(57)【要約】本発明は、利得媒体を使用して光を増幅する光源を含む光学システムに関する。本発明のシステムおよび方法は、利得媒体のピーク利得における反射を阻止し、それによって、寄生レーザ発振を抑制しながら、光を増幅するために提供される。これは、システムが、寄生レーザ発振を伴わずに、広範囲の波長を使用し、それによって、波長可変光フィルタの使用可能範囲を増加させることを可能にする。このように、ピーク利得にはない波長における光が、効果的に使用されることができ、光増幅器の利得媒体は、システムの使用を利得媒体のピーク利得に関連付けられた狭い範囲の波長に限定しない。本発明による単一光学システムは、したがって、広範囲の波長を必要とする用途のために使用されることができる。
2015532536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光増幅器であって、
ピーク利得を有する利得媒体と、
前記ピーク利得にある波長における実質的に全ての反射を阻止し、それによって、前記利得媒体が、前記ピーク利得にはない波長における光を増幅することを可能にする、材料と
を備えている、半導体光増幅器。
【請求項２】
前記材料は、ミラーを備えている、請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項３】
前記ミラーは、所望の波長において光を反射する、請求項２に記載の半導体光増幅器。
【請求項４】
前記材料は、前記ピーク利得を上回る波長、およびそれを下回る波長における反射を阻止しない、請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項５】
前記材料は、出力結合器を備えている、請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項６】
出力結合器をさらに備えている、請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項７】
コヒーレント光を産生するためのシステムであって、前記システムは、
ピーク利得を有する利得媒体を備えている光増幅器と、
前記光増幅器と光学連通している反射体であって、前記ピーク利得にある波長における光の反射を阻止し、前記ピーク利得にはない波長における光を反射し、それによって、寄生レーザ発振を抑制する、反射体と
を備えている、システム。
【請求項８】
前記光増幅器は、コヒーレント近赤外線光を産生する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記光増幅器と光学接続しているフィルタモジュールをさらに備えている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記反射体は、出力結合器である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光増幅器は、半導体光増幅器である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
光ファイバ干渉計に結合されるように構成されている出力機構をさらに備えている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
光を増幅する方法であって、
利得媒体を通して、ピーク利得および非ピーク利得波長を含む光を伝送するステップと、
ピーク利得波長における実質的に全ての反射を阻止し、それによって、非ピーク利得波長における光の増幅を可能にするステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
反射は、前記ピーク利得にある波長を上回る波長、およびそれを下回る波長の両方において阻止される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記利得媒体は、半導体を備えている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記非ピーク利得波長のうちの１つにおける光をレーザ発振するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記増幅された光は、コヒーレント近赤外線光である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記阻止するステップは、前記非ピーク利得波長における光を反射し、前記ピーク利得にある波長における光の反射を阻止するためのミラーを提供するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記ミラーは、出力結合器である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は米国仮特許出願第６１／７１０，４２４号（２０１２年１０月５日出願）の利益、および該出願に基づく優先権を主張し、該出願の内容は、参照により引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、光を増幅するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光学システムは、光学通信ネットワーク、医療撮像、および大気リモートセンシング等、特定の波長において増幅された光を必要とする、種々の用途において使用される。増幅された光は、光増幅器を含む、光源によって提供される。光増幅器は、光を利得媒体に通すことによって、光を増幅する。利得媒体は、エネルギーが供給されると、誘導放出によって、光のパワーを増加させる材料である。レーザ光が所望される場合、利得媒体は、光学空洞として知られる一対のミラー間に位置付けられる。入力光は、レーザ発振閾値を超え、レーザ光が産生されるまで、利得媒体によって再増幅される間、ミラー間で共振する。
【０００４】
利得媒体は、その構成要素の遷移周波数に関連付けられたピーク利得を有する。ピーク利得にある波長を有する光は、他の波長における光より容易かつよりロバストに増幅される。その結果、レーザ発振閾値は、ピーク利得で最低となる。
【０００５】
光学システムが、増幅された光の特定の波長を必要とする場合、光源は、波長可変光フィルタを含み得る。選択された波長の増幅された光は、フィルタをその波長に合わせ、十分な入力パワーを用いて、光を利得媒体の中に送信し、所望の出力パワーを達成することによって取得される。しかしながら、選択された波長の光を提供するが、波長可変光フィルタはまた、広スペクトルの波長にわたって、低背景レベルの光を放出する。入力パワーが、ピーク利得にない選択された周波数の増幅を成功させるために十分に高いとき、ピーク利得にある背景光の入力パワーは、レーザ発振閾値を上回り、望ましくないレーザ発振、すなわち、寄生レーザ発振をもたらし得る。このいわゆる寄生レーザ発振は、システムからエネルギーをこし取り、スプリアススペクトルピークを生成し、雑音を光学信号に追加し、選択された波長において増幅された光のパワーを減少させる。
