(57)【要約】本発明の第１の実施形態は光学遅延線であり、この光学遅延線は、相互に光学的にコミュニケーションする複数の光学素子を有しており、（ａ）これらの光学素子のうちの少なくとも１つは、光信号のスペクトルを空間的に分散させて、空間的に分散された光信号を生成することができ、（ｂ）これらの光学素子のうちの少なくとも１つは調整可能であり、光信号の位相遅延および群遅延の１つまたは複数に影響を与え、（ｃ）これらの光学素子のうちの少なくとも１つは、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正する。
2004535552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学遅延線であって、
相互に光学的にコミュニケーションする複数の光学素子を有しており、
当該複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、光信号のスペクトルを空間的に分散させて、空間的に分散された光信号を形成し、
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは調整可能であり、光信号の位相遅延および群遅延の１つまたは複数に影響を与え、
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正する、
ことを特徴とする光学遅延線。
【請求項２】
少なくとも１つの調整可能な光学素子は繰り返し走査して、光学群遅延および時間で変化する光学位相遅延を変化させる、請求項１記載の光学遅延線。
【請求項３】
前記空間的分散素子は回折性素子を含む、請求項１記載の光学遅延線。
【請求項４】
前記調整可能な光学素子はミラーを含む、請求項１記載の光学遅延線。
【請求項５】
前記ミラーは回転機構によって回転させられる、請求項４記載の光学遅延線。
【請求項６】
前記回転機構は検流計を含む、請求項５記載の光学遅延線。
【請求項７】
前記調整可能な光学素子は回転多角形ミラーを含む、請求項１記載の光学遅延線。
【請求項８】
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは重行路ミラーである、請求項４記載の光学遅延線。
【請求項９】
光学遅延線であって、
コリメーターレンズ系と、
当該コリメーターレンズ系からの放射出力を受け取るように配置された格子と、
当該格子によって回折された放射の少なくとも一部を受け取るように配置されたコレクターレンズ系と、
実質的に当該コレクターレンズ系の後焦点面に配置された回転可能なミラーと、
前記格子によって回折された放射の少なくとも一部を反射するように配置された反射器と、
当該光学遅延線を通過する放射の経路内に配置された偏光補償窓を有している、
ことを特徴とする光学遅延線。
【請求項１０】
前記コリメーターレンズ系、前記反射器および光ファイバーの出力端部がユニットに固定され、
当該ユニットは移動機構によって動かされる、請求項９記載の光学遅延線。
【請求項１１】
光学遅延線であって、
コリメーターレンズ系と、
当該コリメーターレンズ系からの放射出力を受け取るように配置された格子と、
当該格子によって回折された放射の少なくとも一部を受け取るように配置されたコレクターレンズ系と、
実質的に当該コレクターレンズ系の後焦点面に配置された回転可能なミラーと、
前記格子によって回折された放射の少なくとも一部を反射するように配置された反射器を有しており、
前記コリメーターレンズ系、前記反射器および光ファイバーの出力端部がユニットに固定され、
当該ユニットは移動機構によって動かされる、
ことを特徴とする光学遅延線。
【請求項１２】
サンプルを結像する結像システムであって、
光学スペクトルを有する光信号を形成する光源と、
当該光源とコミュニケーションする干渉計と、
当該干渉計と光学的にコミュニケーションする検出器と、
相互に光学的にコミュニケーションする複数の光学素子を有する、干渉計と光学的にコミュニケーションする光学遅延線を有しており、
ここで（ｉ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは光信号のスペクトルを空間的に分散させて、空間的に分散された光信号を形成し、
