(57)【要約】光検出器アレイと、その間のクロストークを防止するように構成される複数の光学チャネルとを伴う、逆多重化アセンブリを含み得る、光学分析システムおよび方法。いくつかの光学分析システム実施形態は、単一の光学信号を複数の光学信号に分割するため、または任意の他の好適な目的で使用され得る、逆多重化アセンブリに動作可能に結合されるマルチプレクサを含み得る。ある実施形態では、光学分析システムが提供され、該光学分析システムは、共平面入力表面、アクティブ部分、および非アクティブ部分を有する、複数の隣接する検出器要素を含む、光検出器アレイと、複数の光学チャネルを備える、逆多重化アセンブリであって、各光学チャネルは、チャネル空洞と、帯域通過フィルタと、光学導管と、を含む、逆多重化アセンブリと、を備える。
2018518669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共平面入力表面、アクティブ部分、および非アクティブ部分を有する、複数の隣接する検出器要素を含む、光検出器アレイと、
複数の光学チャネルを備える、逆多重化アセンブリであって、各光学チャネルは、
前記逆多重化アセンブリの他の全てのチャネル空洞から各チャネル空洞を光学的に隔離するように構成される、側方バッフルによって境界される、チャネル空洞であって、前記チャネル空洞は、入力端と、前記入力端の反対で前記光検出器アレイに隣接して配置される出力端とを含み、前記出力端は、前記光検出器アレイの個別のアクティブ部分と光通信する出力開口を含む、チャネル空洞と、
前記チャネル空洞内に配置され、前記チャネル空洞の前記入力端に向かって配置される入力表面と、前記チャネル空洞の前記出力端に向かって配置される出力表面とを含む、帯域通過フィルタと、
光学導管の出力表面が、前記帯域通過フィルタの入力表面および前記チャネル空洞の前記出力開口に向かって指向され、それと光通信するように、前記チャネル空洞に対して固着される出力端を含む、光学導管と、
を含む、逆多重化アセンブリと、
を備える、光学分析システム。
【請求項２】
各チャネル空洞はさらに、各個別の帯域通過フィルタの前記出力表面の少なくとも一部を覆って配置される支持バッフルを備え、前記チャネル空洞の前記出力開口は、前記支持バッフルに形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光学導管は、光ファイバを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光ファイバは、マルチモード光ファイバを備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記マルチモード光ファイバは、約１００ミクロン〜約１，０００ミクロンの横径を含む、光透過コアを備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記逆多重化アセンブリの前記チャネル空洞の前記入力端に配置され、前記チャネル空洞と固定関係で前記光学導管を固着するように構成される、光学導管搭載ブロックをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記チャネル空洞および各光学チャネル用の関連付けられる側方バッフルは、単一モノリシック構造から形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
各光学導管の前記出力端は、前記チャネル空洞の前記入力端の入力境界の中へ延在し、前記チャネル空洞の前記入力端の前記入力境界は、前記チャネル空洞の前記入力端における前記側方バッフルの入力縁によって形成される平面によって画定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
各光学導管の前記出力端は、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの距離だけ各個別のチャネル空洞の前記入力端の前記入力境界内に延在する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
各光学チャネル用の前記光検出器アレイの出力インターフェースに動作可能に結合される分析器をさらに備え、前記分析器は、前記光検出器アレイのアクティブ部分から光学強度データを受信して記憶するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光検出器アレイの各非アクティブ部分の少なくとも１つの検出器要素は、前記検出器要素を無効にし、前記光検出器アレイのアクティブ部分の間の電気クロストークを防止するよう恒久的に接地される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
各光学チャネル用の前記光検出器アレイの出力インターフェースをさらに備え、前記光検出器アレイの各出力インターフェースは、一対の電気ピンを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
各光学チャネルはさらに、前記個別の帯域通過フィルタの前記入力表面の入力側の各光学導管の放出軸に沿って配置される、少なくとも１つのコリメートレンズを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記光検出器アレイの入力表面に直接隣接して配置される、検出器窓をさらに備える、前記検出器窓は、前記検出器要素の前記入力表面を汚染から密閉するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