【０００６】
結果として、波長可変フィルタの有用範囲は、限定される。既存の光源が効果的に使用されるために、波長可変光フィルタは、光増幅器のピーク利得の周囲の狭い同調範囲内に保たれなければならない。したがって、光源が、光学システム内で配備されると、システム全体の使用は、光増幅器の利得媒体によって、利得媒体のピーク利得によって画定される狭い範囲の波長に制限される。医学、研究、および通信における種々の光学用途は、既存の光学システムが取り扱うことができるものより広い光の波長範囲を要求し、これらの用途の実施は、各々がその独自の利得媒体の周囲に構築される、複数の光学システムを必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、寄生レーザ発振を抑制する光増幅器デバイス、システム、および方法を提供する。本発明のデバイスおよび方法は、ピーク利得にはない波長における反射を阻止せずに、利得媒体のピーク利得にある反射を阻止する波長依存反射率を採用することによって、寄生レーザ発振を抑制する。本発明のデバイスおよび方法は、ピーク利得近傍の光の反射を阻止し、波長可変フィルタが使用されるときでも、フィルタからの低レベル背景光として、利得媒体のレーザ発振閾値を超えない。これは、光増幅器が、寄生レーザ発振を伴わずに、広範囲の波長にわたって光を増幅し、それによって、波長可変光フィルタの使用可能範囲を増加させることを可能にする。このように、ピーク利得にはない波長における光は、効果的に使用されることができ、光増幅器の利得媒体は、システムの使用を利得媒体のピーク利得に関連付けられた狭い範囲の波長に限定しない。したがって、本発明による単一光学システムは、広範囲の波長を必要とする用途のために使用されることができる。
【０００８】
ある側面では、本発明は、利得媒体を通して光を伝送することを含み、光が、利得媒体のピーク利得にある波長およびピーク利得にはない波長を含む光を増幅するための方法を提供する。ピーク利得波長における光の実質的に全ての反射は、阻止され、それによって、ピーク利得にない光の増幅を可能にする。本願は、選択的に、ピーク利得波長における反射を阻止し、ピーク利得にはない波長における反射を阻止しない、好ましくは、ピーク利得を上回るおよび下回る両方の波長における反射を阻止しないための技法を提供する。ある実施形態では、本発明は、波長依存様式において、反射を阻止する、例えば、ピーク利得にある実質的に全ての反射を阻止する表面コーティングを利用する。ある実施形態では、光を伝送または反射する少なくとも１つの表面ファセットを伴う固体である、利得媒体が、含まれる。本発明のシステムおよび方法との使用のための材料は、ミラー等の光学経路内の利得媒体または表面のファセットをコーティングするために使用されることができる。コーティングされたミラーは、同調可能エタロン内のミラーのうちの１つまたは光学空洞内のいずれかの反射体等、光源の光学経路内の任意のミラーであることができる。いくつかの実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、レーザまたは光増幅器のための出力結合器として、波長依存ミラーを使用する。
【０００９】
利得媒体のピーク利得における実質的に全ての反射を阻止することによって、光増幅器の入力パワーは、増加させられることができる。本発明のシステムおよび方法は、利得媒体の最低レーザ発振閾値に対応するそれらの光の波長のパワーを減少させ、選択された波長の光が、寄生レーザ発振を伴わずに、使用可能に増幅されることを可能にする。利得媒体内の寄生レーザ発振を抑制することによって、本発明のデバイスおよび方法は、波長可変光フィルタが、所与の利得媒体に関して以前に可能であったものより大きい波長の範囲にわたって合されることを可能にする。本発明の方法は、例えば、限定ではないが、例えば、半導体光増幅器またはブースター光増幅器において見出されるような半導体利得媒体を含む、当技術分野において公知の任意の利得媒体とともに使用されることができる。
【００１０】
ある側面では、本発明は、ピーク利得にある実質的に全ての反射を阻止し、したがって、利得媒体が、寄生レーザ発振を伴わずに、ピーク利得にはない波長における光を増幅することを可能にする、半導体利得媒体および材料を含む半導体光増幅器を提供する。材料は、ミラーまたは固体利得媒体のファセットのうちの１つとして提供されることができる。例えば、半導体光増幅器またはブースター光増幅器の終端ファセットあるいは光学空洞のミラーは、材料でコーティングされることができる。
【００１１】
他の側面では、本発明は、光増幅器と光学連通している反射体を伴う光増幅器を含み、反射体が、ピーク利得にある光の反射を阻止し、ピーク利得にはない波長における光を反射し、それによって、寄生レーザ発振を抑制する、コヒーレント光を産生するためのシステムを提供する。光増幅器は、光増幅器と光学接続しているフィルタモジュールによって送達される入射光からコヒーレント近赤外線光を産生する。好ましくは、反射体は、出力結合器であり、光増幅器は、半導体光増幅器である。ある実施形態では、本システムは、光ファイバ干渉計または他の撮像デバイスに結合されるように構成されている出力機構を含む。
【００１２】
本発明のシステムおよび方法は、例えば、医療撮像を含む、任意の産業または用途において採用され得る。ある実施形態では、本発明は、組織を撮像するための光を提供するためのシステムおよび方法を提供する。例えば、本発明のシステムは、光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）において使用するために、寄生レーザ発振を伴わずに、コヒーレント近赤外線光を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、光子放出を図示する。
【図２】図２は、半導体光増幅器の概略図である。
【図３】図３は、半導体材料の放出波長を示す。
【図４】図４は、ブースター光増幅器の仕様書である。
【図５】図５は、ブースター光増幅器に対する利得曲線である。
【図６】図６は、光学構成要素を示す。
【図７】図７は、レーザの略図である。
【図８】図８は、ピーク利得を示す、利得曲線を示す。
