適用可能範囲は、以下で述べる詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、詳細な説明および具体例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、本発明の精神と範囲のうちにあるさまざまな変更形態および修正形態は当業者にとってはこの詳細な説明から明らかであるので、例示のみで与えられていることを理解されたい。さらに、本発明の範囲は、２つの特徴が明らかに相互排他的でない限り、一方の実施形態からの特徴を別の実施形態の特徴と組み合わせることもあることに留意されたい。
【００９９】
図１ａは、従来技術による２つの同調可能な出力波長１０を持つ従来技術の光源を示している。これは、電子制御部２を備える広帯域光源１からなる。広帯域光源の出力は、スペクトル・スプリッタ３に送られ、その後、これら２つの出力は、２つの同調可能フィルタ４、７に送られる。同調可能フィルタは、波長および／または出力パワーを変化させるように電子的に制御される６。それぞれの同調可能フィルタは、複数の波長を同時に放射することが可能である。さらに、フィルタの透過は、それぞれの波長で独立して設定することが可能である。同調可能フィルタからの２つの出力は、ファイバー送出システム５、８内に適宜結合され、前記ファイバー送出システムは、平行光学系からなる。
【０１００】
図１ｂは、同調可能フィルタ４に使用される電子制御部６の従来技術の概略図である。ＰＣ１１は、信号を直接デジタル合成（ＤＤＳ）ＲＦドライバ１２に送り、そこで、これを同調可能フィルタ４に供給されるＲＦ変調駆動電流に変換する。
【０１０１】
図２は、従来技術における光スペクトルの測定結果を示しており、Ａ）は広帯域光源１の直後にあり、Ｂ）およびＣ）はスペクトル・スプリッタ３から２つの出力アームのところにある。図は、国際出願第２００９／０９５０２３Ａ２号から抜粋した図である。この例では、分割は、ダイクロイック・ミラーで実行され、低い波長部分はスペクトルＢ）に反射され、高い波長部分はスペクトルＣ）へ透過される。中間波長帯が存在し（２０）、そこでは光が両方の出力スペクトルに分割される。
【０１０２】
図３は、時間の関数としてスペクトル・スプリッタ３からの２つの出力アームのところの光パワーの測定結果を示す（従来技術）。ここでＡ）は、赤外線による出力のパワーであり、Ｂ）は、可視光線による出力のパワーである。
【０１０３】
図４は、同調可能フィルタ４の後の光パワーの測定結果を示している。この例では、これは１つの出力波長のみを放射するように設定される（従来技術）。一実施形態において、同調可能フィルタは、ＡＯＴＦであり、これはＲＦドライバによって駆動される。ここで、複数の波長を同時に放射することが可能である。しかし、これらの波長は、ＲＦ信号中のビーティングを回避するために出力の少なく３ｄＢの帯域幅で隔てられるべきである。
【０１０４】
図５ａは、本発明の一実施形態による同調可能広帯域フィルタを示す。広帯域光源１の出力は、ミラー５０および分散素子５１に向けられる。ミラーおよび／または角度分散素子は、これら２つの素子間の回転を可能にする、電子制御部６に接続される。システムは、適宜、同調可能減衰フィルタ５２および／または同調可能空間フィルタ５３も備えることができる。光は、レンズ系５４によってコリメートされ、空間フィルタとしても機能する、ファイバー５によって集光される。システムは、光の大半を出力５６に送り、光のわずかな部分を検出器システム５７に送る広帯域スプリッタ５５を適宜備えることが可能である。前記検出器システムは、ここでもまた広帯域光源１および／またはミラー５０に接続され、出力パワーを安定化する、電子制御システム６に接続される。一実施形態において、ファイバーは、単一モード・ファイバーおよび／またはエンドレスな単一モード・ファイバーである。一実施形態において、コリメーティング・レンズ系５４およびファイバー５は、ファイバー送出システム内で組み合わされる。一実施形態において、コリメーテ
ィング・レンズ系５４は、複数のレンズからなる。一実施形態において、ミラー５０は、ダイクロイック・ミラーであり、これは、システム上の熱負荷を制限するため望ましくない波長帯を分離する。一実施形態において、角度分散素子５１の前に少なくとも１つの追加のミラーがある。一実施形態において、これらのミラーのうちの１つは、中心波長と出力パワーの両方を制御できるように２つの垂直な方向に回転させることが可能である。角度分散素子５１は、くさび、角柱、または光を分散させる他の光学素子からなるものとしてよい。一実施形態において、フィルタリング・システムはＯＣＴに使用される。
【０１０５】
図５ｂは、広帯域光源（Ａ）からの、本発明による同調可能広帯域フィルタ（Ｂ）の後のスペクトルを示す。フィルタからの出力は、広帯域光源からのスペクトルが使用される波長帯内で平坦でないとしても、ガウス分布に似た形状を有することが観察される。
【０１０６】
図５ｃは、本発明による同調可能広帯域フィルタ（Ａ）の後のスペクトルおよびこのスペクトルへのガウス関数によるフィッティング（Ｂ）を示す。このスペクトルは、広帯域光源から発せられる、１０６０ｎｍの光のスパイクからなる。一実施形態において、このスパイクは、角度分散素子の後に空間フィルタ５３を使用することによって除去される。
【０１０７】
図６は、本発明の一実施形態による２つの同調可能な広帯域スペクトル出力を含める方法を示す。広帯域光源１の出力は、スペクトルの低い波長部分と高い波長部分とを分離する、ダイクロイック・ミラーに向けられる。これらの出力はそれぞれ、図５に説明されているようにフィルタリングされる。この２つの出力スペクトルは、電子制御部６を通じて独立して同調可能であり、これにより、２つのミラーと角度分散素子との間の回転が可能になる。最後に、これら２つの出力は、６６で組み合わされて単一の出力６７を形成する。コンバイナ６６は、ファイバーＷＤＭなどの波長多重化装置、またはダイクロイック・ミラーまたは他の波長依存フィルタからなるものとしてよい。一実施形態において、システムはデュアル・バンドＯＣＴに使用される。
【０１０８】