各帯域通過フィルタは、選択された波長範囲内で信号を透過させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記チャネル空洞および関連付けられるバッフル構造の周囲に配置され、前記チャネル空洞を汚染から密閉する、チャネル筐体をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記光検出器アレイの前記検出器要素は、検出器要素の線形アレイを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記光検出器アレイの各アクティブ部分は、単一の検出器要素を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記光検出器アレイの各アクティブ部分は、複数の検出器要素を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記逆多重化アセンブリは、約３インチ未満の全長を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記逆多重化アセンブリは、約２インチ未満の全長を有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記光検出器アレイは、約１０個の検出器要素〜約１００個の検出器要素を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記光検出器アレイの各アクティブ部分は、約１ｍｍ未満の距離だけ隣接するアクティブ部分から分離される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記逆多重化アセンブリに動作可能に結合されるマルチプレクサであって、
マルチプレクサ筐体内に配置されるレンズ空洞を含む、マルチプレクサ筐体と、
前記逆多重化アセンブリの個別の光学チャネルの光学導管と光通信する複数のマルチプレクサ出力チャネルと、
入力マルチプレクサ光学導管の出力表面が個別のマルチプレクサ出力チャネルの光学導管の入力表面に向かって指向され、それと光通信するように、前記マルチプレクサ筐体の前記レンズ空洞に対して固着される出力端を有する、入力マルチプレクサ光学導管と、
前記レンズ空洞内に配置されるレンズであって、前記入力マルチプレクサ光学導管の光学出力を各マルチプレクサ出力チャネルに指向するように構成される、レンズと、
を備える、マルチプレクサ
をさらに備える、請求項１に記載の光学分析システム。
【請求項２５】
前記マルチプレクサ筐体のフィルタ空洞内に配置される、少なくとも１つのマルチプレクサ帯域通過フィルタをさらに備え、前記少なくとも１つのマルチプレクサ帯域通過フィルタは、個別のマルチプレクサ出力チャネルの光学導管の入力表面に向かって指向され、それと光通信する、出力表面を有する、請求項２４に記載の光学分析システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
逆多重化デバイスは、情報が１つまたはそれを上回るスペクトル成分を含み得る光信号から導出されている、広範囲の用途に使用され得る。例示的用途は、生物医学的臨床化学分析器、色選別計装、原子吸光分析法等を含み得る。そのような用途のために、種々の波長における光信号の強度を判定することが望ましくあり得る。
【０００２】
いくつかの逆多重化システムは、入射光信号を、本光を２つのスペクトル信号に分割する平面ダイクロイックビームスプリッタに指向する。反射されたスペクトル信号は、光学フィルタを通して、最終的に検出器に指向されてもよい。透過されたスペクトル信号は、ダイクロイックビームスプリッタを通して、入射光の一部を後続のダイクロイックビームスプリッタに透過させながら信号の一部を検出器に指向する、入射光のスペクトル分割を同様に繰り返す、後続のダイクロイックビームスプリッタに透過されてもよい。種々のダイクロイックビームスプリッタは、入射信号の離散スペクトル部分を反射するように構成されてもよい。各ダイクロイックビームスプリッタ／帯域通過フィルタペアは、「チャネル」と称されてもよい。各チャネルは、ダイクロイックビームスプリッタおよび帯域通過フィルタによって判定されるような離散波長またはスペクトル帯を有する入射光を分析するために使用される、フォトダイオード、光電子増倍管（ＰＭＴ）、もしくは同等物を含み得る、専用光学センサまたは光センサを有してもよい。これらのシステムは、フィルタホイール型システムに優るいくつかの利点を有し得るが、それらは、いくつかの用途には好適ではない場合がある。
【０００３】
加えて、光学フィルタの代わりに光回折格子を使用する、多数の逆多重化構成が開発されている。これらのシステムは、回折格子から、離散フォトダイオード、または代替として、小型線形ダイオードアレイのいずれかに反射される、光を利用する。光回折格子に基づくシステムは、フィルタベースのシステムに優るいくつかの利点を提供し得るが、これらもまた、いくつかの用途には好適ではない場合がある。例えば、コストが、格子ベースの構成にとって問題であり得る。高価な高品質格子は、殆どの用途でうまく機能する傾向があるが、しかしながら、可能な限り低いコストおよび単純性を要求する用途に関して、安価な格子は、限定された品質となる傾向がある。そのような場合において、格子間再現性は、不良であり得、信号対雑音比および光学密度（ＯＤ）は、理想に満たない場合がある。他の欠点は、光学整合に対する高い感度、機械的複雑性、および動作温度に対する高い感度を含み得る。
【０００４】
単一の光学入力信号を複数のスペクトルに分割するために順次帯域通過反射体を使用する逆多重化システムはまた、分析される複数のスペクトルの個別の波長が接近して離間されるときに、いくつかの制限を有し得る。本制限は、帯域通過反射体または同等物のために利用可能な光学材料における固有の制限によって引き起こされ得る。具体的には、ダイクロイック帯域通過反射体のスペクトル挙動は、複数のスペクトルの各チャネルを相互から分離して保つために、十分に急勾配でなくてはならない。しかしながら、偏光効果および他の可能性として考えられる要因に起因して、そのようなダイクロイックビームスプリッタの急勾配に光学的制限がある。
【０００５】
したがって、既存のマルチチャネル光学分析器は、有用であるが、いくつかの用途の必要性に対処しない。概して、必要とされているものは、小型化され得る、費用効果の高い価格のために製造され得る、光学的精度および信頼性を維持することができる、またはそれらの任意の組み合わせである、光学逆多重化システムである。同様に必要とされているものは、小型であるが依然として、接近して離間される、または重複している波長を伴う光学信号を分析するように構成される、逆多重化システムである。同様に必要とされているものは、小型であるが、複数の個別の光学信号源からの複数の光学信号を分析することが可能である、光学逆多重化システムである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