【図９】図９は、本発明の材料の波長依存反射率を示す。
【図１０】図１０は、光学フィルタ内の光経路の略図である。
【図１１】図１１は、本発明のある実施形態による、光学システムの略図である。
【図１２】図１２は、光コヒーレンス断層撮影のためのシステムの高レベル略図である。
【図１３】図１３は、ＯＣＴシステムの撮像エンジンの概略図である。
【図１４】図１４は、ＯＣＴシステム内の光経路の略図である。
【図１５】図１５は、ＯＣＴシステム内の患者インターフェースモジュールの編成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、概して、利得媒体を含む利得構成要素を使用して光を増幅するためのシステムおよび方法を提供し、光は、利得媒体のピーク利得にある波長およびピーク利得にはない波長を含む。本発明のシステムおよび方法と適合性がある、光を増幅する任意のデバイス（例えば、限定ではないが、半導体光増幅器、レーザ、またはブースター光増幅器等）が利得構成要素として使用され得る。本発明のシステムおよび方法はまた、光学路内に、波長依存方式で反射を選択的に阻止する１つ以上の構成要素を含む。反射は、表面上のコーティング等、当技術分野において公知の任意の方法によって阻止されることができる。ある実施形態では、波長依存様式において光を反射するようにコーティングされた表面を有するミラーが提供される。
【００１５】
本発明のシステムは、利得構成要素と、波長依存反射のための構成要素と、光学フィルタ、ファイバ、結合機構、および干渉計を含む当技術分野において公知の任意の他の適合性構成要素とを含む。ある実施形態では、光学フィルタは、波長可変光フィルタである。本発明のシステムはさらに、他の特定用途向けハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアを含み得る。例えば、ある実施形態では、本発明は、概して、管腔生体組織を撮像することにおいての使用ための光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）のための光源として動作するためのシステムに関する。
【００１６】
本発明のシステムは、概して、それを通して伝送される光のパワーを増幅する、少なくとも１つの利得構成要素を含む。光が材料と相互作用すると、いくつかの結果が、得られ得る。光は、影響を受けずに材料を通して伝送されるか、または材料の表面から反射することができる。代替として、光の入射光子が、吸収または誘導放出のいずれかによって、材料内の原子の電子とエネルギーを交換することができる。図１に示されるように、光子が吸収される場合、電子１０１は、初期エネルギーレベルＥｌからより高いエネルギーレベルＥ２に遷移する（３レベルシステムでは、第３のエネルギーレベルＥ３に関連付けられた過渡エネルギー状態が存在する）。
【００１７】
電子１０１が基底状態Ｅｌに戻ると、光子１０５が、放出される。光子が放出されると、利得媒体内の光のパワーに純増が存在する。誘導放出では、電子は、周波数ｖ１２であり、入射光子とコヒーレントな光子の生成を通して、エネルギーΔΕを放出する。２つの光子は、同一の位相、周波数、偏光、および進行方向を有する場合、コヒーレントである。式１は、エネルギー変化ΔΕと周波数ｖ１２との間の関係を与える。
（１）ΔＥ＝ｈｖｌ２
式中、ｈは、プランク定数である。このように産生された光は、時間的にコヒーレントであり、すなわち、経時的にクリーンな正弦波振動を呈する単一場所を有し得る。
【００１８】
電子はまた、自然放出によって光子を放つことができる。利得媒体における増幅された自然放出（ＡＳＥ）は、空間的コヒーレント光を産生し、例えば、光ビームのプロファイルにわたって固定位相関係を有する。
【００１９】
光が基底状態電子より励起された電子を有する（反転分布として知られる状態）材料を通して伝送されるとき、放出が吸収を上回る。反転分布は、外部からのエネルギー（例えば、電流または光）を注入することによって得られ得る。放出が上回る場合、材料は、式２によって定義される利得Ｇを呈する。
（２）Ｇ＝１０Ｌｏｇ１０（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）ｄＢ
式中、ＰｏｕｔおよびＰｉｎは、利得媒体の光学出力および入力パワーである。
【００２０】
本発明のシステムは、光源として使用するための１つ以上の利得構成要素を含む。利得構成要素は、概して、光増幅器、レーザ、または利得媒体を採用する任意の構成要素等、光を増幅することが可能な当技術分野において公知の任意のデバイスを指す。利得媒体は、利得媒体を通して伝送される光のパワーを増加させる材料である。例示的利得媒体として、結晶（例えば、サファイア）、ドープされた結晶（例えば、イットリウムアルミニウムガーネット、オルトバナジウム酸イットリウム）、ケイ酸塩またはリン酸ガラス等のガラス、ガス（例えば、ヘリウムおよびネオン、窒素、アルゴン、または一酸化炭素等の混合物）、半導体（例えば、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ化物）、および液体（例えば、ローダミン、フルオレセイン）が挙げられる。
【００２１】
利得構成要素は、光増幅器またはレーザであることができる。光増幅器は、最初にそれを電気信号に変換する必要なく、直接、光学信号を増幅するデバイスである。光増幅器は、概して、利得媒体（例えば、光学空洞を伴わない）、または空洞からのフィードバックが抑制されるものを含む。例示的光増幅器として、ドープされたファイバ、バルクレーザ、半導体光増幅器（ＳＯＡ）、およびラマン光増幅器が挙げられる。ドープされたファイバ増幅器およびバルクレーザでは、増幅器の利得媒体における誘導放出が、入射光の増幅を生じさせる。半導体光増幅器（ＳＯＡ）では、電子−正孔再結合が生じる。ラマン増幅器では、利得媒体の格子内のフォノン（すなわち、励起された状態の準粒子）を伴う入射光のラマン散乱は、入射光子とコヒーレントな光子を産生する。
【００２２】
ドープされたファイバ増幅器（ＤＦＡ）は、ドープされた光ファイバを利得媒体として使用し、光学信号を増幅する光増幅器である。ＤＦＡでは、増幅されるべき信号およびポンプレーザは、ドープされたファイバの中に多重化され、信号は、ドーピングイオンとの相互作用を通して増幅される。最も一般的実施例は、３価のエルビウムイオンでドープされたコアを有するシリカファイバを含む、エルビウムでドープされたファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。ＥＤＦＡは、例えば、波長９８０ｎｍまたは１．４８０ｎｍで、レーザを用いて効率的にポンプされることができ、例えば、１．５５０ｎｍ領域内の利得を呈する。例示的ＥＤＦＡは、Ｃｉｓｃｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（ＳａｎＪｏｓｅ，ＣＡ）製Ｃｉｓｃｏ  ＯＮＳ  １５５０１  ＥＤＦＡである。