図７は、本発明の一実施形態による複数の波長で出力を同時安定化するための方法を示す。広帯域光源１の出力は、そのスペクトルから１つまたは複数の波長を透過する、同調可能フィルタ４に向けられる。これらの波長は、広帯域スプリッタ７０に送られる。スプリッタは、光の大半を出力７１に送る。しかし、この光のわずか部分は、同調可能フィルタ６の制御部に接続されている、波長依存検出器７２に向けられる。この例では、コントローラは、フィードバック・ループが形成され、それぞれの波長におけるフィルタの透過がこの波長における測定されたパワーを一定に維持するように変化させられるようにプログラムされる。一実施形態において、波長依存検出器は、例えば、オーシャン・オプティカル（Ｏｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ）のＵＳＢ２０００＋などのスペクトロメータである。本発明の文脈において、波長依存検出器は、検出器がスペクトロメータなどの、１組の波長もしくは波長帯に対して実質的に別々の測定を行うことを意味することを意図されている。一実施形態において、安定化は、同調可能な減衰および／または同調可能な空間フィルタとして、例えば、フィードバック・ループの一部として適用されるＬＣＤまたはＤＬＰフィルタによってさらに、または代替的になされる。
【０１０９】
一実施形態において、フィードバックは、単一の、もしくは少数の光波長に基づく。このような一実施形態において、スプリッタ７０は、必ずしも広帯域ではなく、および／または検出器７２は、波長依存ではない。
【０１１０】
一実施形態において、波長依存検出器７２は、同調可能フィルタ４の上流に配置され、そのため、これは検出器７２によって検出された信号において同調可能フィルタの伝達関数を含んでいた。このような一実施形態において、フィード・フォワード信号は、フィルタ４からの出力を安定化させるために検出器７２の出力に基づき同調可能フィルタ４へ透
過される。
【０１１１】
前の説明から、同調可能フィルタ７２は、本明細書において説明されている同調可能フィルタのどれかであってよいことは明らかである。
一実施形態において、広帯域スプリッタ７０の機能は、別の光機能も有する光学的コンポーネントから得られることが好ましい。一実施形態において、このようなコンポーネントは、レンズもしくは別の透過性コンポーネントであり、検出器に向けられるわずかな部分は、コンポーネントの表面からの残留反射である。一実施形態において、前記残留反射は、無誘導セクションから前記透過光学的コンポーネントへの遷移から生じ、一実施形態において、前記残留反射は、前記透過光学的コンポーネントから前記無誘導セクションへの遷移から生じる。本発明により、フィードバック・ループは、他の何らかの方法では光損失および／または光学収差を持ち込む可能性のある追加の光学的コンポーネントを導入することなく実装されうる。別の機能を有する光学的コンポーネントを使用するこのアプローチは、本明細書のフィードバックもしくはフィード・フォワード・ループのどれかで例えば５５の広帯域スプリッタとして実装されうる。広帯域光源においてフィードバックに残留光を使用することについては、本願明細書に援用する係属中の米国特許出願第２０１０／０３２９２９２号でさらに説明されている。
【０１１２】
一実施形態において、光のわずかな部分が、検出器に向けられ、多モード光ファイバーなどの光ファイバーによって誘導される。
一実施形態において、顕微鏡などの、広帯域光源システムからの光を利用する光学系内でフィードバック信号を収集することが好ましい。この方法では、加えられる光におけるスペクトル分布および／またはパワー・レベルの変化は、光源内で補正されうる。本明細書の文脈では、広帯域光源システムは光源１であり、適宜同調可能フィルタと組み合わされ、別の光学系で使用する出力ビームを供給する。一実施形態において、図１、図５ａ、図６〜図１０、図１３〜図１５、図１７〜図１９に示されている構成のうちの１つまたは複数は、広帯域光源システムを構成する。一実施形態において、広帯域スプリッタ７０または残留光を供給するコンポーネントは、広帯域光源の後に置かれる。一実施形態において、検出器７２は、広帯域光源からの光を利用するシステム内に同様に配置され、電気信号が光源システムにフィードバックされる。しかし、一実施形態では、検出器は、広帯域光源とともに配置され、光のわずかな部分が、光源システムに、例えば、デュアルｙケーブルを介して戻される。一実施形態において、光源システムからの出力を利用するシステムのところで、またはシステム内で光のわずかな部分を集光することによってフィードバック・ループを形成するこの方法は、本明細書において説明されているフィードバック・ループのどれかにおいて適用可能である。
【０１１３】
図８は、同調可能フィルタの後の出力パワーを増大する方法を示す。典型的には、同調可能フィルタは、例えば、フィルタがＡＯＴＦである場合に、１つの偏光における光にのみ機能する。そのため、望ましくない偏光におけるすべての光は排除される。この問題を回避するために、広帯域光源１からの光を偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）８０に送る。第１の偏光は、ＰＢＳ８０によって透過されて同調可能フィルタ４に送られ、ミラー８１によって反射され、第２のＰＢＳ８５によって反射され、出力８６に送られる。第２の偏光は、ＰＢＳ８０によってミラー８２上に反射され、その後、２分の１波長板８３を通り、第１のビームの偏光と同じになるように偏光を９０°変える。その後、これは、第１の偏光と同じ同調可能フィルタ４を通り、別の２分の１波長板８４を通って送られ、第２のＰＢＳ８５を透過する。最後に、これは、第２のＰＢＳ８１内の第１の偏光と組み合わされる。実際、これは、従来の解決策に比べて広い作動領域を持つ同調可能フィルタを製作することを必要とする可能性がある。一実施形態において、同調可能フィルタの作動領域は、１０ｍｍである。一実施形態において、ＰＢＳは、グラン・プリズムからなる。一実施形態において、ＰＢＳ８０、ミラー８２、および２分の１波長板８３は、単一のコン
ポーネントに一体化される。両方の偏光に対して同じフィルタを使用することによって、単一の偏光のみを使用することに関して実質的にすべての波長が２倍になるように実質的に同じフィルタ関数が適用される。
