(57)【要約】典型的には光干渉断層撮影装置に用いられるマルチチャネル干渉計用検出回路は、各々が測定検出器（３１）を含む複数の測定チャネル（４３）；及び平衡検出器（３０）を含む平衡チャネル（４４）を含み、測定検出器（３１）及び平衡検出器（３０）の各々が、電気出力部を有し、各測定チャネル（４３）はフィードバック回路（４０）を備え、フィードバック回路は、測定検出器（３１）からの信号のための入力部及び出力部を有し、入力部において受信した信号を可変利得レベルとともに出力部に出力するように構成される可変利得回路；第１の入力部と、第２の入力部と、出力部とを有し、第１の入力部及び第２の入力部における信号の差分を示す信号を出力部に出力するように構成される差分回路（３８）；及び、差分回路（３８）の出力の低周波数成分に応じて可変利得レベルを変更するように構成された、各可変利得回路（３５）のコントローラ（３６）を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャネル干渉計用検出回路において、
各々が測定検出器を含む複数の測定チャネル；及び
平衡検出器を含む平衡チャネル
を含み、
前記測定検出器及び前記平衡検出器の各々が、感光領域及び前記感光領域に入射する光の強度を示す信号を出力するように構成された電気出力部を有し、
各測定チャネルはフィードバック回路を備え、前記フィードバック回路は、
前記測定検出器からの前記信号のための入力部及び出力部を有し、前記入力部において受信した信号を可変利得レベルと共に前記出力部に出力するように構成される可変利得回路；
前記可変利得回路の前記出力のための第１の入力部と、前記平衡検出器からの前記信号のための第２の入力部と、出力部とを有し、前記第１の入力部及び前記第２の入力部における前記信号の差分を示す信号を前記出力部に出力するように構成される差分回路；及び
前記差分回路の前記出力の低周波数成分に応じて前記可変利得レベルを変更するように構成された、各可変利得回路のコントローラ
を含む検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の検出器において、
前記測定検出器及び前記平衡検出器は、前記検出器からの前記信号が、電気出力部を流れ、前記感光領域に入射する光の強度を示す電流を含み、前記測定チャネルの各々が、前記電気出力部と前記差分回路への前記第１の入力部の間に介在されたトランスインピーダンス増幅器を含むように構成され；及び
前記平衡チャネルは、前記電気出力部及び各差分回路の前記第２の入力部の間に介在されたトランスインピーダンス増幅器を含み、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記検出器からの前記信号を形成する前記電流を電圧信号へと変換するように構成される、検出器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出器において、
各フィードバック回路の前記コントローラは、前記可変利得レベルを制御して、前記差分回路の各々からの前記信号の低周波成分の振幅を等しくするように構成されている検出器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出器において、
前記平衡チャネルは、前記平衡検出器からの前記信号の振幅を所定量減少させるように構成された減衰器を備える検出器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の検出器において、
各チャネルは、前記検出器からの前記信号のオフセット、利得又は遅延の少なくとも１つを調整することが可能な調整段を備える検出器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の検出器において、
下記の構成要素
可変利得回路；
検出器；
トランスインピーダンス増幅器；及び
調整段
のうちの少なくともいくつか又は全部が、一方では前記測定検出器と同一であり、他方では前記平衡検出器と同一である検出器。
【請求項７】
多重ビーム干渉計において、
使用中に複数の光ビームを提供するよう構成されており、前記ビームは複数の測定ビーム及び平衡ビームを含む、多重ビーム源；
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検出回路；及び