（ｉｉ）前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは調整可能であり、光信号の位相遅延および群遅延の１つまたは複数に影響を与え、
（ｉｉｉ）前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正する、
ことを特徴とする結像システム。
【請求項１３】
少なくとも１つの調整可能な光学素子は繰り返し走査して、光学群遅延および時間で変化する光学位相遅延を変化させる、請求項１２記載の結像システム。
【請求項１４】
検出器と電気的にコミュニケーションする信号処理ユニットを有しており、ここで調整可能な光学素子は繰り返し走査され、
前記信号処理ユニットは、位相遅延の変化のあらゆる均一でないレートを補償する、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記空間的分散素子は回折性素子を有している、請求項１３記載の結像システム。
【請求項１６】
前記光学遅延線と光学的にコミュニケーションする音響−光学変調器を有している、請求項１３記載の結像システム。
【請求項１７】
前記光学遅延線と光学的にコミュニケーションする電器−光学ビーム偏向器を有している、請求項１３記載の結像システム。
【請求項１８】
前記調整可能な光学素子は多角形走査ミラーを有している、請求項１３記載の結像システム。
【請求項１９】
前記空間的分散素子は調整可能な周期を有する周期性光学構造を有しており、該空間的分散素子は光信号を角度的に分散させる、請求項１３記載の結像システム。
【請求項２０】
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つは重行路ミラーである、請求項１３記載の結像システム。
【請求項２１】
走査光コヒーレンストモグラフィ結像システムであって、
光学スペクトルを有する光信号を形成する光源と、
当該光源とコミュニケーションする干渉計と、
当該干渉計と光学的にコミュニケーションする検出器と、
当該検出器と電気的にコミュニケーションする信号処理部と、
前記干渉計と光学的にコミュニケーションする、光学素子から成る光学遅延線を有しており、
ここで（ｉ）前記光学素子のうちの少なくとも１つは光信号を空間的に分散させ、
（ｉｉ）少なくとも１つの光学素子は、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正し、
当該光学遅延線は、光学素子のうちの少なくとも１つを調整して光学群遅延をコントロールする走査デバイスを有しており、
ここで（ｉ）前記干渉計は遅延された光信号を、サンプルによって散乱された光信号の一部と干渉によって結びつけ、
（ｉｉ）前記検出器は、干渉によって結合された信号を検出して、それに応じて１つまたは複数の実質的に０周波数のヘテロダイン信号および実質的に０でない周波数のヘテロダイン信号を形成し、
（ｃ）前記信号処理部はサンプルのイメージを０周波数ヘテロダイン信号または０でない周波数ヘテロダイン信号にそれぞれ応じて形成する、
ことを特徴とする、走査光コヒーレンストモグラフィ結像システム。
【請求項２２】
サンプルを結像する結像システムであって、
光学スペクトルを有する光信号を形成する光源と、
当該光源とコミュニケーションする干渉計と、
当該干渉計と光学的にコミュニケーションする検出器と、
光学遅延線を有しており、ここで当該光学遅延線は、
（ｉ）コリメーターレンズ系と、
（ｉｉ）当該コリメーターレンズ系からの放射出力を受け取るように配置された格子と、
（ｉｉｉ）当該格子によって回折された放射の少なくとも一部を受け取るように配置されたコレクターレンズ系と、
（ｉｖ）当該コレクターレンズ系のほぼ後焦点面に配置された回転可能なミラーと、
（ｖ）前記格子によって回折された放射の少なくとも一部を反射するように配置された反射器を有しており、
前記コリメーターレンズ系、前記反射器および光ファイバーの出力端部は、ユニットに固定されており、当該ユニットは移動機構によって動かされる、
ことを特徴とする結像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は光学遅延線に関する。特に本発明の１つの実施形態は、格子ベース位相コントロール光学遅延線に関する。この光学遅延線は制限ではなく例えば、光コヒーレンストモグラフィ（''ＯＣＴ''）および光コヒーレンス領域反射率測定（''ＯＣＤＲ''）において使用される。