【０１１４】
図９は、同調可能フィルタの後の高速な偏光スイッチングおよび出力パワーの増大を可能にする方法を示す。この設定は、現在、第２の偏光は第２の同調可能フィルタ９０を通して送られるという点を除き、図８に類似している。同調可能フィルタは両方とも、電子制御システム６によって制御される。しかし、制御システムは、２つの同調可能フィルタへの制御信号が独立した信号となるように構成される。一実施形態において、２つの同調可能フィルタは、実質的に同じ波長応答を有し、例えば、これらのフィルタは、類似の機能を実行し、および／または同じタイプから離れて実行するように較正される。この構成の別の利点は、２つの同調可能フィルタから出力をインタリーブすることによって、フィルタの後に帯域幅を増やすことが可能であるという点である。一方および／または両方のフィルタへの制御信号を調節することによって、それぞれのフィルタの出力の大きさは、一実施形態では、調節可能である。このような一実施形態において、一方または両方のフィルタは、ＡＯＴＦであり、出力効率は前記フィルタへの制御信号の振幅を介して調節することができる。これらのフィルタからの出力の大きさを調節することによって、出力偏光を操作することができる。一実施形態において、偏光スイッチングは、フィルタをそれぞれオン、オフすることによって実現される。このような一実施形態において、出力８６がサンプルの複屈折測定において適用され、これにより、サンプルを、制御可能な偏光特性を有するビームで調べることができる。
【０１１５】
図１０は、同調可能フィルタの後の高速な偏光スイッチングおよび出力パワーの増大を可能にする別の方法を示す。この設定は、２分の１波長板が取り外され、その代わりに、第２の同調可能フィルタが９０°回転される（１００）ことを除き、図９に類似している。
【０１１６】
図１１ａは、図１０による光源およびフィルタを使用した実験の結果を示している。曲線Ａ）は、広帯域光源１）に対するスペクトルであり、Ｂ）は、同調可能フィルタ４のうちの１つの後のスペクトルであり、Ｃ）は、２つの同調可能フィルタからの出力（８６）が組み合わされた後のスペクトルである。
【０１１７】
図１１ｂは、２つの同調可能フィルタ４、１００からの出力の後のＡ）およびＢ）出力、さらにはこれら２つを組み合わせて得られる出力Ｃ）を示す。曲線のそれぞれの点は、図１１に示されているものに似た測定結果を表す。
【０１１８】
図１２は、２つの同調可能フィルタ４、１００の後のＡ）およびＢ）出力、さらにはＡ＋Ｂ）組み合わされた出力を示す。この例では、２つの同調可能フィルタからの出力は、特にずらされ、したがって組み合わされた出力は、個別のフィルタからの出力より広い。ＡおよびＢにおける光は、異なる偏光を有する。
【０１１９】
図１３は、光源の出力を２つの同調可能な出力１０と組み合わせるための方法を示す。第１の同調可能フィルタ４からの出力は、ミラー１３０によって反射され、２分の１波長板１３１を通して送られる。その後、これは偏光ビーム・スプリッタ１３２内の第２の同調可能フィルタ７からの出力と組み合わされる。２つのフィルタ４、７は異なるスペクトル帯域幅を有するので、組み合わされた出力１３３は、非常に広い範囲にわたって同調可能なものとなる。それに加えて、両方の同調可能フィルタを中間波長域２０で動作させることが可能であり、光は両方の出力アームに分割される。これら２つの出力を組み合わせることによって、この波長域内でパワーを増大することが可能である。１代替的実施形態では、組み合わせビーム・スプリッタ１３２は、スペクトル・スプリッタ、例えばフィル
タ４、７からビームを組み合わせるように配置構成されたダイクロイック・ミラーによって置き換えられ、したがって、フィルタからの出力の異なるスペクトル範囲を利用してこの組み合わせを実行する。
【０１２０】
前記実施形態の１つにおいて、２つのフィルタ４、７、９０、１００は制御信号がＶＣＯによって制御されるＡＯＴＦである。偏光スプリッタまたはスペクトル・スプリッタのいずれかを使用してこれらのビームを組み合わせることによって、単一ビームの線の数を増やすことができる。
【０１２１】
図１４は、同調可能フィルタ４に使用される電子制御部６の概略図を示している。ＰＣ１１は、信号をＤＡ基板１４０に送り、その後、電圧制御発振器（ＶＣＯ）ＲＦドライバ１４１内に送り込み、そこで、これを、ＲＦ信号をブーストするように配置構成された増幅器を介して適宜、同調可能フィルタ４に供給されるＲＦ変調器駆動電流に変換する。一実施形態において、周波数は掃引される。一実施形態において、この掃引は、ハイパー・スペクトル測定のための広帯域出力の高速合成に利用される。一実施形態において、掃引は、任意のスペクトルを合成するために使用される。一実施形態において、前記任意のスペクトルはガウス関数である。
【０１２２】
図１５は、透過スペクトルがフィルタ上の位置とともに変化する、可変フィルタを使用して出力をフィルタリングするための方法を示す。広帯域光源１からの出力は、可変長波通過フィルタ１５０（すなわち、ハイパス・フィルタ）および可変短波通過フィルタ１５１（すなわち、出力へのローパス・フィルタ）によってフィルタリングされる。両方の可変フィルタが、電子制御部６に接続され、これにより、フィルタを移動して透過スペクトルを変化させることができる。一実施形態において、ビームは、最初に可変長波通過フィルタによって透過し、その後可変短波通過フィルタによって透過する。一実施形態において、前記可変フィルタは、リニア・バリアブル・フィルタである。リニア・バリアブル・フィルタは、例えば、デンマークの会社であるデルタ・ライト・アンド・オプティクス（Ｄｅｌｔａ  Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ）［デンマーク、ホルショルム（Ｈｏｒｓｈｏｌｍ）所在］から入手することができる。一実施形態において、可変長波通過フィルタまたは可変短波通過フィルタのいずれかが省かれる。一実施形態において、前記リニア・バリアブル・フィルタは、１５ｄＢ以上など、２０ｄＢ以上など、３０ｄＢ以上など、４０ｄＢ以上など、５０ｄＢ以上など、６０ｄＢ以上など、１０ｄＢ以上の帯域外抑制を有する。一実施形態において、このようなリニア・バリアブル・フィルタの利点は、帯域外抑制が高いことである。用途によっては、例えば、蛍光測定／顕微鏡では、蛍光信号を検出できるようにするために、高い帯域外抑制が好ましいか、または必要ですらある。一実施形態において、帯域外抑制は、上記のＶＣＯの適用に関して説明されているように定義される。図１６は、２つの可変フィルタで広帯域光源をフィルタリングすることによって得られる測定されたスペクトルを示す。ここで、Ａ）は、広帯域光源からのスペクトルであり、Ｂ）は、フィルタの１つの設定によって最適化されるスペクトルであり、Ｃ）は、フィルタの別の設定によって得られるスペクトルである。