前記多重ビーム源から前記検出回路へ前記複数のビームを送出し、前記測定ビームの各々が異なる測定検出器の前記感光領域に当たり、且つ、前記平衡ビームが前記平衡検出器の前記感光領域に当たるように構成される光学部品系
を含む多重ビーム干渉計。
【請求項８】
請求項７に記載の干渉計において、
前記多重ビーム源は波長掃引光源を含み、前記測定ビーム及び平衡ビームは掃引周波数において周期的に及び同時に波長が変化し、各フィードバック回路は前記フィードバック回路がその入力部における変化に反応することができる速度を制御する制御ループ帯域幅を有し、前記制御ループ帯域幅は前記掃引周波数よりも高い干渉計。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の干渉計において、
前記多重ビーム源は、前記平衡ビームの振幅がいずれの前記測定ビームの振幅よりも高くなるように構成される干渉計。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の干渉計において、
前記干渉計は、光干渉断層撮影装置の干渉計である干渉計。
【請求項１１】
マルチチャネル干渉計用検出器を用いる方法において、
前記検出器は、
各々が測定検出器を含む複数の測定チャネル；及び
平衡検出器を含む平衡チャネル
を含み、
前記測定検出器及び前記平衡検出器の各々は、感光領域及び前記感光領域に入射する光の強度を示す信号を出力するように構成された電気出力部を有し、
各測定チャネルはフィードバック回路を備え、前記フィードバック回路は、
前記測定検出器からの前記信号のための入力部及び出力部を有し、前記入力部において受信した信号を可変利得レベルとともに前記出力部に出力するように構成される可変利得回路；及び
前記可変利得回路の前記出力のための第１の入力部と、前記平衡検出器からの前記信号のための第２の入力部と、出力部とを有し、前記第１の入力部及び前記第２の入力部における前記信号の差分を示す信号を前記出力部に出力するように構成される差分回路
を含み、
前記方法は、前記差分回路の前記出力の低周波数成分に応じて各可変利得回路の前記可変利得レベルを制御することを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
記可変利得レベルを制御し、異なる前記差分回路の各々からの前記信号の前記低周波数成分の振幅を等しくすることを含む方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法において、
各測定チャネルは、前記測定検出器からの前記信号のオフセット、利得又は遅延の少なくとも１つの調整を可能にする調整段を備え、前記方法は、調整段を調整して、前記感光領域に光が当たらない場合に前記測定検出器から実質的にゼロの電気信号が出力されるようにするステップを含む方法。
【請求項１４】
多重ビーム干渉計を用いる方法において、
前記干渉計は請求項７から１０のいずれか１項に記載の干渉計であり、
前記検出器は請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法に従って作動する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、
掃引周波数において、前記測定ビーム及び平衡ビームの波長を周期的に変化させることを含み、各フィードバック回路は、前記フィードバック回路がその入力の変化に反応することができる速度に制御する制御ループ帯域幅を有し、前記制御ループ帯域幅は前記掃引周波数より高い方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の方法において、
いずれの前記測定ビームよりも振幅の高い前記平衡ビームを提供することを含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記平衡ビームの振幅は、前記感光領域への入射として、前記測定ビームの前記振幅の少なくとも２倍、３倍又は４倍である方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計及び干渉計用検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