【０００２】
発明の背景
低コヒーレンス光干渉計は、散乱媒体を研究するために様々な装置において使用されてきた。図４には光コヒーレンストモグラフィ（''ＯＣＴ''）システムのブロックダイヤグラムが示されている。図４に示されたように、ＯＣＴシステム５０は干渉計を含んでいる。ここでこの干渉計は参照経路５、サンプル経路１０、スプリッタ／コンバイナー１５（スプリッタ／コンバイナー１５のある実施形態は５０／５０ビームスプリッタを有し、または干渉計が光ファイバーを用いて実現される場合には３ｄＢカップラーを有している）、低コヒーレンス放射源２０、検出器２５およびプロセッサ３０を有している。走査光学遅延線３５（ＯＤＬ３５）は、干渉計の参照経路５の端部に配置されている。さらに図４ではサンプル経路１０がプローブモジュール４０を含み、放射をサンプル４５に向かわせ、サンプル４５から散乱された放射を集める。さらに図４では検出器２５が、サンプル４５から反射されたサンプルビームと、走査ＯＤＬ線３５によって反射された参照ビームとを結びつける。サンプル経路１０と参照経路５の間で一致しない光路長が、低コヒーレンス放射源２０のコヒーレンス長よりも短い場合には、サンプルビームと参照ビームとの間に干渉が生じる。当該技術分野において公知であるように、検出器２５が干渉信号をセンシングするとき参照ビームの光路長が既知であるならば、低コヒーレンス放射源のコヒーレンス長の精度の範囲内でサンプルビームの光路長が測定可能である。
【０００３】
参照経路で使用される光学遅延線の幾つかの設計が当該分野において開示されてきた。Science第２５４巻、１９９１年、１１７８〜１１８１頁における記事「Optical Coherence Tomography（Huangら著）」において記載されているように、参照ビームを反射して検出器に戻すのにミラーが使用される。この記事によると、サンプル媒体からの深さ情報が、ステップモータを用いてミラーを動かして参照経路の光路長を変えることによって得られる。アメリカ合衆国特許第５３２１５０１号（Swansonら）には、Huangらの設計における変更が開示されている。ここではミラーは逆反射体によって置き換えられて光学的アライメントの安定性が改善され、ステップモータは検流計によって置き換えられてトモグラフィーによる生体組織のイメージが良好になる程度まで走査スピードが上昇される。
【０００４】
アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号（Tearneyら）にはSwansonらの設計における変更が開示されている。ここで可動逆反射体は格子ベース位相コントロール光学遅延線によって置き換えられる。アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号はここで参照文献として組み込まれている。この設計変更によって、Swansonらで開示された設計よりも走査速度が上昇され、参照経路によって形成された位相および群遅延の独立したコントロールも可能になる。しかしTearneyらによって公開されたこの格子ベース位相コントロール光学遅延線は、研究室環境での使用に制限されてきた。
【０００５】
上述の記載をかんがみると、高い走査速度を生じさせることができ、かつ光学干渉計における使用に適し、生体組織のトモグラフィーによるイメージを生じさせる光学遅延線が必要とされている。
【０００６】
発明の要約
本発明の実施形態は有利には、当該分野における上述の必要性を満たしている。特に本発明の１つの実施形態は、生体組織のトモグラフィイメージを生じさせる光干渉計での使用に適している光学遅延線（ＯＤＬ）である。とりわけ本発明の第１の実施形態は、相互に光学的にコミュニケーションする複数の光学素子を有する光学遅延線である。ここで：（ａ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは光信号のスペクトルを空間的に分散させて、空間的に分散された光信号を形成し；（ｂ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは調整可能であり、光信号の１つまたは複数の位相遅延および群遅延に影響を与え、；（ｃ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正する。さらに本発明の第２の実施形態は：（ａ）コリメーターレンズ系；（ｂ）コリメーターレンズ系からの放射出力を受け取るように配置された格子；（ｃ）格子によって回折された放射の少なくとも一部分を受け取るように配置されたコレクターレンズ系；（ｄ）実質的にコレクターレンズ系の後焦点面に配置された回転可能なミラー；（ｅ）格子によって回折された放射の少なくとも一部分を反射するように配置された反射器を有する光学遅延線である。ここでコリメーターレンズ系、反射器、光ファイバーの出力端部がユニットに固定（affixed)される。ここでこのユニットは、移動機構によって動かされる。