【０１２３】
図１７は、可変フィルタを使用して２つの同調可能なスペクトル出力を得る方法を示す。図１５のように、広帯域光源１からの出力は、可変長波通過フィルタ１５０および出力１５２への可変短波通過フィルタ１５１によってフィルタリングされる。それに加えて、可変長波通過フィルタからの反射ビームを利用する。前記第２のビームは、ミラー１７０によって反射され、可変フィルタ１５０および１５１を通して送られる。しかし、前記第２のビームは、第１のビームと異なる位置を横切るため、異なるフィルタ特性が得られる。そこで、第２の出力１７２は、第１の出力１５２と異なる波長を含む。一実施形態において、長波通過フィルタ１５０での前記第２のビームの反射を利用して、第３のビームを形成し、このビームも、前記可変フィルタ１５０、１５１によってフィルタリングされる
。
【０１２４】
図１８は、図１７からの２つの同調可能なスペクトル出力を組み合わせる方法を示す。図１７のように、２つのビームが異なる位置で可変フィルタ１５０、１５１を通過している。さらに、第２のビームは、第２のミラー１８０によって反射され、第２の可変短波通過フィルタ１８１における第１のビームと多重化され、前記第２の短波通過フィルタの透過スペクトルは、第１の短波通過フィルタ１５０の透過スペクトルとマッチするように電気的に制御される。
【０１２５】
図１９は、スーパーコンティニウム光源の寿命を延長する方法を示す。これは、ＳＥＥＤレーザ１９０、増幅器チェーン１９１、１９２、および非線形ファイバー１９３からなる。このチェーン内の最後増幅器は、外部制御部１９３に接続されている、電子制御部６によって制御される。外部制御部は、最後の増幅器への高電流と低電流との間の高速スイッチングを可能にし、これにより、非線形ファイバーに入力パワーを送る。一実施形態において、外部制御部は、スーパーコンティニウム光源と一体化される。一実施形態において、外部制御部は、トリガー信号を最後の増幅器に送出し、これにより、電流は高から低に、または低から高に変化する。トリガー信号は、原理上、第２の増幅器の増幅を制御するように構成される好適な信号とすることができる。一実施形態において、可変減衰器またはスイッチング可能ビーム・ブロックは、増幅器１９２の出力とファイバー１９３との間に配置構成され、これにより、ファイバーに送出されるパワーを制御する。用途によっては、高出力パワーは常時必要というわけではないが、ターン・オン時間が短いことが重要である。このような一実施形態では、本明細書で説明されている広帯域光源の顕微鏡または別の用途に使用されるような、スーパーコンティニウム光源またはシステム組み込み光源は、スーパーコンティニウム光源の最後の増幅器１９２が高増幅度をもたらす動作モードを有するということができる。これらの用途では、外部制御オプションにより、ユーザは、必要な場合に光を得ることができ、したがって、システムの利用できる時間数が増える。一実施形態において、システムの寿命は、非線形ファイバーの寿命によって制限され、非線形ファイバーの寿命は、前記ファイバーへの入力パワーに伴って減少する。一実施形態において、前記減少速度は、最初に、比較的低いが、非線形ファイバーへの入力パワーに伴って増加する。従来技術（国際公開第２００９／０２４４９０号）では、外部制御機能を使用することで、ユーザは、高速な立ち上がり時間で最後の増幅器１９２のオン、オフを切り替えることができる。しかし、最後の増幅器をオフ状態からオン状態に切り替えると、システム内に著しい熱的変化が生じるおそれがあり、このため、安定性が一時的に低下し、最後の増幅器１９２をオンにして１００ｍｓ経過した後、１０〜２０％程度変動をファイバーからの出力にもたらす。一実施形態において、ファイバーの寿命は、ファイバーへの励起光を例えば、２０％またはそれよりもっと小さい値まで低減することによって著しく延びる。本発明による一実施形態では、外部制御部は、最後の増幅器を完全にオフにしないが、増幅器に増幅の低減を行わせる。この場合、スーパーコンティニウム光源またはシステム組み込み光源は、スーパーコンティニウム光源の最後の増幅器が動作モードにおける増幅に関して低い増幅度を与える低パワー・モードを有すると言うことができる。一実施形態において、前記低電流は、高電流の７５％程度など、高電流の５０％程度など、高電流の２５％程度など、高電流の１０％程度などである。一実施形態において、外部制御部は、最後の増幅器に最後の増幅器の増幅度を下げさせる。一実施形態において、前記増幅度は、動作中の増幅度の９０％以下など、８５％以下など、８０％以下など、７５％以下など、７０％以下など、６０％以下など、５０％以下など、４０％以下など、３０％以下など、２０％以下など、１０％以下など、９５％以下である。したがって、一実施形態では、本発明は、上で説明されているようなスーパーコンティニウム光源およびシステム内のその光源の使用に関し、スーパーコンティニウム光源は、少なくとも上述の動作および低パワー・モードを有する。一実施形態において、低パワーモードの適用により、動作モードに切り換えてから１００ｍｓ後に５％未満で安定した出力が得られる
。一実施形態において、出力は、３％未満など、２％未満など、１．５％未満など、１％未満など、０．５％未満など、４％未満で安定する。一実施形態において、これらの安定性測定値は、４００から４５０ｎｍなど、６００から７００ｎｍなど、または４００から７００ｎｍなどの波長帯の範囲内で測定される。一実施形態において、これらの安定性測定は、動作モードにおいて比較的長い運転時間の後に存在する光源の残っている不安定性に関して不安定性を加えられる。長い時間は、一実施形態では、２分を超えるなど、５分を超えるなど、１０分を超えるなど、３０分を超えるなど、１時間を超えるなど、１分を超える。