体内医療検査は典型的には内視鏡を用いて行われるが、内視鏡では、探触子の軸の遠位部から中継される映像を目すなわちＣＣＤ（電荷結合素子）カメラが撮像し、それによってその探触子部に近接する組織の表面を視察することができる。多くの場合、組織内からの断面画像を得ることが、表面だけからの画像を得るよりもむしろ望ましい。断層映像法（ＯＣＴ）が、そのような機能を提供することができる技術として提案されている。
【０００３】
ＯＣＴは干渉分光法を用いており、この干渉分光法では、干渉計の測定アーム内の光が検査される対象へ当てられ、一部分は分散して干渉計へ戻る。基準アーム内の光は既知の距離に置かれた鏡に当てられ、基準ビームが反射して戻ってくる。散乱した測定ビームと反射した基準ビームとが合成され、それら２つのビームの間の干渉を検出し、これを用いて診断対象物についてのデータを提供する。
【０００４】
従って、断層映像法は、干渉分光法及び光のコヒーレンス特性を用いて、散乱媒質における深さ方向に分解された画像を得て、共焦点の顕微鏡のみを使用したのでは得られない深度及び分解能を提供する。網膜及び上皮組織の臨床的に有用な断面画像が、２−３ｍｍの深さまで得られている。
【０００５】
任意の所定の時間において、単一の光線を、レイリーレンジの２倍に等しい特定の範囲、いわゆる焦点深度にわたって鮮明に焦点するように集める。ＷＯ２００６／０５４１１６として公開されたＰＣＴ特許出願において、複数の光線を異なる焦点距離で放出し、上記の範囲を広げ、被写界深度を増加させた合成画像を生成することが提案されている。
【０００６】
複数の光線に対してレーザ等の共通の光源から光が提供されるのが最も好適であるが、その場合、振幅ビームスプリッタのような光学手段を設けて、複数のビームを生成する。ＷＯ２００６／０５４１１６において「ラットル板」が開示されており、このラットル板は、入ってくる光線に垂直な方向に対して傾斜して配置される、側面が平行なガラス板を含む。
【０００７】
旧来の光源は、２種類の強度ノイズを示す。ショットノイズは、ポワソン統計に従う光量子の生成の結果として生じ、強度の平方根に比例する。過度のノイズは、光源の不安定さから生じ、強度に比例する。レーザ光源を用いる高感度の光学システムにおいて、平衡検出を日常的に用いて、過度のノイズの効果を軽減する。異なる検出器への光子の到達時間は相関していないため、ショットノイズはこの方法では訂正することができない。
【０００８】
最も単純で最も平衡のとれた構成においては、一対のフォトダイオード検出器が用いられる。一方の検出器は、着目信号によって変調された光を受信し、他方の検出器は、レーザ光源から変調されていない光を直接受信する。各検出器は、入射光に比例した電流を生成する。２つのフォトダイオードが一致しており、且つ、それらが受信する光強度の平均が等しくなるように光学システムが入念に調整されているという条件において、トランスインピーダンス増幅器への入力部における２つのフォトダイオード電流を減算することで、共通のノイズが排除される。
【０００９】
米国特許第５１３４２７６号明細書において、相対利得を能動的に調整して、任意の平衡誤差を除去する回路が開示されている。この設計において、かなり大きな光強度が平衡検出器素子へ向けられ、過度の電流が可変電流スプリッタによって切り捨てられる。フィードバック回路は、電流スプリット率を連続的に調整し、平均出力がゼロとなるようにして、平衡を得る。
【００１０】
フィードバック回路制御ループは、特徴的な帯域幅を有する。ゼロ周波数に至るまで、この帯域幅よりも十分に低い周波数の信号を利得ドリフトとして取得し、スプリット率を調整することによって補償する。十分高い周波数の信号を測定信号として取得するが、これはスプリット率に影響しない。レーザ出力部が本質的に不変である場合には、制御ループ帯域幅は、かなり低くに、典型的には約１０ヘルツに設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５４１１６号パンフレット
【特許文献２】米国特許第５，１３４，２７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
どちらの場合も、等しい光電流を減算することには、ノイズフロアで３ｄＢの増加に相当する、ショットノイズパワーの倍加という不利益を伴う。しかしながら、ホッブズは、平衡検出器への光強度をある係数だけ増加させた後、検出器からの光電流を同じ係数分だけ減ずるという、彼の回路の変形を発表している。係数が４の場合は、ショットノイズペナルティをわずか１ｄＢにまで減少させる。