【００２３】
半導体光増幅器（ＳＯＡ）は、半導体を使用して、利得媒体を提供する、増幅器である。図２は、半導体光増幅器の概略図である。入力光２１３が、利得媒体２０１を通して伝送され、増幅された出力光２０５が、産生される。ＳＯＡは、ｎ−クラッディング層２１７およびｐ−クラッディング層２０９を含む。ＳＯＡは、典型的には、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ、およびＩｎＰ／ＩｎＡｌＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含むが、任意の好適な半導体材料が、使用され得る。図３は、半導体材料の放出波長を示す。
【００２４】
典型的半導体光増幅器は、低バンドギャップ半導体の周囲にｎ−型およびｐ−型高バンドギャップ半導体を伴う、二重ヘテロ構造材料を含む。高バンドギャップ層は、時として、ｐ−クラッディングおよびｎ−クラッディング層（定義上、それぞれ、電子より多くの正孔、および正孔より多くの電子を有する）と称される。キャリアが、利得媒体中に注入され、そこで、再結合し、自然および誘導の両方の放出によって光子を産生する。クラッディング層はまた、導波路として機能し、光信号の伝搬を誘導する。半導体光増幅器は、Ｄｕｔｔａ  ａｎｄ  Ｗａｎｇ，Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，２９７  ｐａｇｅｓ，Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．Ｐｔｅ．Ｌｔｄ．，Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ，ＮＪ（２００６）に説明されており、その内容は、参照することによって、その全体として本明細書に組み込まれる。
【００２５】
ブースター光増幅器（ＢＯＡ）は、概して、光の入力偏光が既知である用途のために使用される、偏光の１つの状態のみを増幅する、単光路進行波増幅器である。ＢＯＡは、偏光感受型であるので、望ましい利得、雑音、帯域幅、および飽和パワー仕様を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＢＯＡは、半導体利得媒体（すなわち、ＳＯＡのあるクラス）を含む。ある実施形態では、ＢＯＡは、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（ＭＱＷ）層構造を含む。ＢＯＡの入力および出力は、光増幅器チップ上の１つ以上の導波路に結合されることができる。図４は、ＣＯＴＳブースター光増幅器の仕様書であり、図５は、その利得曲線である。
【００２６】
図６に示されるように、光増幅器構成要素は、角度付けられた物理的接続（ＦＣ／ＡＰＣ）コネクタ等の任意の固定接続（ＦＣ）コネクタで終端し得る、単一モードファイバ（ＳＭＦ）または偏光保持ファイバ（ＰＭＦ）ピグテールのいずれかとともに、標準的１４ピンバタフライパッケージ内に提供されることができる。随意の偏光維持アイソレータが、入力、出力、または両方に提供されることができる。ある実施形態では、本発明は、ミラーまたは利得媒体のファセットのうちの１つ等、光増幅器を伴う反射表面として、波長依存反射体を提供する。
【００２７】
レーザは、概して、利得媒体が、図７に概略されるような光学共振器（すなわち、光学空洞）内に位置付けられる、光増幅器である。光学共振器は、光波のための定在波空洞共振器を形成するミラーの配列であり、例えば、利得媒体の両側にあり、互いに面する一対のミラーである。対は、利得媒体７０１を包囲する、高反射体７１７および出力結合器７０５を含む。入射光７２１は、定在波７１３を生成するミラー間で反射する。いくつかの光は、レーザビーム７０９として放出される。レーザ光が所望される場合、利得媒体は、光学空洞内に位置付けられる。光学空洞は、光を利得媒体内に閉じ込め、それによって、増幅された光を増幅媒体を通して逆に送給し、再び、増幅されることを可能にする。入力光は、レーザ発振閾値を超え、レーザ光が産生されるまで、利得媒体によって再増幅されながらミラー間で共振する。これは、光増幅器の利得Ｇを増加させる傾向にある、正フィードバックサイクルをもたらす。
【００２８】
レーザでは、光学空洞のミラーのうちの１つは、概して、高反射体として知られ、他方は、出力結合器である。典型的には、出力結合器は、部分的に、透明であり、出力レーザビームを放出する。ある実施形態では、本発明は、ミラーのうちの１つ（例えば、出力結合器）または利得媒体のファセットのうちの１つ等、レーザを伴う反射表面として波長依存反射体を提供する。
【００２９】
レーザは、例えば、ＳＭＦまたはＰＭＦピグテールのいずれかとともに、１４ピンバタフライパッケージ内にＣＯＴＳ構成要素として提供されることができる。そのような例示的レーザの１つは、Ａｖａｎｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ）から利用可能な商標名ＰＯＷＥＲＰＵＲＥ  １９９８  ＰＬＭの下で販売されるブラッググレーティングを伴う、９８０ｎｍポンプレーザモジュールである。
【００３０】
ある実施形態では、光増幅器またはレーザ等の利得構成要素は、周波数特定様式において、光を増幅する。利得構成要素は、入射信号ωの光学周波数の関数である利得係数ｇ（単位長あたりの利得）を有する、利得媒体を含む。所与の周波数における利得係数ｇ（ω）は、式３によって求められる。
（３）ｇ（ω）＝ｇ０／（ｌ＋（ω−ω）２Ｔ２＋Ｐ／Ｐｓ）
式中、ｇ０は、媒体のピーク利得であり、Ｐは、増幅されている信号の光学パワーであり、Ｐｓは、利得媒体の飽和パワーであり、ω０は、媒体の原子遷移周波数であり、Ｔは、双極子緩和時間である。入射光が周波数ωを有する場合、利得媒体は、利得係数ｇ（ω）を有し、利得は、式４によって求められる。
（４）Ｇ（ω）＝ｅｘｐ［ｇ（ω）Ｌ］
式中、Ｌは、利得媒体の長さである。
【００３１】
利得媒体の入力端から距離ｚにおける、増幅された光のパワーは、式５によって求められる。
（５）Ｐ（ｚ）＝Ｐｉｎｅｘｐ（ｇｚ）
利得係数ｇは、（ω−ω０）と逆二乗関係を有し（式３参照）、パワーＰ（ｚ）は、利得係数ｇに指数関数的に関係する。したがって、利得媒体の利得は、ω０により近い光学周波数ωに対してより高くなる。図８は、典型的利得媒体に関する波長の関数としての利得を示す。利得曲線のピークによって示されるように、利得媒体は、「ピーク利得」を有する。