【０１２６】
本発明は、独立請求項（複数可）の特徴によって定められる。好ましい実施形態は、従属請求項において定められる。請求項中の参照番号は、その範囲に関して非制限的であることが意図されている。
【０１２７】
いくつかの好ましい実施形態が前の説明で示されているが、本発明は、それらに限定されず、特許請求の範囲において定められている主題の範囲内にある他の方法でも具現化されうることに留意されたい。
例１：
広帯域の同調可能なスペクトルを形成するためのシステムは図５に示されているように製作された。広帯域光源は、エヌケーティー・フォトニクス（ＮＫＴ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）のＳｕｐｅｒＫ  Ｃｏｍｐａｃｔである。
【０１２８】
それに加えて、以下のコンポーネントを使用した。
【０１２９】
【表１】
2013545107.tif 000003
波長を得るために、角度分散素子を回す前にミラーを回した。標準角度は、典型的には、１度未満であった。その結果得られる中心波長の変化を、スネルの法則を使用することによって計算することができる。
例２：
同調可能フィルタの後の高速な偏光スイッチングおよび出力パワーの増大を可能にする方法は、図１０に示されているように構成された。広帯域光源は、エヌケーティー・フォトニクス（ＮＫＴ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）のＳｕｐｅｒＫ  Ｃｏｍｐａｃｔである。
【０１３０】
それに加えて、以下のコンポーネントを使用した。
【０１３１】
【表２】
2013545107.tif 000004
本発明の実施形態は、以下の項目群に従ってさらに明確に指示される。
１．入射広帯域ビームをフィルタリングするためのフィルタであって、広帯域ビームは前記フィルタを通してビーム経路を画成し、前記フィルタは、
前記ビーム経路の第１の部分に沿って入射広帯域ビームを誘導するように配置構成されたビーム誘導光学系と、
前記広帯域ビームの前記第１の部分が、ある入射角で前記角度分散素子の第１の表面上に入射するように配置構成され、これにより、広帯域ビームの異なる波長の光は、異なる角度で前記角度分散素子から出て、角度分散ビームを形成するように配置構成された角度分散素子と、
前記角度分散素子の後に配置構成され、前記角度分散ビームの少なくとも一部をビーム経路に沿った第１の位置のスポットに集束するように配置構成される組みレンズと、
導光部分、および導光部分が前記スポット内に集束するビームの少なくとも一部を集光するように前記第１の位置に配置構成された端面からなる光導波路と
からなるフィルタ。
２．前記スポット内の角度分散ビームは、前記入射角度分散ビームの１つの波長帯内の光のみが前記導光部分によって集光され、前記１つの波長帯の外の波長の光はフィルタリングで除去されるように導光部分の断面直径より大きい断面直径を有する項目１に記載のフィルタ。
３．前記第１の位置は、実質的に前記組みレンズの焦点面内にある項目１または２に記載のフィルタ。
４．前記第１の位置は、前記組みレンズの焦点面からオフセットされた平面にある項目１または２に記載のフィルタ。
５．１つの波長帯は、スペクトル幅Δλおよび中心波長λｃを持つスペクトル形状を有する項目２から４のいずれか１項に記載のフィルタ。
６．前記ビーム誘導光学系は、ビーム経路の前記第１の部分に沿って前記広帯域ビームを誘導するように配置構成された少なくとも１つの反射素子からなる項目１から５のいずれか１項に記載のフィルタ。
７．前記反射素子は、ミラーからなる項目６に記載のフィルタ。
８．前記ミラーのうちの少なくとも１つはダイクロイック・ミラーである項目７に記載のフィルタ。
９．反射素子および／または角度分散素子は、これらの素子間のビーム経路の部分に関して回転可能であるように配置構成される項目６から８のいずれか１項に記載のフィルタ。１０．中心波長に関して同調可能である項目１から９のいずれか１項に記載のフィルタ。１１．前記スポットおよび前記端面は、前記中心波長が同調されるような形で互いに関し
て移動されうる項目１から１０のいずれか１項に記載のフィルタ。
１２．前記角度分散素子に関する前記ビーム経路の前記第１の部分の入射角は、前記中心波長が同調されるように変更されうる項目１から１１のいずれか１項に記載のフィルタ。１３．前記入射角は、前記ビーム経路の前記第１の部分に関して前記角度分散素子を回転することによって変更される項目１２に記載のフィルタ。
１４．反射素子は、前記ビーム経路の第１の部分が変更されるように、また前記入射角が変化するように回転可能である項目１から１３のいずれか１項に記載のフィルタ。
１５．角度分散素子およびビーム誘導光学系の相対的配向を制御するように配置構成された制御ユニットからなる項目１から１４のいずれか１項に記載のフィルタ。
１６．フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル幅は、約２０ｎｍから約７００ｎｍまでの範囲など、約３０ｎｍから約５００ｎｍまでの範囲など、約５０ｎｍから約４００ｎｍまでの範囲など、約１０ｎｍから約１０００ｎｍまでの範囲内である項目１から１５のいずれか１項に記載のフィルタ。
１７．フィルタリングされた広帯域ビームの中心波長は、約５００ｎｍから約１５００ｎｍまでの範囲など、約４００ｎｍから約２０００ｎｍまでの範囲内である項目１から１６のいずれか１項に記載のフィルタ。
１８．組みレンズとファイバー端面との間の距離は、前記ファイバー端面におけるスポットの断面寸法が変化し、フィルタリングされた広帯域ビームのスペクトル幅が同調されるように変更されうる項目１から１７のいずれか１項に記載のフィルタ。
１９．前記スポットにおける光の波長が変化する前記スポットの寸法は、その寸法に沿った導光部分の断面寸法より大きい項目１から１８のいずれか１項に記載のフィルタ。