【００１３】
掃引ソースＯＣＴは拡大的に普及しているが、光源は、波長において掃引される。そのようなシステムは、ＯＣＴ装置内で用いられるレーザ出力部及び光学システムのレスポンスの双方において、波長に依存した変化を顕著にもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面によれば、マルチチャネル干渉計用検出回路であって、
各々が測定検出器を含む複数の測定チャネル；及び
平衡検出器を含む平衡チャネルを含み、
前記測定検出器及び前記平衡検出器の各々が、感光領域及び前記感光領域に入射する光の強度を示す信号を出力するように構成された電気出力部を有し、
各測定チャネルはフィードバック回路を備え、
前記フィードバック回路は、
前記測定検出器からの前記信号のための入力部及び出力部を有し、前記入力部において受信した信号を可変利得レベルとともに前記出力部に出力するように構成される可変利得回路；
前記可変利得回路の出力のための第１の入力部と、前記平衡検出器からの前記信号のための第２の入力部と、出力部とを有し、前記第１の入力部及び前記第２の入力部における前記信号の差分を示す信号を前記出力部に出力するように構成される差分回路；及び
前記差分回路の前記出力の低周波数成分に応じて前記可変利得レベルを変更するように構成された、各可変利得回路のコントローラ
を含む、マルチチャネル干渉計のための検出回路
が提供される。
【００１５】
従って、各測定チャネルへフィードバック回路を設けることで、検出器は単一の平衡信号を複数のチャネルに適用することができるため、ノイズが抑制され、且つ、必要とされる検出器の数が削減される。差分回路の前記出力は、関連測定検出器に入射する光の強度を、ノイズ補正が適用された状態で示す。
【００１６】
典型的には、検出器からの信号が、感光領域に入射する光の強度を示す、電気出力部を流れる電流を含むように、少なくともいくつかの、典型的にはすべての測定検出器及び平衡検出器が構成される。そのような場合、各測定チャネルは更に、電気出力部と差分回路への第１の入力部の間に配置されたトランスインピーダンス増幅器を含み、同様に、平衡チャネルは、電気出力部及び各差分回路の第２の入力部の間に介在されたトランスインピーダンス増幅器を備えてもよい。トランスインピーダンス増幅器は、典型的に電気出力部を流れる電流を電圧信号へ変換する。利得、遅延及びオフセット等を適用する場合には、電流ベースの信号より電圧ベースの信号で作動する方が著しく容易である。
【００１７】
各チャネルは調整段を備え、これによって検出器からの信号のオフセット、利得又は遅延の少なくとも１つを調整することが可能となる。典型的には、調整は手動で行われる。オフセットの調整は、典型的には、感光領域に光が当たらない場合に検出器チャネルから実質的にゼロの電気信号が出力されるように行う。利得の調整は、典型的には、検出器から出力された信号の振幅がおよそ等しくなるように行う。遅延の調整は、典型的には、測定検出器及び平衡検出器から出力された信号間の時間遅延差分が、改善されたノイズキャンセレーションによって決定された通り最小になるように行う。
【００１８】
各フィードバック回路のコントローラは、可変利得レベルを制御して、各差分回路からの信号の低周波数成分の振幅を等しくするように構成されている。典型的には、可変利得回路は、入力信号を増幅して、出力信号を生成するように作動する。このことは、測定ビームに関する全ての信号の振幅を同一のレベルとすることを意味する。
【００１９】
低周波数成分とは、任意の所望の測定信号よりも低い周波数の成分を意味する。典型的には、低周波数成分は、ゼロ周波数からカットオフ周波数に至るまでの成分を含む。周波数が不変の光源を用いる場合には、カットオフ周波数は約１０ヘルツ（Ｈｚ）とすることができる。波長が可変の光源及び特に掃引光源が用いられる場合、カットオフ周波数は、典型的には係数にして約１０だけ波長掃引の周波数よりも高い。後者の場合、カットオフは少なくとも２０ｋＨｚ又は２００ｋＨｚとすることができる。低周波数成分は、ローパスフィルタを用いて求めることができる。
【００２０】
各差分回路を、その出力部における信号出力がその第１及び第２の出力部における信号の振幅の瞬時差分を示すように構成することができる。各差分回路は、増幅器、典型的には差分増幅器を含むことができる。増幅器を、第１及び第２の入力部に入力される信号を増幅するように、そして差分回路の出力部において、典型的には増幅された差分信号として、増幅された信号を出力するように構成することができる。