【００３２】
種々の波長の光が、媒体によって増幅される場合（利得媒体の飽和パワーＰｓを大きく下回るパワーにおいて）、ピーク利得またはその近傍における波長を有する光は、ピーク利得または近傍にない波長を有する光より大きいパワーまで増幅されるであろう。
【００３３】
光の任意の波長に関して、利得が損失より大きい場合、レーザ発振は、光がレーザビームとして放出される結果をもたらし得る。利得が損失と等しくなる条件は、光の周波数に対するレーザ発振閾値である。レーザ発振閾値は、ピーク利得において最低であり、ピーク利得にある波長を有する光は、他の波長より容易かつよりロバストに増幅される。その結果、利得媒体は、ピーク利得において最も容易に光をレーザ発振する。
【００３４】
このレーザ発振が、意図されない場合、これは、寄生レーザ発振として知られている。媒体を通して伝送される光が十分なパワーを有する場合、ピーク利得近傍の波長は、レーザ発振閾値を超え、レーザ発振を生じさせるであろう。この寄生レーザ発振は、システムからパワーをこし取り、信号光のコヒーレンス長を減少させ、雑音を信号中に導入する。典型的利得媒体における利得曲線の形状により、寄生レーザ発振は、ピーク利得近傍で問題となる。
【００３５】
本発明のデバイスおよび方法は、寄生レーザ発振を抑制する。一実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、利得媒体を通して伝送される光の反射の波長依存阻止によって、寄生レーザ発振を抑制する。利得構成要素および波長依存反射体を含むシステムを提供することによって、本発明のシステムは、ピーク利得における寄生レーザ発振を伴わずに、選択された波長の増幅された光を提供することができる。
【００３６】
本発明のシステムおよび方法との使用のための材料は、ピーク利得にある反射を選択的に阻止し、ピーク利得にない反射を阻止しないように採用されることができる。ある実施形態では、反射の阻止は、ピーク利得を上回るおよび下回る両方にある波長において行われない。本発明のシステムおよび方法との使用のための例示的材料は、波長依存方式において反射を阻止する、例えば、ピーク利得にある実質的に全ての反射を阻止する、表面コーティングを含む。
【００３７】
一般に、表面がコーティングされた反射表面を伴う基板は、２つの反射界面を呈する。コーティングされた基板は、空気／コーティング界面およびコーティング／基板界面を提供する。コーティングは、物理的厚さｔおよび屈折率ｎの観点から説明されることができ、それは、一緒になって、コーティングの光学的厚さｎｔを与える。
【００３８】
各界面からの反射が、１８０度（πラジアン）位相がずれている場合、それらの反射は、著しく干渉し、互いに相殺するであろう（すなわち、光は、反射されず、光は全て、材料を通して伝送されるであろう）。特定の波長λにおける反射を排除するために、コーティングの光学的厚さｎｔは、式６に示されるように、光の１／４波長λの奇数でなければならない。
（６）ｎｔ＝Ｎλ／４
式中、Ｎ＝｛１，２，３，・・・｝。概して、コーティングの屈折率ｎは、式７に示されるように、基板の屈折率の平方根であるべきである。
（７）ｎｃｏａｔｉｎｇ＝√ｎｓｕｂｓｔｒａｔｅ
すなわち、基板がガラスである場合、コーティングは、約１．２等の屈折率ｎを有するべきである。複数の反射コーティングが使用される場合、相殺は、干渉ビームの相対的位相および強度の積である。この相殺は、層の相対的光学的厚さを制御することによって制御されることができる。所与のコーティングの組み合わせに関して、典型的には、所与の波長においてゼロ反射率を与える２つの厚さの組み合わせが存在する。さらに、２層反射防止コーティングは、波長の関数として反射率の曲線を呈し、この曲線は、概して、ＶまたはＵ形状を有する。これは、図９に示される。
【００３９】
任意の反射防止コーティングのために好適な任意の材料が、使用され得る。例示的材料として、好適な厚さ（例えば、単層１／４波長コーティングまたは多層）におけるアルミニウム、銀、または金等の金属、あるいはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の化合物が挙げられる。コーティングされた材料は、ＣＶＩ  Ｍｅｌｌｅｓ  Ｇｒｉｏｔ（Ａｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅ，ＮＭ）によって商標名ＨＥＢＢＡＲの下で販売されている。
【００４０】
所望の厚さのコーティングは、例えば、真空堆積、電子衝撃蒸発、プラズマイオン支援堆積（ＰＩＡＤ）、炭素蒸着、プラズマ蒸着、および関連技法を含む、当技術分野において公知の任意の方法によって製作されることができる。真空堆積では、基板は、コーティング物質を保持する金属るつぼとともに、真空チャンバ内に置かれる。高電流（例えば、１００Ａ）が、コーティング材料に通され、それを蒸発させる。真空により、蒸発させられた材料は、コーティングされるべき材料に対して分散する。
【００４１】
本発明のシステムおよび方法との使用のための材料は、利得媒体のファセット、またはミラー等の光学経路内の表面をコーティングするために使用されることができる。コーティングされるミラーは、光源の光学経路内の任意のミラー（同調可能エタロン内のミラーのうちの１つ、またはレーザ内の反射体等）であることができる。ある実施形態では、半導体光増幅器の出力結合器が、波長依存反射材料でコーティングされる。
【００４２】
ミラーが、波長依存材料でコーティングされる場合、ピーク利得にはない波長における光は、反射される。ある実施形態では、本発明は、ピーク利得を上回るおよび下回る両方にある波長における光を反射する、コーティングされた反射表面（例えば、コーティングされたミラー）を伴う、基板を提供する。波長依存様式における反射の阻止は、利得構成要素の利得媒体のピーク利得にある反射を阻止し、それによって、寄生レーザ発振を抑制するために使用されることができる。したがって、本発明による光源は、ピーク利得近傍での寄生レーザ発振を伴わずに、利得媒体のピーク利得以外の波長において増幅されたコヒーレント光を産生するように動作され得る。
【００４３】