２０．前記角度分散素子は、くさび、または角柱、および回折素子の群から選択される項目１から１９のいずれか１項に記載のフィルタ。
２１．前記光導波路は、光ファイバーである項目１から２０のいずれか１項に記載のフィルタ。
２２．前記光ファイバーは、単一モード光ファイバーである項目２１に記載のフィルタ。２３．前記光ファイバーは、微細構造エンドレス単一モード光ファイバーである項目２１に記載のフィルタ。
２４．空間フィルタ素子は、好ましくは前記角度分散素子と前記組みレンズとの間の、前記ビーム経路内に配置構成される項目１から２３のいずれか１項に記載のフィルタ。
２５．前記スペクトル形状は、ガウス分布、ローレンツ分布、ベッセル分布、フォークト分布、または超ガウス分布の群から選択される項目１から２４のいずれか１項に記載のフィルタ。
２６．ビーム経路に沿った第１の位置のところで前記ビームを監視するように配置構成された監視ユニットからなる項目１から２５のいずれか１項に記載のフィルタ。
２７．前記第１の位置は、前記光導波路の後である項目２６に記載のフィルタ。
２８．ビームの光パワーの数分の１を前記監視ユニットに向けるための反射体からなる項目２６または２７に記載のフィルタ。
２９．前記モニタ・ユニットは、ビームのスペクトル特性を測定する項目２６から２８のいずれか１項に記載のフィルタ。
３０．前記モニタ・ユニットは、ビームの光パワーを測定する項目２６から２９のいずれか１項に記載のフィルタ。
３１．前記モニタは、前記制御ユニットにフィードバックを送るように配置構成される項目２６から３０のいずれか１項に記載のフィルタ。
３２．前記制御ユニットは、前記フィルタリングされた広帯域ビームを安定化するような方法で前記フィードバックに基づき前記ビーム経路の前記第１の部分および前記角度分散素子の相対的配向を制御するように配置構成される項目３１に記載のフィルタ。
３３．フィルタリングされた広帯域ビームは、スペクトル・プロファイルに関して安定化される項目３２に記載のフィルタ。
３４．フィルタリングされた広帯域ビームは、光パワーに関して安定化される項目３２ま
たは３３に記載のフィルタ。
３５．前記フィルタリングされた広帯域ビームは、約０．５秒未満など、約０．１秒未満など、約０．０５秒未満など、約０．０１秒未満など、約０．００５秒未満など、約０．００１秒未満など、約０．１ミリ秒未満など、約１秒未満で安定化される項目３２から３４のいずれか１項に記載のフィルタ。
３６．反射素子の前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、前記スペクトル・スプリッタは、入射広帯域ビームを光がより高い波長帯の波長を有する１つのビームと、光がより低い波長帯の波長を有する１つのビームとに分割するように配置構成される項目１から３５のいずれか１項に記載のフィルタ。
３７．項目１から３５のいずれか１項に記載の第１および第２のフィルタからなる、入射広帯域ビームを修正するためのデバイスであって、前記デバイスは入射広帯域ビームを一方のビームがより高い波長帯にある波長の光を有し、他方のビームがより低い波長帯にある波長の光を有する２つのビームに分割するためフィルタの前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、これら２つのビームのうちの一方は第１のフィルタ内に導かれ、これら２つのビームのうちの他方は第２のフィルタ内に導かれる、デバイス。
３８．第１のフィルタおよび第２のフィルタから出るフィルタリングされたビームを組み合わせるように配置構成されたスペクトル・コンバイナをさらに備える項目３７に記載のデバイス。
３９．前記コンバイナは、第１のフィルタおよび第２のフィルタから出るフィルタリングされたビームを組み合わせるように配置構成されたダイクロイック・ミラーまたはリニア・バリアブル・フィルタからなる項目３８に記載のデバイス。
４０．前記コンバイナは、第１のフィルタおよび第２のフィルタから出るフィルタリングされたビームを組み合わせるように配置構成された波長分割多重化装置からなる項目３８に記載のデバイス。
４１．入射広帯域ビームをフィルタリングしてデュアルバンドＯＣＴシステムに対する信号を形成するように配置構成される項目３７から４０のいずれか１項に記載のデバイス。４２．入射広帯域ビームをフィルタリングし少なくとも第１のパラメータに関して前記ビームを修正するためのフィルタであって、
前記第１のパラメータに関して広帯域ビームを修正するように配置構成される第１の同調可能な要素と、
ｔ１より短い時間スケールで前記広帯域ビームの修正を制御する前記第１の同調可能な要素に制御信号を供給するように配置構成される制御ユニットと
からなるフィルタ。
４３．前記第１の同調可能な要素は、刺激に応答して屈折率を変化させるように配置構成された要素からなる項目４２に記載のフィルタ。
４４．前記刺激は、音響信号もしくは電気信号である項目４３に記載のフィルタ。
４５．前記刺激は、電気信号であり、前記第１の同調可能な要素は、電気光学的同調可能フィルタからなる項目４４に記載のフィルタ。
４６．前記刺激は、音響信号であり、前記第１の同調可能な要素は、音響光学的同調可能フィルタ（ＡＯＴＦ）からなる項目４４に記載のフィルタ。
４７．前記ＡＯＴＦは、無線周波（ＲＦ）発振器によって駆動される項目４６に記載のフィルタ。
４８．第２の同調可能な要素からなる項目４２から４７のいずれか１項に記載のフィルタ。
４９．第３の同調可能な要素および適宜第４の同調可能な要素をさらに備える項目４８に記載のフィルタ。
５０．第１の同調可能な要素の前に配置構成されたスペクトル・スプリッタからなり、前記スペクトル・スプリッタは入射広帯域ビームを光がより高い波長帯の波長を有する１つのビームと、光がより低い波長帯の波長を有する１つのビームとに分割するように配置構成される項目４２から４９のいずれか１項に記載のフィルタ。
５１．入射広帯域ビームをフィルタリングし少なくとも第１のパラメータに関して前記ビームを修正するためのフィルタであって、
前記広帯域ビームの少なくとも一部に配置構成された第１の同調可能な要素と、
制御信号を前記第１の同調可能な要素に供給するように配置構成された制御ユニットと、