【００２１】
平衡チャネルは、ある量の、典型的には、光学系によって提供される光の出力の増加に対応する量の分だけ、平衡検出器から出力された信号の振幅を低減するように構成される減衰器（典型的には、固定減衰器）を備えることができる。典型的には、この量は係数にして約４である。これにより、測定ビームよりも強い平衡ビームの使用が可能となり、この使用がショットノイズを低減することが知られている。
【００２２】
典型的には、以下の構成要素のうちの全てではないにしても少なくともいくつかは、測定チャネル及び平衡チャネルにおいて同一である。
・可変利得回路
・検出器
・トランスインピーダンス増幅器、及び
・調整段
【００２３】
これによって、周波数と時間応答がよく一致し、正確な平衡を確実とする傾向がある。
【００２４】
本発明の第２の側面によれば、多重ビーム干渉計であって、使用中に複数の光ビームを提供するよう構成されており、前記ビームは複数の測定ビーム及び平衡ビームを含む、多重ビーム源；
本発明の前記第１の側面による検出回路；及び
前記多重ビーム源から前記検出回路へ前記複数のビームを送出し、前記測定ビームの各々が異なる測定検出器の前記感光領域に当たり、且つ、前記平衡ビームが前記平衡検出器の前記感光領域に当たるように構成される光学部品系
を含む多重ビーム干渉計が提供される。
【００２５】
典型的には、多重ビーム源は、掃引波長光源を含み、測定ビーム及び平衡ビームは、掃引周波数において、周期的及び同時に波長が変化する。このような場合、各フィードバック回路は、フィードバック回路がその入力の変化に反応することができる速度に制御する制御ループ帯域幅を有することができる。
【００２６】
典型的には、制御ループ帯域幅は、掃引周波数よりも高く、典型的には、係数にして２、５又は１０高いので、フィードバック回路は、波長掃引光源の周期内での、測定検出器と平衡検出器から出力された信号との間の差分の低周波数成分の変化に反応することができる。これにより、波長とともに変化する干渉計のスペクトル反応を補償することが可能となる。典型的には、掃引周波数は少なくとも１０又は２０ｋＨｚであり、制御ループ帯域幅は少なくとも１００又は２００ｋＨｚである。
【００２７】
好適には、多重ビーム源は、平衡ビームの振幅がいずれの測定ビームの振幅よりも高くなるように構成される。これによって、平衡のショットノイズペナルティを削減することができる。
【００２８】
干渉計は、光干渉断層撮影装置のものであってもよい。
【００２９】
本発明の第３の側面によれば、マルチチャネル干渉計用検出器を用いる方法であって、
前記検出器は、
各々が測定検出器を含む複数の測定チャネル；及び
平衡検出器を含む平衡チャネル
を含み、
前記測定検出器及び前記平衡検出器の各々は、感光領域及び前記感光領域に入射する光の強度を示す信号を出力するように構成された電気出力部を有し、
各測定チャネルはフィードバック回路を含み、
前記フィードバック回路は、
前記測定検出器からの信号のための入力部及び出力部を有し、前記入力部において受信した信号を可変利得レベルとともに前記出力部に出力するように構成される可変利得回路；及び
前記可変利得回路の出力のための第１の入力部と、前記平衡検出器からの前記信号のための第２の入力部と、出力部とを有し、前記第１の入力部及び前記第２の入力部における前記信号の差分を示す信号を前記出力部に出力するように構成される差分回路
を含み、
前記方法は、前記差分回路の前記出力の低周波数成分に応じて各可変利得回路の可変利得レベルを制御することを含む方法
が提供される。
【００３０】
本方法は、可変利得レベルを制御し、異なる差分回路の各々の出力の低周波数成分の振幅を等しくすることを含んでもよい。このことは、測定ビームに関する全ての信号の振幅を同一のレベルとすることを意味する。
【００３１】
低周波数成分とは、任意の所望の測定信号よりも低い周波数の成分を意味する。典型的には、低周波数成分は、ゼロ周波数からカットオフ周波数に至るまでの成分を含む。周波数が不変の光源を用いる場合には、カットオフ周波数は、約１０ヘルツ（Ｈｚ）とすることができる。波長が可変の光源及び特に掃引光源が用いられる場合、カットオフ周波数は、典型的には係数にして約１０だけ波長掃引の周波数よりも高い。後者の場合、カットオフは少なくとも２０ｋＨｚ又は２００ｋＨｚとすることができる。低周波数成分は、ローパスフィルタを用いて求めることができる。