【０００７】
本発明の別の実施形態は光干渉結像システムである。この光干渉結像システムは、制限ではなく例えば、臨床的なセッティングで使用される。特に、本発明の１つの実施形態は：（ａ）光学スペクトルを有する光信号を生じさせる光源；（ｂ）光源とコミュニケーションする干渉計；（ｃ）干渉計と光学的コミュニケーションする検出器；（ｄ）干渉計と光学的にコミュニケーションする、相互に光学的にコミュニケーションする複数の光学素子を有する光学遅延線を有している、サンプルを結像するための光干渉結像システムである。ここで（ｉ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、光信号のスペクトルを空間的に分散させて、空間的に分散された光信号を形成し；（ｉｉ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは調整可能であり、光信号の位相遅延および群遅延の１つまたは複数に影響を与え、；（ｉｉｉ）複数の光学素子のうちの少なくとも１つは、他の光学素子によって光信号内に導入された偏光を補正する。
【０００８】
図面の簡単な説明
図１には、アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号（G. J. Tearneyら）において公開された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図が示されている。
【０００９】
図２には、本発明の第１の実施形態に従って構成された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図が示されている。
【００１０】
図３には、本発明の第２の実施形態に従って構成された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図が示されている。
【００１１】
図４には、光コヒーレンストモグラフィ（''ＯＣＴ''）システムのブロックダイヤグラムが示されている。
【００１２】
詳細な説明
図１には、アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号（｀６４５特許）において公開された、光学遅延線（''ＯＤＬ''）の１つの実施例である、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図が示されている（｀６４５特許の図１３を参照）。図１に示されているように、シングルモード光ファイバー１００からの放射出力はレンズ系１１０によって視準され（レンズ系１１０は単一レンズとして示されているが、当該技術分野の通常の技術を有する者は、このレンズ系１１０が複数のレンズを含み得ることを容易に理解する）、格子１２０（格子１２０は、所定の格子溝密度を有している）に格子入射角で入射する（例えば通常は格子１２０に関して角度θｉ）ように導かれる。格子１２０は、格子上に入射する放射ビームを異なるスペクトル周波数または波長成分に分散させる。これらはレンズ系１３０によって集められて、ミラー１４０上に焦点合わせされる（レンズ系１３０は単一レンズとして示されているが、当該技術分野の通常の知識を有する者は、このレンズ系１３０が複数のレンズを含み得ることを容易に理解する）。レンズ系１３０の光軸は、格子出射角（例えば格子１２０に関して通常は角度θｄ）で配置され、ミラー１４０は実質的にレンズ１３０の後焦点面に配置される。
【００１３】
さらに図１に示されているように、ミラー１４０は反射された放射をレンズ系１３０を通って格子１２０およびさらに重行路ミラー（double-pass mirror）１５０に戻るように導く。格子１２０からの放射出力は実質的にミラー１５０と直交するので、これはＯＤＬ９０を通過してシングルモード光ファイバー１００に戻される。