光学分析システムのいくつかの実施形態は、光検出器アレイを含んでもよい。光検出器アレイは、共平面入力表面を伴う複数の隣接する検出器要素を含んでもよい。ある場合には、各検出器要素は、それに動作可能に結合される一対の電気ピン等の対応する出力インターフェースを有してもよい。他の場合では、２つまたはそれを上回る検出器要素は、相互に結合され、一対の電気ピン等の共通出力インターフェースに結合されてもよい。光検出器アレイはさらに、アクティブ部分と、非アクティブ部分とを含んでもよい。光学分析システムはまた、複数の光学チャネルを含み得る、逆多重化アセンブリを含んでもよい。各光学チャネルは、側方バッフルによって境界される、チャネル空洞を含んでもよい。側方バッフルは、逆多重化アセンブリの他のチャネル空洞の全てから各チャネル空洞を光学的に隔離するように構成されてもよい。各チャネル空洞はまた、入力端と、入力端の反対側にあり、光検出器アレイに隣接するように配置され得る、出力端とを含んでもよい。各チャネル空洞の出力端は、光検出器アレイの個別のアクティブ部分と光通信し得る、出力開口を含んでもよい。各光学チャネルはさらに、チャネル空洞内に配置される、帯域通過フィルタを含んでもよい。帯域通過フィルタは、チャネル空洞の入力端に向かって配置される入力表面と、チャネル空洞の出力端に向かって配置される出力表面とを含んでもよい。各光学チャネルはまた、光学導管を含んでもよい。光学導管は、光学導管の放出軸がチャネル空洞の中へ指向されるように、チャネル空洞に対して固着され得る、出力端を含んでもよい。光学導管の放出軸はさらに、帯域通過フィルタの入力表面に向かって、かつチャネル空洞の出力開口に向かって指向されてもよい。ある場合には、そのような光学分析システムはまた、逆多重化アセンブリに動作可能に結合される、随意のマルチプレクサを含んでもよい。マルチプレクサは、マルチプレクサ筐体と、マルチプレクサ筐体内に配置されるレンズ空洞とを含んでもよい。マルチプレクサはまた、逆多重化アセンブリの個別の光学チャネルの光学導管と光通信する、複数のマルチプレクサ出力チャネルを含んでもよい。マルチプレクサはさらに、入力光学導管の光学放出軸が、逆多重化アセンブリの個別の光学チャネルの光学導管の入力表面に向かって指向されるように、マルチプレクサ筐体のレンズ空洞に対して固着される出力端を有し得る、入力光学導管を含んでもよい。マルチプレクサはまた、レンズ空洞内に配置されるレンズを含んでもよい。レンズは、入力マルチプレクサ光学導管の光学出力を各マルチプレクサ出力チャネルに指向するように構成されてもよい。
【０００７】
ある実施形態は、以下の説明、実施例、請求項、および図面でさらに説明される。実施形態のこれらの特徴は、付随する例示的図面と併せて解釈されると、以下の発明を実施するための形態から、より明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図面は、本技術の実施形態を図示し、限定的ではない。例証を明確かつ容易にするために、図面は、一定の縮尺で作製されない場合があり、ある事例では、種々の側面が、特定の実施形態の理解を促進するように誇張または拡大されて示され得る。
【０００９】
【図１】図１は、光学分析システムの以前の実施形態の複数の光学チャネルの出力を表す、透過対波長グラフである。
【図２】図２は、光学分析システムの以前の実施形態の概略図である。
【図３】図３は、光学分析システムの以前の実施形態の複数の光学チャネルの出力を表す、透過対波長グラフである。
【図４】図４は、光学分析システムの実施形態の等角図である。
【図５】図５は、逆多重化アセンブリおよび光検出器アレイの実施形態の等角図である。
【図６】図６は、図５の逆多重化アセンブリの断面図である。
【図７】図７および８は、バッフルアセンブリの立面図である。
【図８】図７および８は、バッフルアセンブリの立面図である。
【図９】図９は、図６の囲まれた部分９の拡大図である。
【図１０】図１０は、光学導管搭載ブロックの立面図である。
【図１１】図１１は、光検出器アレイが回路基板に結合されている、図５の逆多重化アセンブリおよび光検出器アレイの等角図である。
【図１２】図１２および１３は、光検出器アレイ実施形態の等角図である。
【図１３】図１２および１３は、光検出器アレイ実施形態の等角図である。
【図１４】図１４は、シリコンチップウエハ光検出器の上面図である。
【図１５】図１５は、それらを非アクティブにするように恒久的に接地されている検出器要素を示す、光検出器アレイ実施形態の上面図である。
【図１６】図１６は、図６の囲まれた部分１６の拡大図である。
【図１７】図１７は、マルチプレクサ実施形態の等角図である。
【図１８】図１８は、図１７の線１８−１８に沿って得られた図１７のマルチプレクサ実施形態の断面図である。
【図１９】図１９は、マルチプレクサ実施形態の等角図である。
【図２０】図２０は、図１９の線２０−２０に沿って得られた図１９のマルチプレクサ実施形態の断面図である。
【図２１】図２１は、逆多重化アセンブリを含む光学分析システムの実施形態の等角図である。
【図２２】図２２は、図２１の逆多重化アセンブリの断面図である。
【図２３】図２３は、逆多重化アセンブリおよび光検出器アレイの実施形態の正味の光学フィルタ／検出器応答性をグラフで表す、透過対波長グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
光学分析システムは、生物医学的蛍光用途、工業測定および制御用途、環境汚染用途、ならびに同等物を含む、いくつかの重要計器用途に使用されてもよい。概して、光学分析システムは、光学信号のスペクトル性質を判定するために使用されてもよい。光学分析システムは、単一の波長帯域幅内の光学信号の強度を測定するように構成されてもよい、または光学分析システムは、光学信号の複数の波長帯域幅の複数の強度を測定するように構成されてもよい。ある場合には、光学分析システムは、サンプル材料を通過させられた、またはそこから反射された光学信号のスペクトル性質を分析することによって、サンプル材料の組成を判定するために使用されてもよい。光学波長帯域内の光学信号の強度は、サンプル材料内の所与の物質の量（またはサンプル材料内の所与の物質の欠如）を示すことができる。光学分析システムは、分析のために別個の光学信号を別個の波長帯域に分離するために、光学チャネルを利用してもよい。光学信号を各個別の光学チャネルに誘導するための光ファイバ等の光学導管の使用は、それらを含む光学分析システムのための有意な利益を有し得る。図１および３は、２つの光学分析システムの波長と対比した透過の割合を描写するグラフである。図１および３のグラフは、光学分析システム内の光ファイバ等の光学導管を利用するという利点を例証するために使用される。