【００３２】
各測定チャネルが、検出器の出力のオフセット、利得又は遅延の少なくとも１つの調整を可能にする調整段を備える場合、本方法は、調整段を調整して、感光領域に光が当たらない場合に検出器から実質的にゼロの電気信号を出力するステップを含むことができる。オフセットの調整は、典型的には、感光領域に光が当たらない場合に検出器チャネルから実質的にゼロの電気信号が出力されるように行う。利得の調整は、典型的には、検出器から出力された信号の振幅がおよそ等しくなるように行う。遅延の調整は、典型的には、測定検出器及び平衡検出器から出力された信号間の時間遅延差分が、改善されたノイズキャンセレーションによって決定された通り最小になるように行う。
【００３３】
本発明の第４の側面によれば、本発明の第３の側面の方法に従って検出器が作動される、本発明の第２の側面に従う多重ビーム干渉計を用いる方法が提供される。
【００３４】
本方法は、掃引周波数において、測定ビーム及び平衡ビームの波長を周期的に変化させるステップを含むことができる。このような場合、各フィードバック回路は、フィードバック回路がその入力の変化に反応することができる速度に制御する制御ループ帯域幅を有することができる。
【００３５】
典型的には、制御ループ帯域幅は、掃引周波数よりも高く、典型的には、係数にして２、５又は１０高いので、フィードバック回路は、波長掃引光源の周期内での、平衡検出器の出力と測定検出器の出力との間の差分の低周波数成分の変化に反応することができる。これにより、波長とともに変化する干渉計のスペクトル反応を補償することが可能となる。典型的には、掃引周波数は少なくとも１０又は２０ｋＨｚであり、制御ループ帯域幅は少なくとも１００又は２００ｋＨｚである。
【００３６】
好適には、本方法は、いずれの測定ビームよりも振幅の高い平衡ビームを提供する。これによって、平衡のショットノイズペナルティを削減することができる。典型的には、平衡ビームの振幅は、少なくとも３倍又は４倍ではないとしても、感光領域への入射としての測定ビームの振幅の少なくとも２倍である。
【００３７】
干渉計は、光干渉断層撮影装置のものであってもよく、典型的には、掃引光源光干渉断層撮影装置である。
【００３８】
ここで、例示のみの目的で、添付する図面を参照して説明される本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態による光干渉断層撮影装置において用いられる干渉計の模式図である。
【図２】図１の干渉計において用いられる検出器の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
添付した図面の図１及び２は、本発明の実施形態による、光干渉断層撮影装置において用いられる干渉計を示す。下記の例は、それが実施される光学システムを参照することなしに説明されるが、実施形態は、ＷＯ２００６／０５４１１６において提案される構成要素を用いた光ファイバー又は自由空間等の任意の適切な光学的構成とともに等しく十分に用いられる。
【００４１】
干渉計は、光源１を含む。これは、光９の入力ビームを放射するように構成された、掃引周波数レーザ光源２を含む。光９のビームの波長は、周期的に可変であり、典型的には、鋸歯型パターンで、約２０ｋＨｚの周波数を有する。
【００４２】
光９の入力ビームはビームスプリッタ３に放出され、ビームスプリッタ３は、入力されたビーム９を複数の測定ビーム１０Ｍ（図１には２つ示されるが、任意の数であってよい。）及び平衡ビーム１０Ｂに分割する。平衡ビームは、他のビームより強い。
【００４３】
これらビーム１０Ｍ及び１０Ｂの各々は、それぞれのビームスプリッタ２０に渡され、ビームスプリッタ２０は、それぞれのビームを２つに分割する。分割された測定ビーム１０Ｍは、２つの異なる光学路に渡される。第1の測定路２１は、検査するのが望まれる主要部からはずれた反射を含む。第２の光学路である基準路２２は、測定路２１と実質的に同じ長さである。平衡ビームは分割され、分割されたビームの１つは基準路２２を通過し、測定チャネルにおいて、測定路を通過したであろう分割されたビームは捨てられる。
【００４４】