【００１４】
｀６４５特許で示されているように、スペクトル分散された放射ビームのフーリエ変換はミラー１４０に存在する。ミラー１４０の表面がある角度（例えばレンズ１３０の光軸に対して通常は角度γ）で配置されている場合、位相勾配または線形位相ずれがミラー１４０を横切るスペクトルに加わる。その後、ビームがレンズ系１３０を通って格子１２０の方向へ戻って伝播するのでスペクトルの逆フーリエ変換が生じる。線形位相ずれの逆フーリエ変換は時間遅延であるので、ビームの時間的群遅延が生じる。さらに｀６４５特許に示されているように以下のもののうちの１つまたは複数を変えることができる。：すなわち（ａ）格子１２０の格子溝密度、格子入射角θｉおよび格子出射角θｄ；または（ｂ）ミラー１４０が配置されている（上述を参照）角度が光群遅延および位相遅延における変化を生じさせる（｀６４５特許の図１４を参照）。
【００１５】
従って図１に示されているように、ミラー１４０が配置されている角度が迅速に走査される場合、時間依存性の光学群遅延線が得られる。その場合、例えばＯＤＬ９０が（｀６４５特許で開示され、発明の背景に記載されたような）低コヒーレンス光干渉計の参照経路内に挿入され、高速の光コヒーレンストモグラフィ（''ＯＣＴ''）が実現される。位相遅延および群遅延は調整可能なので、干渉結像技術において生じる変調周波数をコントロールすることができる。これによって検出用電子回路は簡易化される。これは、検出された光干渉信号の直接電子デジタル化（Ａ／Ｄ変換）を含む検出モデルにとって特に重要である。
【００１６】
図１でミラー１４０は、矢印１６０および１７０によって示されている方向に沿って回転させられる。ミラー１４０は回転機構（図示されていない）によって回転させられる。この回転機構は、当該分野の通常の技術を有する者に公知である多数の回転機構のうちの１つに従って構成される。これらは限定ではなく例えば、検流計回転機構（例えばミラーは検流計のシャフトに配置される）、共振スキャナ、回転多角形ミラー（｀６４５特許の図８を参照）、および圧電ミラースキャナである。
【００１７】
上述（ここではミラー１４０の角度は群遅延における変化を生じさせる）に加えて、ミラー１４０の回転の中心を、放射ビームのスペクトルの中心波長に関してオフセットすることによって、位相遅延および群遅延を独立して調整するのに位相コントロールデバイスが使用される。さらに格子１２０およびレンズ１３０から出力された放射ビームのスペクトルの中心波長が回転ミラー１４０の中心に入射する場合、位相遅延を変化させることなく群遅延が生じる。その場合、たとえ走査線群遅延が生じても、ＯＣＴにおいて変調周波数が局部発振器に加えられない。従って干渉信号はいかなる変調も含まず、自己相関関数の包絡線から成る。これはホモダイン検波を行うＯＣＴ結像システムには有利である。独立した位相変調が局部発振器に加えられる場合、このシステムは異なる速度での走査が可能である。しかも復調前にバンドパスフィルターの中心周波数を変化させることはない。位相反転ホモダイン検波システムはこのような場合にＯＣＴに対して有利である。
【００１８】
さらに、中心波長が回転軸からオフセットするようにミラー１４０を変位させることによって、局部発振器に任意の変調周波数を加えることができる。これによって局部発振器の中心周波数を完全にコントロールすることができる。この変調周波数（例えば位相遅延）は、ミラー１４０をビームの光軸に対して単に垂直に変位させることによって、変化される。得られる中心変調周波数のレンジは、ミラー１４０のサイズに限度があるのでスペクトル周辺減光によってのみ制限される。
【００１９】
上述の近似に関連して、ＯＤＬの群−位相遅延の独立性は次の場合に有利である。すなわちミラー１４０がミラー表面と交差する回転軸を有している場合である。しかしミラー表面が回転軸と離れている場合、群遅延および位相遅延特性はより複雑になってしまう。
【００２０】
例えば、多角形走査ミラーによって生じる群遅延における変化は線形であり、位相における変化は時間の関数として二次的である。変調周波数は走査のあいだ線形にシフトするので、多角形走査ミラーを、固定的なバンドパスフィルターを含む復調方法と関連して使用することはできない。しかし可変変調周波数は、適応周波数混合検波等の択一的な復調パターンを使用して克服される。ここでは復調が行われる周波数が変化して、変調周波数における変化が求められる。格子入射角または格子線密度を走査するような択一的な位相コントロール構成も非線形の位相遅延を生じさせる。結果としてこのような方法は、ＯＣＴ結像アプリケーションに対する適応周波数混合復調パターンと関連してのみ使用される。