【００１１】
図１は、図２において概略図で示される、光学分析システム２０（デマルチプレクサとして構成される）の実施形態の光透過対波長データを表示するグラフである。図２の光学分析システム２０は、複数のダイクロイックビームスプリッタ２２と、複数の帯域通過フィルタ２４とを含んでもよい。各ダイクロイックビームスプリッタ２２は、個別の帯域通過フィルタ２４に光学的に結合されてもよく、各ダイクロイックビームスプリッタ２２および個別の帯域通過フィルタ２４は、図２に示されるように光学分析システム２０の光学チャネル２６を形成する。図２の光学分析システム２０はまた、光検出器アレイ２８を含んでもよい。第１のダイクロイックビームスプリッタ３０は、光学分析システム２０に入射する入力光学信号３２に対して４５度で位置付けられるように、光学分析システム２０内に配置されてもよい。図１で描写される基準曲線１は、入力光学信号３２の波長の関数として第１のダイクロイックビームスプリッタ３０を通して透過される、入力光学信号３２の割合を表す。第１のダイクロイックビームスプリッタ３０の第１のカットオフ波長（この場合、実施例として約４９０ｎｍ）を実質的に下回る入力光学信号３２の部分が、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０によって反射されてもよく、したがって、図１で基準曲線１の波長基準領域８によって示されるように、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０を通した透過の公称割合を有する。第１のカットオフ波長を実質的に上回る入力光学信号３２の部分は、基準曲線１の波長基準領域９によって示されるように、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０を通して透過される。
【００１２】
したがって、第１のダイクロイックビームスプリッタ３６は、基準曲線１の波長基準領域８内にある入力光学信号３２の部分を反射するように、そしてより長い波長であり基準曲線１の波長基準領域９内にある入力光学信号３２の部分を透過させるように、機能する。反射または透過される入力光学信号３２の部分の間の区別は、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０の第１のカットオフ波長によって判定される。（波長基準領域８で表されるような）第１のダイクロイックビームスプリッタ３０によって反射される入力光学信号３２の部分は、第１の帯域通過フィルタ３４を通して指向されてもよい。第１の帯域通過フィルタ３４を通して透過される入力光学信号３２の部分内に含有される光学情報の光学強度は、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０の反射出力と光通信する光検出器アレイ２８のアクティブ部分によって、測定されてもよい。第１の帯域通過フィルタ３４を通して透過される入力光学信号３２の部分の透過率は、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０および第１の帯域通過フィルタによって形成される第１の光学チャネル３５の出力と見なされ得る、図１の基準曲線２によって表される。
【００１３】
第１のダイクロイックビームスプリッタ３０の第１のカットオフ波長を上回る入力光学信号３２の部分は、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０を通して透過され、第２のダイクロイックビームスプリッタ３６に向かって指向されてもよい。第２のダイクロイックビームスプリッタ３６は、好適な第２のカットオフ波長を伴って構成されてもよい。第２のダイクロイックビームスプリッタ３６に向かって指向され、第２のカットオフ波長未満である波長を有する、入力光学信号３２の部分は、第２のダイクロイックビームスプリッタ３６によって反射され、第２の帯域通過フィルタ３８を通して透過されてもよい。第２の帯域通過フィルタ３８を通して透過される入力光学信号３２の部分は、信号の光学強度を測定するために使用されることができる、光検出器アレイ２８に伝搬してもよい。第２の帯域通過フィルタ３８を通過する光学信号の透過率は、第２のダイクロイックビームスプリッタ３６および第２の帯域通過フィルタ３８によって形成される第２の光学チャネル３９の出力と見なされ得る、図１の基準曲線３によって表される。第２のダイクロイックビームスプリッタ３６のカットオフ周波数を上回る入射光学信号３２の部分は、第２のダイクロイックビームスプリッタ３６を通して透過され、後続のダイクロイックビームスプリッタおよび個別の帯域通過フィルタによって形成される付加的光学チャネルに向かって指向されてもよい。図１の基準曲線４は、第３の光学チャネルの出力を表し、基準曲線５は、第４の光学チャネルの出力を表し、基準曲線６および基準曲線７についても同様のことがいえる。
【００１４】
第１のダイクロイックビームスプリッタ３０（または光学分析システム内に配置される任意のビームスプリッタ）のスペクトル挙動は、種々の光学チャネルの光学出力を効率的に分離し、それによって、光学チャネルの間の光学クロストークを最小限にするために急勾配である（図１の基準曲線１の傾斜参照）ことが重要であり得る。光学クロストークは、（第１の光学チャネルの波長帯域幅内にある光学信号である）第１の光学チャネル３５に向かって指向されることを意図している、スペクトル帯域幅内にある入力光学信号３２の部分が、代わりに第２の光学３９チャネルの中へ伝搬するときに（または逆も同様に）、起こり得る。光学クロストーク効果は、複数の光学チャネルを有する光学分析システム（図示せず）の別の実施形態の光透過対波長を表示するグラフである、図３に図示されている。この場合、（図３で描写される基準曲線１１によって表されるような）第１の光学チャネルの出力と（図３で描写される基準曲線１２によって示されるような）第２の光学チャネルの出力との間のスペクトル分離は、光学分析システムのダイクロイックビームスプリッタ（その出力が図３の基準曲線１０によって描写される）によって適切に分割されるためには不十分である。結果は、図３に示されるように、第１の光学チャネルの出力と第２の光学チャネルの出力との間の過剰なクロストークである。（基準曲線１３、１４、１５、１６、および１７によって表されるように）図３で描写される他の光学チャネルの出力の間のスペクトル分離もまた、光学分析システムの個別のチャネルの間のクロストークを防止するためには不十分である。