光学システムが、増幅された光の特定の波長を必要とする場合、光源は、利得構成要素と光学連通する波長可変光フィルタ等の光学フィルタモジュールを含み得る。図１０は、ファブリーペローエタロンを備えている、光学フィルタ内の光経路の略図である。エタロンは、Ｌａｕｆｅｒ，Ｇ．，Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｌａｓｅｒｓ  ｉｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  １９９６，４７６  ｐａｇｅｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫにおいて論じられており、その内容は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる（例えば、§６．５  Ｔｈｅ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  Ｅｔａｌｏｎ，ｐｐ．１５６−１６２参照）。光学フィルタは、米国特許第７，０３５，４８４号、米国特許第６，８２２，７９８号、米国特許第６，４５９，８４４号、米国特許公開第２００４／００２８３３３号、および米国特許公開第２００３／０１９４１６５号に論じられており、その内容は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００４４】
光学フィルタは、典型的には、ピーク反射率および背景反射率を有する。ピーク反射率は、規定された波長における光出力（反射される）の量を示し、所望の波長が、ミラーを適切な距離を空けてエタロン内に設置することによって、（波長可変フィルタにおいて）設定されることができる。背景反射率は、所望の波長以外の波長における光出力の量を示す。
【００４５】
典型的フィルタは、例えば、２０％ピーク反射率および０．０２％背景反射率を有し得る。これらの数字の比率（１０３）は、デシベル（ｄＢ）で表される、フィルタコントラスト比を定義する（ここでは、３０ｄＢ）。したがって、ある波長、例えば、１２００ｎｍの光が、意図される場合、フィルタは、１２００ｎｍにおける光と、３０ｄＢの比率にあるより低いパワーにおける広スペクトルの光を伝送するであろう。
【００４６】
いくつかの実施形態では、本発明のシステムは、所望の波長に合わされることができる光学フィルタ、すなわち、波長可変光フィルタを含む。選択された波長の増幅された光は、フィルタをその波長に合わせ、光を十分な入力パワーを伴う利得媒体の中に送り、所望の出力パワーを達成することによって取得される。光経路内に位置する波長依存材料を伴う、光学利得構成要素（例えば、ＳＯＡ、ＢＯＡ、またはレーザ）は、広スペクトルの波長にわたって、低レベル背景光を抑制する。入力パワーがピーク利得にない選択された周波数の増幅を成功させるために十分に高い場合、ピーク利得にある背景光の入力パワーは、抑制され、寄生レーザ発振を防止する。
【００４７】
これは、光増幅器が、寄生レーザ発振を伴わずに、広範囲の波長にわたって光を増幅し、それによって、波長可変光フィルタの使用可能範囲を増加させることを可能にする。このように、ピーク利得にはない波長における光が効果的に使用されることができ、光増幅器の利得媒体は、システムの使用を利得媒体のピーク利得に関連付けられた狭い範囲の波長に限定しない。本方式では、波長可変光フィルタの同調可能範囲は、増加させられる。
【００４８】
一般に、本発明は、光増幅器と光学連通している反射体を伴う光増幅器等の利得構成要素を含み、反射体が、ピーク利得にある光の反射を阻止し、ピーク利得にはない波長における光を反射し、それによって、寄生レーザ発振を抑制するコヒーレント光を産生するためのシステムを提供する。図１１は、本発明のある実施形態による、光学システムの略図である。光８２１は、フィルタ８２５を通して、光経路８１７に沿って伝送される。利得構成要素８１３は、光経路内の波長依存材料８０１を用いて、増幅されたコヒーレント光８０５を産生する。増幅された光８０５は、必要に応じて、下流構成要素８０９（例えば、干渉計）に送られる。利得構成要素は、利得構成要素と光学接続しているフィルタモジュールによって送達される入射光から、コヒーレント近赤外線光を産生する。好ましくは、反射体は、出力結合器であり、利得構成要素は、半導体光増幅器である。本発明のシステムはさらに、当技術分野において公知の任意の他の適合性構成要素を含む。例示的構成要素は、干渉計、結合器／スプリッタ、コントローラ、および当技術分野において公知の任意の他のデバイスを含む。本発明のシステムは、光ファイバ干渉計または他の撮像デバイスに結合されるように構成されている出力機構等の入力および出力機構を含み得る。光学システムは、コントローラ構成要素を含み得る。例えば、システムは、Ｔｈｏｒｌａｂｓ（Ｎｅｗｔｏｎ，ＮＪ）製ＬＤＣ１３００ＢバタフライＬＤ／ＴＥＣコントローラを含むことができる。ＬＤ／ＴＥＣコントローラおよびマウントは、システムが、コンピュータによって制御されることを可能にする。ある実施形態では、光学システムは、Ｃｉｓｃｏ  ＯＮＳ  １５５００  Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ等の光学ネットワーキングプラットフォームの中に統合される。
【００４９】
ある実施形態では、システムは、光ファイバ干渉計等の干渉計を含む。干渉計は、概して、波に干渉し、干渉を測定するために使用される器具である。干渉法は、重ねられた干渉波から情報を抽出することを含む。当技術分野において公知の任意の干渉計が、使用されることができる。ある実施形態では、干渉計は、例えば、単一モード光ファイバを使用して、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒレイアウト内に含まれる。Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計は、コヒーレント光源からの２つのコリメートされたビーム間の相対的位相シフトを決定するために使用され、小規模サンプル、または経路のうちの１つの長さの変化によって生じる、２つのビームのうちの１つにおけるわずかな位相シフトを測定するために使用されることができる。
【００５０】
コヒーレント光からの２つのビームのうちの１つの位相変化の測定は、光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）において採用される。市販の光コヒーレンス断層撮影システムは、絵画保存および診断医療、例えば、眼科学を含む、多様な用途において採用される。最近では、冠動脈疾患を診断するのに役立つように介入心臓学においても使用され始めている。ＯＣＴシステムおよび方法は、米国公開第２０１１／０１５２７７１号、米国公開第２０１０／０２２０３３４号、米国公開第２００９／００４３１９１号、米国公開第２００８／０２９１４６３号、および米国公開第２００８／０１８０６８３号において説明されており、そのそれぞれの内容は、参照することによって、その全体として本明細書に組み込まれる。