【００２１】
高速の群遅延走査が可能になることに加えて、ＯＣＴと関連して使用される上述のＯＤＬの別の利点は、参照経路とサンプル経路とのあいだの分散の不一致を補正することができることである。これは以下のように行われる。：すなわちレンズ系１３０と格子１２０とのあいだの距離Ｌが一焦点距離でない場合には常に、付加的な波長依存性位相遅延がパルスに加えられ、Ｌ＜焦点距離に対するポジティブな分散およびＬ＞焦点距離に対するネガティブな分散を生じさせる。ＯＤＬのこの特性によって、レンズと格子の間隔を単に変化させることによってＯＣＴシステム内の参照経路とサンプル経路とのあいだの分散不均衡を補償することができる。
【００２２】
上述の利点にもかかわらず、アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号で開示されたＯＤＬ９０には克服されていない幾つかの問題がある。放射が格子１２０から４回反射されることによってＯＤＬ９０の第１の問題が生じる。格子は通常は、ＳおよびＰ偏光状態に対して異なる反射率を有するのでこの問題が生じる。例えばＳ偏光状態が６７％の反射率を有し、Ｐ偏光状態が４７％の反射率を有している場合、ＰおよびＳ状態の相対的な光効率（optical efficiency）、すなわち（Ｐ／Ｓ）はＯＤＬ９０に対して（０. ４７／０. ６７）４＝０. ２４になるであろう。
【００２３】
これは２つの問題を生じさせる。第１の問題は、光ファイバーによって放射源がＯＤＬ９０に結合されることから生じる。光ファイバー内のストレスによって、これはＯＤＬ９０に入射する放射の偏光状態を変化させる波長板として作用するのでこれは問題である。結果としてＯＤＬ９０の光効率が変化する。例えば光ファイバー内のストレスは典型的に温度または光ファイバーの動きによって変化するので、ＯＤＬ９０から戻ってくるパワーが変化する。このような変化によって、ＯＤＬ９０が使用される光学干渉計に含まれている検出器システムの最適化が困難になる。光干渉計内のサンプル経路から反射された放射の最適な検出には、参照経路とサンプル経路内の偏光状態が一致していることが必要なので第２の問題が生じる。例えば一致していない場合、参照経路からのＰ偏光された放射の損失は、サンプル経路からのＰ偏光された放射の検出を減少させる。従ってＰおよびＳ偏光された放射の等しい量が３ｄＢカップラーからの出力である場合（発明の背景を参照）、この有効性は光干渉計のサンプル経路検出効率を約５０％低下させる。
【００２４】
参照経路の光路長が変化され、これがサンプル経路の光路長と一致していなければならないのでＯＤＬ９０の第２の問題が生じる。これはコリメーターレンズ系１１０またはミラー１５０を軸方向に動かすことによって行われる（図１を参照）。しかしこれは実用的ではない、なぜならこれらのコンポーネントのうちのいずれかの極めて僅かな不整合によって、ＯＤＬ９０における重大な透過損失が生じてしまうからである。
【００２５】
アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号に記載されたＯＤＬ９０の上述した偏光依存性作用を除去するため、本発明の１つの観点に関連して、格子１２０の偏光依存性作用を実質的に除去する偏光依存性光学コンポーネントがＯＤＬ９０に加えられる。有利にはこれによって、参照経路（例えば図４に示された低コヒーレンス光学干渉計内の参照経路５）は、ＳおよびＰ偏光状態に対してほぼ等しい光効率を得ることができる。このような光学コンポーネントの１つの実施形態は、偏光依存性透過を生じさせる角度で参照経路ビーム内に配置された光学窓である。
【００２６】
図２には、格子ベース位相コントロール光学遅延線１９０（''ＯＤＬ１９０''）の概略図が示されている。ここでこの光学遅延線は図１に示されたＯＤＬ９０と同じであるが、付加的に窓１２５を有している。窓１２５は、偏光を変化させることができるガラス部品等の透明な材料から構成されている。さらに当該技術分野の通常の技術を有する者が容易に理解するように、窓１２５はこれを通過する放射ビームに関して様々な角度に配置され、偏光変化作用を変える。例えば偏光透過効率は、角度の関数としてＳおよびＰ偏光状態に対して異なって変化する。さらに有利な実施形態において窓１２５の表面および裏面は平行から僅かにずれており、ここからの多重反射がＯＤＬ１９０に戻って結合されないことを保証する。