分割された測定ビームの各対は、結合器２５で再結合され、そのビームは干渉することが可能となる。同様に、平衡ビームも結合器２５を通して渡されるが、結合すべき分割型ではない。再結合されたビーム及び平衡ビーム１０Ｍ及び１０Ｂの各々は、別のチャネルにおける検出回路２３において検出される。ここから、ＷＯ２００６／０５４１１６において記載された方法で、主要部の構造が検出される。
【００４５】
平衡ビームスプリッタ及び結合器は、実装の都合によって存在してもよいし、しなくてもよい。用いられる干渉計の種類によって、スプリッタ及び結合器は、同一の光学部品である。
【００４６】
検出回路は、添付した図面の図２においてより詳細に確認することができる。各ビーム１０Ｍ及び１０Ｂは、それ自体の検出チャネル又は平衡チャネル４３又は４４を有する。
【００４７】
チャネル４３及び４４は、検出器３１及び３０を含む。検出器３１及び３０は、逆バイアスのフォトダイオードであり、全て同一の種類である。各々は、対応するビーム１０Ｍ、１０Ｂが入射する感光領域を有する。平衡検出器３０への平均的な光の強度は、測定検出器３１の各々へ入射する光の強度のおよそ４倍となるように構成され、平衡チャネル４４の減衰器３３は、それに対応して平衡信号を４分の１に減少させる。これによって、ショットノイズを、同等の強度の平衡に比べて、出力にして２ｄＢ改善する。減衰器３３は小さな固定抵抗器で実装され、これは、減衰器に定周波数応答を与え、無視できる遅延を発生させる。
【００４８】
測定チャネル４３及び平衡チャネル４４の各々は、各フォトダイオード３１、３０に連結されたトランスインピーダンス増幅器３２を含む。トランスインピーダンス段の構成は、周波数応答がフォトダイオードキャパシタンスに対して比較的鈍く、安定のための調整が不要であるようになされる。広い帯域幅と共に、これらの特性は正確なマッチングを達成するのを助ける。
【００４９】
各信号は、各チャネル４３、４４の調整段３４を通り、そこではオフセット、利得及び遅延が、性能を最善とするために、手動で調整される。顕著な電圧オフセットがあると平衡の精度に影響するので、オフセット調整を用いて、光ビーム１０Ｍ及び１０Ｂが検出器３１及び３０から遮断された際に残存する電気的なオフセットを排除する。利得調整は、複数の信号を略均一に調整し、その結果自動平衡回路がその制御レンジのおよそ中間で作動する。遅延調整は、光学系の経路長の違いを補償するが、補償しなければ、特により高い周波数における過度のノイズの除去が損なわれてしまう。単一のアクティブ段は、４０ＭＨｚの帯域幅をにわたり最大で２．５ｎｓの時間差（空気中で７５０ｍｍ又はガラス繊維で５００ｍｍ）を正確に補償することができる。
【００５０】
ノイズ修正は、可変利得３５、減算器３８及びコントローラ３６を含むフィードバック回路４０によって各測定チャネル４３に適用される。可変利得は、固定平衡を調整して測定信号を等しくするのではなく、測定信号を調整して固定平衡を等しくするので、全てのチャネルの利得を一緒に保持することができるという有利な効果を奏する。周波数レンジにわたる平衡信号の正確なマッチングを確実に行うために、平衡信号は平衡チャネル４４の同一の可変利得段３５も通過するが、この場合、設定３７によって一定の中間利得へと設定される。可変利得３５は、Ｎ−チャネルＪＦＥＴを可変抵抗器として用いる可変減衰器からなり、この後には固定利得がある。減算器３８は、いくつかの追加利得も適用する差動増幅器である。
【００５１】
波長掃引レーザ２を用いる用途においては、フィードバック回路４０を追跡する必要がある平衡において注目信号が、係数にしてわずか１０だけ変化よりも大きくなり得るが、比較的複雑なフィルタが必要となる。コントローラは、正確に追跡するためには、低い周波数ほど高い利得を必要とするが、同時に、可変利得の調節と測定信号の第二高調波ひずみの発生を避けるために高い周波数ほど低い利得を必要とする。
【００５２】
測定信号自体は、特に、除去されるレーザ２の振幅の変化による過度のノイズと共に、減算器３８の出力として出力される。レーザ振幅における低周波数の変化が除去されるので、平衡信号の低周波数振幅と可変利得の出力とは等しくなり、減算器の出力部において測定信号−測定信号と基準信号の干渉によるインターフェログラム−のみが残る。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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