【００１５】
そのようなシステムに関して、離散光学チャネルの間の波長間隔は、ダイクロイックビームスプリッタが光学チャネルを効率的にスペクトル的に分離することを可能にするために相互から十分遠く離れてスペクトル的に離間されるはずである。いくつかの用途に関して、そのようなシステムの要求される波長間隔は、適切である。図１は、これを図示し、基準曲線１は、（入射光学信号に対して４５度で物理的に位置付けられる）第１の光学チャネル３５の第１のダイクロイックビームスプリッタ３０の典型的透過対波長スペクトル挙動を示す。本第１のダイクロイックビームスプリッタ３０は、（図１の波長基準領域８によって示されるように）狭いスペクトル帯の入射光学信号３２の一部を反射し、（図１の波長基準領域９によって示されるように）入射光学信号３２の残りの部分を透過させる。光の狭いスペクトル帯は、（正常入射において）第１の帯域通過フィルタ３４を通して指向され、続いて、光検出器アレイ２８によって検出される。付加的チャネル（第２、第３等）のこれらの波長帯域は、第１のダイクロイックビームスプリッタ３０を通して透過される。第１のダイクロイックビームスプリッタ３０のスペクトル挙動は、第１の光学チャネル３５および第２の光学チャネル３９を効率的に分離するために十分に急勾配である（すなわち、図１の基準曲線１の傾斜が十分に急勾配である）ことが望ましい。
【００１６】
しかしながら、偏光効果等に起因して、ダイクロイックビームスプリッタの急勾配に性能限界があり得る。チャネルの間の波長分離がともに近すぎる（両方とも図３で描写される基準曲線１１および基準曲線１２参照）、これらの場合に関して、ダイクロイックビームスプリッタの使用は、実用的ではない場合がある。これらおよび他の用途に関して、本明細書で議論される実施形態は、ダイクロイックビームスプリッタを、各光学チャネルを個別に照射する各光学チャネル用の別個の光学導管（光ファイバ等）と置換することによって、問題を解決する。各離散チャネルが、逆多重化システム全体内で同一の波長であり、各チャネルが、例えば、異なる生物学的サンプルに由来する共通波長帯域幅の光を分析するために使用され得ることが所望され得る、蛍光分析等の用途がある。また、これらの場合において、デマルチプレクサ実施形態の各チャネルの中へ光を指向するファイバの使用は、ダイクロイックビームスプリッタの使用に優る有意な利益を有し得る。
【００１７】
逆多重化アセンブリ５２のための入力光学信号４４の光学信号部分４６（図１６参照）を分離するために、光ファイバ等の光学導管４２を利用する、光学分析システム４０の実施形態が、図４で描写されている。光学分析システム４０は、単一の波長帯域幅の入力光学信号４４の複数の波長帯域幅の光学強度を判定するように構成されてもよい。ある場合には、入力光学信号４４は、サンプル４８と光学分析システム４０の逆多重化アセンブリ５２との間に配置されるマルチプレクサ５０実施形態によって等、種々の方法によって離散光学信号部分４６に分離されてもよい。ある場合には、入力光学信号は、入力マルチプレクサ光学導管４３によって、サンプルからマルチプレクサ５０に導かれてもよい。次いで、マルチプレクサ５０から伝搬する各光学信号部分４６は、逆多重化アセンブリ５２に誘導され、各光学信号部分４６の波長スペクトルが所望の波長帯域幅内に含有されるように、光学的に修正されてもよい。光学信号部分４６のうちのいくつかまたは全ての光学的修正は、フィルタ処理された信号部分４７を生じるように光学信号部分４６のうちのいくつかまたは全ての光学フィルタリングを含んでもよい（図１６参照）。
【００１８】
図４に示される光学分析システム４０実施形態に関して、サンプル４８から発する入力光学信号４４は、複数の光学信号部分４６に分割され、各光学信号部分４６は、同一または実質的に同一の光学スペクトル、すなわち、同一の光学データを含む。本配列は、図２１に示される光学分析システム２０２実施形態と異なっており、その実施形態では、示されている逆多重化アセンブリ２０４実施形態の各光学チャネル２０８（図２２参照）は、明確に異なる別個のサンプル材料２１４から、明確に異なる光学導管４２を通して入力光学信号４４を受信する。当然ながら、図４のシステム実施形態および図２１のシステム実施形態を組み合わせる、光学分析システム実施形態もまた、本明細書で考慮される。
【００１９】
例えば、光学分析システム実施形態は、図２１の実施形態に示されるように、各そのような光学チャネル２０８に対応する、明確に異なるサンプル２１４に結合される、１つまたはそれを上回るチャネルを伴う単一の逆多重化アセンブリ実施形態を含んでもよい。同一の逆多重化アセンブリ実施形態はまた、図４に示されるマルチプレクサ実施形態５０によって等、単一のサンプル材料４８に動作可能に結合される複数の他のチャネルを含んでもよい。類似構成を提供し、図４に示されるものをもたらし得る、光学分析システム実施形態は、割り込みマルチプレクサ５０を使用することなく、図４に示されるサンプル４８の入力光学信号４４と直接光通信する、図４に示される逆多重化アセンブリ５２の各個別の光学チャネルの各光学導管４２の入力端４５を有することによって、達成され得ることに留意されたい。そのような配列（図示せず）に関して、入力端４５が相互に近接近し、類似入力光学信号４４データおよび強度を受信するように、個別の光学導管４２の複数の入力端４５を束ねる、または別様に収集することが有用であり得る。
【００２０】