【００２７】
図２では、窓１２５を実現するのに単一部品材料が使用されているが、例えば連続して複数の窓が使用され、２つの偏光状態間の充分な選別が行われて、格子１２０によって生じる偏光作用の実質的な除去において効果を有することは本発明の範囲内である。有利な実施形態では、窓１２５を設けるのに使用される全ての窓の角度は実質的にブルースター角で配置され、Ｐ偏光状態における損失が最小化される。我々はＯＤＬ９０の偏光依存性作用を、マイクロスコープスライドを実質的にブルースター角で配置することによって除去した。これによって放射ビームはこれを４回通過する（回転走査ミラー１４０に向かうビームとこのミラーから戻って来るオフセットビームの両方が交差する）。
【００２８】
良く知られているように、ＯＣＴシステムの感応性を最適化するために、しばしば低コヒーレンス光学干渉計の参照経路内のパワーを減衰させることが必要である。窓１２５が中性光学減衰器を有している場合、本発明のこの観点に相応して、放射ビームの減衰を偏光補償と同時に行うことができる。このような中性光学減衰器は市販されている多様の材料から得られる。
【００２９】
本発明の上述した実施形態では窓１２５が配置されて、ＯＤＬ１９０内の放射ビームがこの窓を４回通過するが、本発明はこれに限定されるものではない。実際に本発明の実施形態は、窓１２５が、ＯＤＬ１９０のビーム経路にわたって分配されているような実施形態を含む。これによって（ａ）ある実施形態においてビームは窓１２５を２回通過し；（ｂ）ある実施形態において、ビームは窓１２５の分配された形態の一部分を４回通過し、窓１２５の分配された形態の他の部分を２回通過する；等々（ｃ）である。
【００３０】
上述したようにＯＤＬ９０の別の問題は、低コヒーレンス光学干渉計の参照経路とサンプル経路とのあいだの光路長における差を補償するために光路長を調整している間にはアライメントを維持するのが困難であるということである。この問題は本発明の第２の観点によって解決される。図３には格子ベース位相コントロールＯＤＬ２９０の概略図が示されている。ここでこのＯＤＬは、本発明の第２の観点に従って構成されている。図３に示されているように、ＯＤＬ２９０は図２に示されたＯＤＬ１９０と同じであるが、ファイバー端部１００、コリメーターレンズ系１１０およびミラー１５０が結合器１８５に取り付けられており、これらはユニットとして軸方向に動かされて経路長が調整される。結合器１８５は移動機構によって動かされる。ここでこの移動機構は、（図示されていない）あらゆる移動機構を用いて構成される。これは当該分野の通常の技術を有する者には公知であり、例えばステップモータおよびスクリュー、リニアモータ等である。このアレンジメントによってアライメントの問題は、格子１２０、レンズ系１３０およびミラー１４０がグループで反射器として機能することによって解決される。従ってコリメーターレンズ系１１０を離れ、ミラー１５０に入射する放射ビーム内の光線はよくアライメントされたＯＤＬ２９０において常に平行である。従ってミラー１５０がコリメーターレンズ系１１０を離れた放射ビームと直交に保持されている場合、ＯＤＬ２９０のアライメントは、このビームの位置または角度における変化に比較的影響されない。
【００３１】
本発明の光学遅延線は低コヒーレンス干渉計（ＬＣＩ）、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）または他の干渉計ベースの光学レンジングおよび画像化技術に使用可能である。例えば本発明の光学遅延線はＯＣＴシステム内で使用され、ヘテロダイン検波またはホモダイン検波を用いる高速の参照経路光路長走査を可能にする。このような高速ＯＣＴ結像は様々に使用される（例えば人体組織内の生体医療結像において）。しかしＯＣＴ結像における本発明の光学遅延線の医療使用は、維管束系；胃腸管；尿路；気道；神経系；胚組織；産婦人科系組織；および他の内部人体器官系の生体医療診断結像に限定されるものではない。他の医療使用は、外科的介入を案内する迅速な走査ＯＣＴシステムを含む。本発明の光学遅延線は非医療的な使用に対するＯＣＴでも使用される。これは生物学的な試料、材料、混成材料、半導体、半導体デバイスおよびパッケージにおける画像化およびその他の高速な画像化を必要とする使用を含む。