【００５１】
血管に加え、限定ではないが、リンパ系および神経系の血管系、小腸、大腸、胃、食道、結腸、膵管、胆管、肝管の管腔を含む、胃腸管の種々の構造、輸精管、膣、子宮、および卵管を含む、生殖器官の管腔、尿細管、腎細管、尿管、および膀胱を含む、尿路の構造、ならびに頭頸部および洞、耳下腺、気管、気管支、および肺を含む、肺系の構造を含む、生体構造の種々の管腔が、前述の撮像技術を用いて撮像され得る。
【００５２】
ＯＣＴでは、光源は、光のビームを撮像デバイスに送達し、標的組織を撮像する。光源内には、光増幅器および波長可変フィルタがあり、ユーザが、増幅されるべき光の波長を選択することを可能にする。医療用途において一般に使用される波長として、近赤外線光、例えば、浅部高分解能走査のための８００ｎｍまたは深部走査のための１７００ｎｍが挙げられる。
【００５３】
概して、システムの光学レイアウトに基づいて、互いに異なる、２つのタイプのＯＣＴシステム、すなわち、共通ビーム経路システムおよびビーム経路差システムが存在する。共通ビーム経路システムは、全ての産生された光を単一光ファイバを通して送信し、基準信号およびサンプル信号を発生させる一方、ビーム経路差システムは、光の一部がサンプルに向かわせられ、他の部分が基準表面に向かわせられるように、産生された光を分割する。サンプルから反射される光は、検出のために、基準表面からの信号と再結合される。共通ビーム経路干渉計はさらに、例えば、米国特許第７，９９９，９３８号、米国特許第７，９９５，２１０号、および米国特許第７，７８７，１２７号に説明されており、そのそれぞれの内容は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００５４】
ビーム経路差システムでは、光源から増幅された光は、干渉計の中に入力され、光の一部は、サンプルに向かわせられ、他の部分は、基準表面に向かわせられる。光ファイバの遠位端は、カテーテル配置手技の間、標的組織の調査のために、カテーテルと界面接触される。組織から反射される光は、基準表面からの信号と再結合され、干渉縞（光起電検出器によって測定される）を形成し、ミクロンスケールにおける標的組織の精密な深度分解撮像を可能にする。例示的ビーム経路差干渉計は、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計およびＭｉｃｈｅｌｓｏｎ干渉計である。ビーム経路差干渉計はさらに、例えば、米国特許第７，７８３，３３７号、米国特許第６、１３４，００３号、および米国特許第６，４２１，１６４号に説明されており、そのそれぞれの内容は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００５５】
ある実施形態では、本発明は、図１２に図示されるように、血管内撮像能力を伴う、ビーム経路差ＯＣＴシステムを提供する。血管内撮像のために、光ビームが、光ファイバ系撮像カテーテル８２６を介して、脈管管腔に送達される。撮像カテーテルは、ハードウェアを通して、ホストワークステーション上のソフトウェアに接続される。ハードウェアは、撮像エンジン８５９と、ユーザ制御を含む、ハンドヘルド患者インターフェースモジュール（ＰＩＭ）８３９とを含む。撮像カテーテルの近位端は、図１２に示されるように、撮像エンジンに接続される、ＰＩＭ８３９に接続される。
【００５６】
図１３に示されるように、撮像エンジン８５９（例えば、ベッドサイドユニット）は、電力供給源８４９と、光源８２７と、干渉計９３１と、可変遅延線８３５と、データ取得（ＤＡＱ）ボード８５５と、光学コントローラボード（ＯＣＢ）８５４とを格納する。ＰＩＭケーブル８４１は、撮像エンジン８５９とＰＩＭ８３９を接続し、エンジンケーブル８４５は、撮像エンジン８５９とホストワークステーションを接続する。
【００５７】
図１４は、本発明の例示的実施形態における光経路を示す。画像捕捉のための光は、光源８２７内から発生する。この光は、ＯＣＴ干渉計９０５と補助干渉計９１１との間で分割される。ＯＣＴ干渉計は、ＯＣＴ画像信号を発生させ、補助または「クロック」干渉計は、光源内の波長同調非線形性を特性評価し、デジタイザサンプルクロックを発生させる。
【００５８】
ある実施形態では、各干渉計は、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒレイアウトに構成され、単一モード光ファイバを使用して、光を誘導する。ファイバは、ＬＣ／ＡＰＣコネクタまたは保護溶融スプライスのいずれかを介して接続される。スプリッタ９０１を用いて、ＯＣＴと補助干渉計との間の分割比を制御することによって、補助干渉計内の光学パワーが、補助干渉計内の信号を最適化するように制御される。補助干渉計内では、光は、一対の５０／５０結合器／スプリッタによって分割され、再結合される。
【００５９】
主ＯＣＴ干渉計に向かわせられる光もまた、非対称分割比を用いて、スプリッタ９１７によって分割され、スプリッタ９１９によって再結合される。光の大部分は、サンプル経路９１３の中に誘導され、残りは、基準経路９１５の中に誘導される。サンプル経路は、ＰＩＭ８３９および撮像カテーテル８２６を通して延び、画像が捕捉される撮像カテーテルの遠位端で終端する光ファイバを含む。
【００６０】
典型的血管内ＯＣＴは、ガイドワイヤ、ガイドカテーテル、および血管造影システム等の標準的介入技法およびツールを使用して、患者の標的脈管の中に撮像カテーテルを導入することを伴う。動作が、ＰＩＭまたは制御コンソールからトリガされると、カテーテルの撮像コアが、画像データを収集しながら、回転し、それをコンソール画面に送達する。回転は、図１５に示されるスピンモータ８６１によって駆動される一方、平行移動は引き戻しモータ８６５によって駆動される。脈管内の血液は、モータが脈管を通して縦方向にカテーテルを平行移動させる間、一時的に、透明溶液で洗浄される。
【００６１】
ある実施形態では、撮像カテーテルは、２．４Ｆ（０．８ｍｍ）の断面外形を有し、集束ＯＣＴ撮像光を着目脈管へおよびそこから伝送する。ＰＩＭおよび撮像エンジン両方内でファームウェアを起動する内蔵マイクロプロセッサは、システムを制御する。撮像カテーテルは、外側シース内に含まれる回転および縦方向平行移動内側コアを含む。撮像エンジンによって提供される光を使用することによって、内側コアは、反射される光を検出する。反射された検出光は、サンプル経路に沿って伝送され、基準経路からの光と再結合される。
【００６２】