再度、図４の実施形態を参照すると、各フィルタ処理された信号部分４７の光学強度は、光検出器アレイ５４（図１２参照）によって等、測定されることができ、入力光学信号４４を特性評価するために分析器５６によって分析されてもよい。いったん各光学信号部分４６が所望の波長帯域幅を有するように（フィルタ処理によって等）光学的に修正されると、各フィルタ処理された信号部分４７は、フィルタ処理された信号部分４７の個別の光学チャネル５８（図９参照）の波長帯域幅の光学強度情報（例えば、スペクトル情報等）を搬送する。したがって、光学信号部分４６は、光学信号部分４６の間の光学クロストークを回避するために、それらの個別の光学チャネル５８内で相互から光学的に隔離されたままであることが重要であり得る。
【００２１】
逆多重化アセンブリ５２に光学的に結合される分析器５６によって行われる分析は、生物医学的化学分析、色選別、計装分析、原子吸光分析法分析、または任意の他の好適な光学分析を含んでもよい。ある場合には、入力光学信号４４は、入力光学信号４４のスペクトル性質を判定するために光学分析システム４０によって分析されてもよい。行われている分析のタイプによって要求されるとき、入力光学信号４４は、透過された光学信号のスペクトル性質に基づいてサンプル材料４８の性質を判定するために、サンプル材料４８を通して透過されてもよい、またはそこから反射されてもよい。
【００２２】
ある場合には、光学分析システム４０は、入力光学信号４４を複数の光学信号部分４６に分離するために使用され得る、マルチプレクサ５０を含んでもよい。光学分析システム４０はまた、複数の光学導管４２と、逆多重化アセンブリ５２と、光検出器アレイ５４と、分析器５６とを含んでもよい。マルチプレクサ５０は、入力光学信号４４を複数の光学信号部分４６に分割するように構成されてもよい。次いで、各光学信号部分４６は、個別の光学チャネル５８の光学導管４２を通って伝搬し、光学導管４２の出力端１０２から逆多重化アセンブリ５２のチャネル空洞６６（図９参照）中へ発せられてもよい。各光学チャネル５８は、各光学信号部分４６が明確に異なる波長帯域幅内に含有されるように、光学信号部分４６を光学的に修正するように構成されてもよい。次いで、各明確に異なる光学信号部分４６の個別の強度が、光検出器アレイ５４のアクティブ部分によって光学チャネル出力として測定されてもよい。次いで、各光学チャネル出力からの光学情報が、入力光学信号４４のスペクトル性質（または任意の他の所望の情報）を判定するために、分析器５６のプロセッサによって処理されてもよい。分析器５６は、各光学チャネル５８からのデータを分析または別様に操作するように構成されてもよい。各光学チャネル５８からのデータを操作するために、分析器５６は、データ入力インターフェース（図示せず）、プロセッサ（図示せず）、データ記憶部材（図示せず）、および視覚表示デバイス（図示せず）、または同等物を含んでもよい。各光学チャネル５８の光学導管４２は、マルチプレクサ５０から逆多重化アセンブリ５２の個別の光学チャネル５８に各光学信号部分４６を透過させるために使用されてもよい。各光学信号部分４６が、マルチプレクサ５０から逆多重化アセンブリ５２への光学信号部分４６の透過中に個別の光学導管４２内に実質的に含有され得るため、光学導管４２は、各光学信号部分４６を光学的に隔離するように作用する。
【００２３】
分析器５６が光学分析システム４０によって分析されている入力光学信号４４のスペクトルデータを適切に処理するために、逆多重化アセンブリ５２の光学チャネル５８の間の光学クロストークが最小限にされる、または排除されることが非常に重要であり得る。光学チャネル５８の間の光学クロストークは、他の全ての光学チャネル５８から各光学チャネル５８を光学的に隔離する、逆多重化アセンブリ５２内に配置される物理的バッフルの使用を通して、最小限にされることができる。加えて、各光学チャネル５８の出力を測定する光検出器アレイ５４のアクティブ部分は、その間の光検出器アレイ５４の非アクティブ部分の接地によって、相互から電気的に隔離されてもよい。光学チャネル５８のそれぞれのための光学導管４２の使用は、光学チャネル５８の隔離をさらに促進する。
【００２４】
以前に議論されているように、逆多重化アセンブリ５２を含む光学分析システム４０の要素は、光学チャネル５８内で伝搬する光学信号部分４６の間の光学クロストークを最小限にするように構成されてもよい。図５は、光検出器アレイ５４に固着される逆多重化アセンブリ５２（複数の光学導管４２を含む）の実施形態の外観である。逆多重化アセンブリ５２および光検出器アレイ５４の断面図が、図６に示されている。逆多重化アセンブリ５２は、複数の光学的に隔離された光学チャネル５８を含んでもよく、各光学チャネル５８は、随意に、個別の光学チャネル５８を通過する光学信号部分４６のスペクトル帯域幅を（光学信号のスペクトルを規定波長帯域幅まで縮小することによって）修正するように構成される。図９に示される逆多重化アセンブリ５２実施形態は、１６個の光学チャネル５８を含むが、しかしながら、そのような逆多重化アセンブリ５２実施形態は、任意の好適な数の光学チャネル５８を含んでもよい。いくつかの逆多重化アセンブリ５２実施形態は、約２〜約５０個の光学チャネル５８、より具体的には、約５個の光学チャネル５８〜約２５個の光学チャネル５８、さらに具体的には、約８個の光学チャネル５８〜約２０個の光学チャネル５８を有してもよい。逆多重化アセンブリ５２内に配置される各光学チャネル５８は、以下で議論されるであろうように、光学チャネル５８の間の光学クロストークを最小限にするように構成されてもよい。
【００２５】
逆多重化アセンブリ５２の光学チャネル５８実施形態は、図９の断面図に示されている。各光学チャネル５８は、光学信号部分４６の伝搬を誘導して閉じ込めるように構成され、光学導管４２によって透過される光学信号部分４６を光学的に隔離するように、かつ指向するように機能する、光学導管４２を含んでもよい。各光学チャネル５８はまた、帯域通過フィルタ６０を通過する光学信号部分のスペクトル帯域幅を改変するように機能する、帯域通過フィルタ６０を含んでもよい。各光学チャネル５８は、個別の帯域通過フィルタ６０の中へ光学導管４２の出力表面６１から出射する光学信号部分４６を集束する役割を果たし得る、随意のコリメートレンズ６２を含んでもよい。逆多重化アセンブリ５２は、光検出器アレイ５４と固定関係で固着され得る、チャネル筐体６４を含んでもよい。各光学チャネル５８はまた、チャネル筐体６４内に配置されるチャネル空洞６６を含んでもよく、各チャネル空洞６６は、随意に、隣接する光学チャネルから各光学チャネル５８を光学的に隔離するように機能し得る、複数のバッフルを伴って構成される。
【００２６】