【００３２】
当該分野の知識を有する者は、上述の記載は明確にするためにおよび説明するためにのみ存在することを理解するであろう。従ってこれは、本発明を網羅するものでも記載から精密に限定するものでもない。例えば本発明の実施形態は、｀６４５特許に開示された全ての格子ベースの単一行路または重行路幾何学的装置も含む。これは限定ではなく次のようなものである。；すなわち（ａ）｀６４５特許の図１Ａおよび図１Ｂにおける単一行路または重行路構造それぞれにおいて示されている格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｂ）｀６４５特許の図２に示された、音響−光学変調器（"ＡＯＭ"）および反射格子を用いて入力ビームを走査する格子ベース位相コントロール光学遅延線（図２においてＡＯＭは入射角θｉを走査し、他の実施形態ではＡＯＭと格子とのあいだにテレスコープが使用される；（ｃ）｀６４５特許の図３において示された、音響−光学変調器および回折格子を用いて入力ビームを走査する格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｄ）｀６４５特許の図４において示された、走査ミラーを用いて格子入射角を変化させる格子ベース位相コントロール光学遅延線（｀６４５特許において記載されているように、テレスコープが走査ミラーと格子とのあいだに配置され、格子でビームが出ていくことを阻止する；（ｅ）｀６４５特許の図５に示された、操縦可能な格子を用いる格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｆ）｀６４５特許の図６に示された、放射状走査式円形ホログラフィック光学素子を用いる格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｇ）｀６４５特許の図１１に示されたパルス成形用のミラー構造体；（ｈ）｀６４５特許の図１３に示された、複光路構造体における格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｉ）｀６４５特許の図１４に示された、走査群遅延を変化させるために変えられる素子を有する格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｊ）｀６４５特許の図１６に示された、走査格子を用いる格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｋ）｀６４５特許の図１７に示された、走査群遅延を形成する、回転円形ホログラフィック光学素子を用いる走査光学遅延線装置；（ｌ）｀６４５特許の図１８に示された、音響−光学変調器および回折格子を用いる走査光学遅延線装置；（ｍ）｀６４５特許の図２０に示された、光軸からその回転軸がオフセットしている走査ミラーを用いる格子ベース位相コントロール光学遅延線；（ｎ）｀６４５特許の図２１に示された、光軸からその回転軸がオフセットしている多角形ミラーを用いる格子ベース位相コントロール光学遅延線である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】アメリカ合衆国特許第６１１１６４５号（G. J. Tearneyら）において公開された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図である。
【００３４】
【図２】本発明の第１の実施形態に従って構成された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図である。
【００３５】
【図３】本発明の第２の実施形態に従って構成された、格子ベース位相コントロール光学遅延線の概略図である。
【００３６】
【図４】光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）のブロックダイヤグラムである。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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