基準経路上の可変遅延線（ＶＤＬ）９２５は、調節可能ファイバコイルを使用して、基準経路９１５の長さをサンプル経路９１３の長さと一致させる。基準経路長は、小型ステッパモータによって電気機械的に作動される、送りねじベースの平行移動ステージ上のミラーを平行移動させることによって調節される。ＶＤＬ９２５の内側の自由空間光学ビームは、ミラーが固定入力／出力ファイバから離れて移動するにつれて、より多くの遅延を被る。ステッパ移動は、ファームウェア／ソフトウェアの制御下にある。
【００６３】
基準経路からの光は、サンプル経路からの光と結合される。この光は、直交偏光状態に分割され、ＲＦ帯域偏光分岐時間干渉縞信号をもたらす。干渉縞信号は、図１４に示されるように、ＯＣＢ８５１上のＰＩＮフォトダイオード９２９ａ、９２９ｂ，・・・を使用して、光電流に変換される。干渉、偏光分割、および検出ステップは、ＯＣＢ上の偏光分岐モジュール（ＰＤＭ）によって行われる。ＯＣＢからの信号は、図１３に示されるＤＡＱ８５５に送信される。ＤＡＱは、デジタル信号処理（ＤＳＰ）マイクロプロセッサおよびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含み、信号をデジタル化し、ホストワークステーションおよびＰＩＭと通信する。ＦＰＧＡは、未製作光学干渉信号を有意義なＯＣＴ画像に変換する。ＤＡＱはまた、必要に応じて、データを圧縮し、画像転送帯域幅を１Ｇｂｐｓまで減少させる（例えば、ＪＰＥＧエンコーダを使用して、フレームを不可逆に圧縮する）。
【００６４】
ある実施形態では、本発明は、光増幅器の利得媒体のピーク利得にある反射を選択的に阻止するために、光学フィルタ、利得構成要素、および波長依存材料を含む、ＯＣＴのための光源を提供する。
【００６５】
例えば、波長可変光フィルタを含む、本発明と適合性のある、当技術分野において公知の任意のフィルタが、使用され得る。フィルタは、規定の波長の光を光増幅器の中に送達するために含まれる。フィルタは、典型的には、ピーク反射率および背景反射率を有する。いくつかの実施形態では、システムは、市販の既製（ＣＯＴＳ）フィルタを含む。本発明との使用のための一例示的フィルタは、Ａｘｓｕｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）製フィルタモジュールＴＦＭ−６８７である。例示的波長可変光フィルタは、２０％反射率および２９ｄＢコントラスト比を呈する。Ａｓｘｕｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製波長可変光フィルタが、本発明と使用されるべき可能性として考えられる波長可変光フィルタとして説明されたが、当技術分野において理解されるような任意の波長可変光フィルタが、本発明において使用され得る。
【００６６】
当技術分野において公知であり、本発明と適合性がある、任意の光増幅器またはレーザが、例えば、半導体光増幅器を含め、利得構成要素として使用され得る。増幅器は、光をＯＣＴによって撮像するために十分な出力パワーに増幅する。増幅器は、典型的には、半導体利得媒体および光学空洞を有する。いくつかの実施形態では、システムは、ＣＯＴＳ増幅器を含む。本発明との使用のための一例示的光増幅器は、Ｔｈｏｒｌａｂｓ（Ｎｅｗｔｏｎ，ＮＪ）製ブースター光増幅器製造番号ＢＯＡ１１３０Ｓ、ＢＯＡ１１３０Ｐ、またはＢＯＡ−８７０２−１１８２０．４．Ｂ０１である。例示的光増幅器は、中心波長１２８５ｎｍおよび小信号利得３０ｄＢを有し、チップ長１．５ｍｍを伴う（図４の仕様書参照）
ミラーは、例えば、図９に示されるように、当技術分野において公知の波長依存材料でコーティングされることができる。材料コーティングは、Ｕｎｉｏｒｉｅｎｔａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｚｈｏｎｇ  Ｇｕａｎ  Ｃｕｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐａｒｋ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）から利用可能である。
【００６７】
ある実施形態では、本発明は、図１３に概略されるようなＯＣＴのために、光を増幅するためのシステムおよび方法を提供する。光源８２７の例示的構成要素は、図１１に図示される。波長可変光フィルタ８２５は、光を利得構成要素８１３に提供し、システムはさらに、波長依存ミラー８０１を含む。利得媒体を含む利得構成要素８１３は、図４−５に示されるような仕様を有するＢＯＡによって提供される（例えば、概して、図６に図示されるような形状因子を有する）。近赤外線波長に設定されたフィルタ８２５は、利得媒体のピーク利得にある波長（例えば、約１３００ｎｍ）およびピーク利得にはない波長（例えば、約１２００ｎｍ）を有する光を産生する。この光は、利得媒体を通して伝送される。波長依存ミラー８０１は、図９における曲線によって示されるような波長依存様式において反射率を呈し、したがって、ピーク利得にある波長における実質的に全ての反射を阻止し、それによって、ピーク利得にはない波長における光の増幅を可能にする。光源８２７は、したがって、寄生レーザ発振を伴わずに、ピーク利得を下回る波長（例えば、約１２００ｎｍ）における光を干渉計８３１に提供し、同様に、ピーク利得を上回る波長における光を提供することができる。撮像エンジン９２７内に含まれる光源８２７（図１３）内の波長可変光フィルタ８２５は、波長依存反射体８０１を伴わないものより大きい程度までピーク利得を下回るおよび上回る波長に合わされることができ、システムは、寄生レーザ発振を伴わずに、コヒーレント近赤外線光を産生するように動作する。
【００６８】
（参照による引用）
特許、特許出願、特許刊行物、雑誌、書籍、論文、ウェブ内容等の他の文書の参照および引用が、本開示全体を通して行われた。そのような文書は全て、あらゆる目的のために、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００６９】
（均等物）
本明細書に図示および説明されるものに加え、本発明の種々の修正およびその多くのさらなる実施形態が、本明細書に引用された科学および特許文献の参考文献を含む、本書の全内容から当業者に明白となるであろう。本明細書における主題は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実践に適用され得る、重要な情報、例示、および指針を含む。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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