各光学チャネル５８の複数のバッフルは、光学分析システム４０の測定誤差を防止する、または低減させる役割を果たし得る。例えば、各チャネル空洞６６は、それぞれ、図７、８、および９で描写される、１つまたはそれを上回る支持バッフル６８と、１つまたはそれを上回る側方バッフル７０とを含んでもよい。図７および８に示されるチャネル筐体６４実施形態は、１６個の光学チャネル５８のために構成されてもよいが、しかしながら、そのようなチャネル筐体６４実施形態は、任意の好適な数の光学チャネル５８のために構成されてもよい。支持バッフル６８は、対応する、または合致した帯域通過フィルタ６０に係合する、もしくはそれを支持するように構成される、支持表面７２を含んでもよい。支持バッフル６８は、光学「漏出」を低減させる、または排除するように構成されてもよく、それによって、光学信号部分４６からの光学情報は、帯域通過フィルタの外側側方縁７３の周囲に進行し、これは、次いで、フィルタ処理されていないスペクトルを光検出器アレイ５４に導入し、光検出器アレイ５４によって測定され、測定誤差を有意に導入し得る。図７および８に示される側方バッフル７０は、帯域通過フィルタ６０の間に位置付けられてもよい。したがって、側方バッフル７０は、隣接光学チャネル５８からの散乱した、誤った、または不要な光から帯域通過フィルタ６０領域を光学的に隔離する役割を果たしてもよく、それによって、測定正確度を向上させる。
【００２７】
各チャネル空洞６６は、図６に示されるように、側方バッフル７０によって側方に境界されてもよい。側方バッフル７０は、側方バッフル７０を形成するチャネル筐体６４の材料が、艶消し黒色陽極酸化アルミニウムまたは同等物等の光学情報の透過を可能にしない任意の好適に不透明の材料であり得るという点で、他のチャネル空洞の全てから各チャネル空洞６６を光学的に隔離するように構成される。側方バッフル７０は、それらが相互に隣接する光学帯域通過フィルタ６０の側面７３の間に形成された間隙７４の中に配置されるように、光学帯域通過フィルタ６０の間に位置付けられてもよい。ある場合には、側方バッフル７０は、帯域通過フィルタの側面７３と接触してもよく、他の実施形態では、側方バッフルの外面７５と隣接する帯域通過フィルタ６０の外側縁７３との間に間隙７６があってもよい。側方バッフル７０は、光信号が通過することができない隣接する帯域通過フィルタ６０要素の間に配置される障壁を提供する限り、種々の構成で任意の種々の材料から製造されてもよい。図７および８に示されるように、側方バッフル７０は、支持バッフル６８に対して連続構造を有するように構成されてもよい。ある事例では、側方バッフル７０の底縁７８は、その間に間隙が存在せず、光信号のいかなる部分も側方バッフル７０と支持バッフル６８との間を通過し得ないように、対応する隣接支持バッフル６８の頂面８０の上に配置されてもよい、またはそれと連続的であり得る。
【００２８】
各支持バッフル６８は、各個別の帯域通過フィルタ６０の出力表面８２の少なくとも一部を覆うように配置されてもよい。支持バッフル６８は、各チャネル空洞６６の底部分８３の周囲に配置されるレッジを提供し、帯域通過フィルタ６０に係合し、それを支持するように構成される、支持表面７２を含んでもよい。したがって、ある場合には、帯域通過フィルタ６０の出力表面８２は、図９に示されるように、対応する支持バッフル６８の支持表面７２と接触してもよい。支持バッフル６８はまた、出力開口８４を含んでもよい。出力開口８４は、支持バッフル６８内に形成されてもよい。各支持バッフル６８は、光学チャネル５８からの光学信号が他の光学チャネルに透過されることを防止することによって、その個別の光学チャネル５８をさらに光学的に隔離する役割を果たし得る。各チャネル空洞６６はまた、チャネル空洞６６の反対端に配置される、入力端８５および出力端８７を含んでもよい。示される実施形態に関して、光学導管の出力表面６１は、チャネル空洞６６の入力端８５に配置される。チャネル空洞６６の出力端８７は、光検出器アレイ５４の個別のアクティブ部分と光通信し得る、出力開口８４を含んでもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態に関して、各光学チャネル５８用の支持バッフル６８および関連付けられる側方バッフル７０は、単一モノリシック構造から形成されてもよい。チャネル空洞６６および関連付けられるバッフル構造の周囲に配置されるチャネル筐体６４は、埃等の空中汚染ならびに光学的汚染物質から各チャネル空洞６６を密閉するように作用してもよい。ある場合には、バッフルアセンブリ全体は、全てが一片の材料から形成される、側方バッフル７０、支持バッフル６８、および出力開口８４を含む、連続モノリシック構造の形態であってもよい。ある場合には、そのようなアセンブリは、一片のアルミニウムまたは他の好適な高強度材料から機械加工されてもよい。側方バッフル７０はまた、隣接する光学チャネル５８への１つの帯域通過フィルタ５０から反射または散乱される光の透過を防止するよう、隣接する対応帯域通過フィルタ６０の入力表面８６の上方に垂直に延在してもよい。
【００３０】
逆多重化アセンブリ５２の帯域通過フィルタ６０は、光学信号部分４６のスペクトルを規定波長帯域幅まで縮小または別様に狭小化し、それによって、フィルタ処理された信号部分４７を作成することによって、帯域通過フィルタ６０を通して透過される光学信号部分４６の光学性質を改変するように構成されてもよい。各帯域通過フィルタ６０は、選択された波長範囲内の光学信号を透過させるように構成されてもよい。各帯域通過フィルタ６０は、チャネル空洞の入力端８５に向かって配置される入力表面８６を含んでもよく、各帯域通過フィルタは、チャネル空洞６６の出力端８７（および出力開口８４）に向かって配置される出力表面８２を含んでもよい。
【００３１】
ある場合には、帯域通過フィルタ６０は、それらの上に堆積させられた種々の多層光学干渉コーティングを有する透明ガラスとともに、吸収性色ガラスまたは染料から成る、費用効率的な積層構造を伴って製造されてもよい。帯域通過フィルタ６０および支持バッフル６８の関連付けられる出力開口８４のサイズは、帯域通過フィルタ６０の波長帯域幅における光検出器アレイ５４の応答性に応じて選択され得ることに留意されたい。例えば、大型帯域通過フィルタ６０および関連付けられる出力開口８４は、光検出器アレイ５４が低い応答性を有する、波長帯域幅に使用されてもよい。より大型の帯域通過フィルタ６０は、より多くの光が光検出器アレイ５４の下層面積を照射することを可能にし、向上した信号対雑音比をもたらし得る。