第１の同調可能な要素の前に配置構成された偏光ビーム・スプリッタと
からなり、前記偏光ビーム・スプリッタは偏光ビーム・スプリッタ上に入射した広帯域ビームを第１の偏光を有する１つのビームと第２の偏光を有する１つのビームとに分割するように配置構成される、
フィルタ。
５２．第１の偏光を有する前記ビームおよび第２の偏光を有する前記ビームは、同じ同調可能な要素内に導かれる項目５１に記載のフィルタ。
５３．前記ビームは、１つの同調可能な要素内に導かれる第１の偏光を有し、前記ビームは別の同調可能な要素内に導かれる第２の偏光を有する項目５１に記載のフィルタ。
５４．項目１から４１のいずれか１項に記載の特徴（複数可）をさらに備える項目５１から５３のいずれか１項に記載のフィルタ。
５５．前記スペクトル・スプリッタは、前記入射広帯域ビームが前記スペクトル・スプリッタによって第１のビームと第２のビームとに分割され、その後第１のビームおよび第２のビームのそれぞれが異なる偏光を有する２つのビームに分割され、４つのビームを生成するように前記偏光スプリッタのうちの２つの前に配置構成される項目５０から５４のいずれか１項に記載のフィルタ。
５６．生成された４つのビームは、４つの異なる同調可能な要素を通して誘導される項目５５に記載のフィルタ。
５７．前記４つの異なる同調可能な要素のそれぞれは、前記制御ユニットのうちの１つまたは複数によって制御される項目５６に記載のフィルタ。
５８．入射広帯域ビームを分割することによって生成されるビームは、再び、前記同調可能フィルタの後で組み合わされ、フィルタリングされた広帯域ビームを形成する項目５０から５７のいずれか１項に記載のフィルタ。
５９．偏光ビーム・スプリッタは、分割されたビームを組み合わせるように配置構成される項目５８に記載のフィルタ。
６０．第１の偏光を有する１つのビームおよび／または第２の偏光を有する１つのビームの偏光を回転するように前記偏光ビーム・スプリッタの後に配置構成された少なくとも１つの第１の２分の１波長板からなる項目５１から５９のいずれか１項に記載のフィルタ。６１．前記２分の１波長板は、同調可能な要素の前に配置構成される項目６０に記載のフィルタ。
６２．前記第２の２分の１波長板は、同調可能な要素の後に配置構成される項目６０または６１に記載のフィルタ。
６３．前記偏光ビーム・スプリッタ、前記２分の１波長板、および前記ミラーは、集積化された要素内に組み合わされる項目５１から６２のいずれか１項に記載のフィルタ。
６４．前記第１および第２の同調可能な要素は、第１および第２のＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは第１のＲＦ信号を前記第１のＡＯＴＦに、第２のＲＦ信号を前記第２のＡＯＴＦに供給する項目４８から６３のいずれか１項に記載のフィルタ。
６５．第１および第２のＲＦ信号の個別の制御により、フィルタリングされたビームの偏光を制御する項目６４に記載のフィルタ。
６６．前記制御ユニットは、電圧制御発振器からなる項目４２から６５のいずれか１項に記載のフィルタ。
６７．スペクトル・スプリッタまたは偏光ビーム・スプリッタのいずれかによって生成される２つのビームは、１つの同調可能な要素を通して誘導される項目５０から６６のいずれか１項に記載のフィルタ。
６８．ビーム経路に沿ったモニタ位置のところで前記ビームを監視するように配置構成さ
れた監視ユニットからなる項目４２から６７のいずれか１項に記載のフィルタ。
６９．前記モニタ位置は、前記同調可能な要素の後である項目６８に記載のフィルタ。
７０．光パワーの数分の１を前記監視ユニットに向けるための反射体からなる項目６８または６９に記載のフィルタ。
７１．前記モニタ・ユニットは、ビームのスペクトル特性を測定する項目６８から７０のいずれか１項に記載のフィルタ。
７２．前記モニタ・ユニットは、ビームのＮ個の波長において光パワーの個別の測定を行う項目６８から７１のいずれか１項に記載のフィルタ。
７３．数値Ｎは、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１６、２０またはそれ以上など、２以上である項目７２に記載のフィルタ。
７４．前記モニタ・ユニットは、ビームの光パワーを測定する項目６８から７３のいずれか１項に記載のフィルタ。
７５．前記モニタは、前記制御ユニットにフィードバックを送るように配置構成される項目６８から７４のいずれか１項に記載のフィルタ。
７６．前記制御ユニットは、フィルタから出るフィルタリングされたビームを安定化させるような形で前記フィードバックに基づき同調可能な要素を制御するように配置構成される項目７５に記載のフィルタ。
７７．フィルタリングされたビームは、スペクトル・プロファイルに関して安定化される項目７６に記載のフィルタ。
７８．フィルタリングされたビームは、前記Ｎ個の波長のうちのいくつかにおいて光パワーに関して安定化される項目７６または７７に記載のフィルタ。
７９．フィルタリングされたビームは、フィルタリングされたビームの光パワーに関して安定化される項目７６から７８のいずれか１項に記載のフィルタ。
８０．ｔ１は、約１ミリ秒未満など、約０．１ミリ秒未満など、約０．０１ミリ秒未満など、約０．００１ミリ秒未満など、約１０ミリ秒未満である項目４２から７９のいずれか１項に記載のフィルタ。
８１．前記第１のパラメータは、スペクトル幅、スペクトル形状、広帯域ビームの光パワー、光パワーの安定性、偏光、および広帯域ビーム内のピークの数の群から選択される項目４２から８０のいずれか１項に記載のフィルタ。
８２．前記同調可能な要素は、スペクトル幅Δλを有する１つの波長帯の外にある光が抑制され、中心波長λｃの周りに配置構成されるように前記広帯域ビームをフィルタリングする項目４２から８１のいずれか１項に記載のフィルタ。
８３．スペクトル幅Δλは、２０ｎｍ未満である項目８２に記載のフィルタ。
８４．中心波長λｃは、約４００ｎｍから約２６００ｎｍまでの範囲内である項目８２または８３に記載のフィルタ。
８５．前記制御ユニットは、前記中心波長が、前記入射広帯域ビームの波長帯の一部を通して走査されるように時間で変化する前記同調可能な要素に制御信号を送るように配置構成される項目４２から８４のいずれか１項に記載のフィルタ。
８６．前記同調可能な要素は、ＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは、ＲＦ信号を前記ＡＯＴＦに供給するように配置構成され、ＲＦ信号の周波数は、前記中心波長が、前記入射広帯域ビームの波長帯の一部を通して走査されるように時間で変化する項目８５に記載のフィルタ。
８７．前記同調可能な要素は、ＡＯＴＦであり、前記制御ユニットは、ＲＦ信号を前記ＡＯＴＦに供給するように配置構成され、ＲＦ信号の周波数または振幅は、スペクトル幅が時間で変化するように時間で変化する項目８５または８６に記載のフィルタ。
８８．ＲＦ信号の振幅および周波数により、フィルタからのフィルタリングされたビームの波長および光パワーを制御し、これにより、時間間隔Δｔにわたって波長帯の光はフィルタから放射され、波長帯上の光パワー分布は第１のプロファイルを有する項目８５から８７のいずれか１項に記載のフィルタ。
８９．前記第１の分布は、ガウス分布、ローレンツ分布、ベッセル分布、フォークト分布
、または超ガウス分布の群から選択される項目８８に記載のフィルタ。
９０．前記同調可能な要素は、付属の請求項のいずれかに記載のＡＯＴＦおよびＶＣＯからなる項目１から項目８９のいずれか１項に記載のフィルタまたはデバイス。
９１．広帯域ビームをフィルタリングするためのシステムであって、
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
項目４２〜９０のいずれか１項に記載の、前記広帯域光源からビームを修正するように配置構成されたフィルタと
からなる、システム。
９２．広帯域光源は、スーパーコンティニウム光源、ＳＬＥＤ、エルビウム・ベースのＡＳＥ光源などの能動素子ベースのＡＳＥ光源の群から選択される項目９１に記載のシステム。
９３．デュアルバンドＯＣＴシステムであって、
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
項目３７から４１のいずれか１項に記載の、前記広帯域光源から広帯域ビームをフィルタリングしてデュアルバンド信号を供給するように配置構成されたデバイスと
からなるデュアルバンドＯＣＴシステム。
９４．ＯＣＴシステムであって、
広帯域ビームを供給する広帯域光源と、
項目１から３６および４２から９０のいずれか１項に記載の、前記広帯域光源から広帯域ビームをフィルタリングしてＯＣＴシステムに適したフィルタリングされた広帯域ビームを供給するように配置構成されたフィルタと
からなるＯＣＴシステム。
９５．広帯域光源からの信号をフィルタリングするための項目１から３６および４２から９０のいずれか１項に記載のフィルタの使用。
９６．フィルタから出るフィルタリングされたビームまたはそこからの光は、光コヒーレンス・トモグラフィ用のシステム内の光源として使用される項目９５に記載の使用。
９７．フィルタから出るフィルタリングされたビームまたはそこからの光は、白色光干渉法用のシステム内の光源として使用される項目９５に記載の使用。
９８．１つの広帯域ビームを１つまたは複数のサブビームに分割するためのシステムであって、
項目４８−１から３６および４２から９０のいずれか１項に記載の２つ以上の同調可能な要素と、
別々の時間間隔で前記同調可能な要素のうちの少なくとも２つを制御するように配置構成されたコントローラと、
２つの同調可能な要素間で制御ユニットの制御を切り替えるためのスイッチと
からなるシステム。
９９．前記同調可能な要素はそれぞれ、音響光学的同調可能フィルタ（ＡＯＴＦ）からなり、前記制御ユニットはＲＦドライバからなり、前記スイッチはＲＦスイッチからなる項目９８に記載のシステム。
１００．ＲＦドライバにどの同調可能要素が接続されているかを感知するように配置構成された感知ユニットをさらに備える項目９８または９９に記載のシステム。
１０１．前記感知ユニットは、ＤＣ信号を検出するように配置構成された検出器からなる項目１００に記載のシステム。
１０２．広帯域ビームを１つまたは複数のサブビームに分割するためのシステムであって、
項目４８〜９０のいずれか１項に記載の２つ以上の同調可能な要素と、
別々の時間間隔で前記同調可能な要素のうちの少なくとも２つを制御するように配置構成されたコントローラと、
同調可能な要素間でＲＦ信号を分割するためのＲＦスプリッタと
からなるシステム。
【０１３２】
本発明の実施形態は、付属する請求項群によってさらに明確に指示される。したがって、本発明の実施形態は、付属の請求項群の特徴のうちのいずれかをさらに備える前記項目のいずれかに記載のフィルタまたはデバイスをさらに備える。
【図１ａ】
2013545107.tif 000005
【図１ｂ】
2013545107.tif 000006
【図５ａ】
2013545107.tif 000007
【図６】
2013545107.tif 000008
【図７】
2013545107.tif 000009
【図８】
2013545107.tif 000010
【図９】
2013545107.tif 000011
【図１０】
2013545107.tif 000012
【図１３】
2013545107.tif 000013
【図１４】
2013545107.tif 000014
【図１５】
2013545107.tif 000015
【図１７】
2013545107.tif 000016
【図１８】
2013545107.tif 000017
【図１９】
2013545107.tif 000018
【図２】
2013545107.tif 000019
【図３】
2013545107.tif 000020
【図４】
2013545107.tif 000021
【図５ｂ】
2013545107.tif 000022
【図５ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１６】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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