【００３２】
逆多重化アセンブリ５２のいくつかの実施形態に関して、各帯域通過フィルタ６０は、所望の用途のために必要とされ得るような光の事前定義された狭いスペクトル帯を通過させるように構成されてもよい。例えば、第１の帯域通過フィルタ８８（図１６参照）が、約３４０ｎｍを中心とする波長帯域を有する光を透過させるように構成されてもよい一方で、第２の隣接する帯域通過フィルタ９０は、約３８０ｎｍを中心とする波長帯域を有する光を透過させるように構成されてもよい。したがって、一連の光学帯域通過フィルタは、いくつかの実施形態に関して、それを通して、約３４０ｎｍ、３８０ｎｍ、４０５ｎｍ、５１０ｎｍ、５４６ｎｍ、５７８ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６７０ｎｍ、７００ｎｍ、または８００ｎｍを中心とする波長帯域を有する光を個別に透過させるように構成されてもよい。そのような逆多重化アセンブリ５２の実施形態および以下で議論される任意の他の実施形態は、上記で議論される光学チャネル波長を含んでもよいが、また、特定の用途に応じて、任意の所望の波長を中心とする任意の所望のスペクトル帯域幅を通過させるように構成され得る、任意の好適な数のチャネルを含んでもよい。
【００３３】
帯域通過フィルタ６０は、光学信号部分４６の所定の波長範囲または帯域を透過させるように構成されてもよい。帯域通過フィルタ６０は、それらの上に堆積させられた種々の多層光学干渉コーティングを有する透明ガラスとともに、吸収性色ガラスまたは染料から成る、費用効率的な積層構造を伴って製造されてもよい。本タイプの標準１０ｍｍ直径光学フィルタは、良好な光学性能（典型的には＞７０％透過）を有し、それぞれ約＄１５のコストがかかる。但し、いくつかの生物医学的および測定／制御用途に関して、より短い紫外線（Ｕ．Ｖ．）波長帯域内、例えば、約２３０ｎｍ〜約３２０ｎｍの波長を有する光学帯域内の光学検出が所望され得る。本紫外線波長範囲では、そのような標準低コスト積層光学フィルタは、積層エポキシによる光吸収ならびに本波長範囲内の色ガラスおよび染料の欠如に起因して、好適ではない場合がある。むしろ、紫外線スペクトルで使用するためのそのようなフィルタは、典型的には、空隙金属・誘電体・金属（ＭＤＭ）型設計を伴って生産される。そのようなＭＤＭフィルタは、典型的には、光学的吸収エポキシを含まず、したがって、紫外線に暴露されたときに、エポキシベースの設計と比べて向上した耐用年数および性能を提供する。
【００３４】
マルチプレクサ５０から出射する各光学信号部分４６は、光学導管４２を通して図５の逆多重化アセンブリ５２の光学チャネル５６に入射してもよい。各個別光学導管４２の出力表面６１は、図１０に示される導管搭載ブロック９２を介して、その個別のチャネル空洞６６と固定関係で配置されてもよい。導管搭載ブロック９２は、逆多重化アセンブリ５２のチャネル空洞６６の入力端８５に配置されてもよく、導管搭載ブロック９２は、チャネル空洞６６および帯域通過フィルタ６０等の関連付けられるチャネル構造と固定関係で光学導管４２を固着するように構成されてもよい。図９に示されるように、各光学導管４２の出力表面６１は、チャネル空洞６６の入力端８５の入力境界９４の中へ延在してもよく、チャネル空洞６６の入力端８５の入力境界９４は、チャネル空洞６６の入力端８５において側方バッフルの入力縁９６によって形成される平面によって画定される。各光学導管４２の出力表面６１は、ある場合には、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの距離９８だけ各個別のチャネル空洞６６の入力端８５の入力境界９４を過ぎて延在してもよい（図９参照）。
【００３５】
導管搭載ブロック９２は、定位置でしっかりと光学導管４２の出力端１０２を保持するように、適切な直径の導管チャネル１００を伴って構成されてもよい。各光学導管４２は、Ｅｐｏ−Ｔｅｃ  ＯＨ１０５−２または類似エポキシ等の任意の好適な接着剤によって、導管搭載ブロック９２の個別の導管チャネル１００に固着されてもよい。導管搭載ブロック９２は、各光学導管４２の放出軸１０４が、個別の帯域通過フィルタ６０の個別の入力表面８６に向かって、かつ個別の支持バッフル６８の個別の出力開口８４に向かって個別のチャネル空洞６６の中へ指向されるように、チャネル筐体６４に固着されてもよい。さらに、各光学導管４２の出力表面６１は、帯域通過フィルタ６０の入力表面８６およびチャネル空洞６６の出力開口８４に向かって指向され、それと光通信してもよい。光学導管４２の実施形態は、シリカコア／シリカクラッド光ファイバを含むが、それらに限定されない、光ファイバ等の任意の好適な光学導波路であってもよい。光ファイバは、マルチモード光ファイバとして構成されてもよく、約１００ミクロン〜約１，０００ミクロンの横コア径を有してもよい。光ファイバのシリカコアおよび／またはシリカクラッディングは、光ファイバ内で光学信号の実質的な内部反射を確実にするために、好適にドープされてもよい。ドーパントは、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＯ３、または同等物を含んでもよい。加えて、プラスチック材料が、光ファイバのコアおよび／またはクラッディングを形成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態に関して、光ファイバの開口数は、約０．１２〜約０．２２であってもよい。
【００３６】
光学信号部分４６のうちのいくつかは、図９に示されるように、光学導管４２の出力表面６１から出射するにつれて発散し得る。光ファイバの開口数が大きすぎる場合、光学信号部分４６の部分は、光学信号部分４６が帯域通過フィルタ６０の入力表面８６に到達することに先立って、側方バッフル７０によって遮断され得る。これは、光学信号部分４６の強度および／または光学情報の損失をもたらし、それによって、光学分析システム４０の測定正確度を減少させ得る。したがって、光学信号部分４６が光学導管４２から出射するにつれて発散し得るため、随意のコリメートレンズ６２が、光学導管４２の放出軸１０４に沿って、かつ個別の帯域通過フィルタ６０の入力表面８６の入力側に配置されてもよい。コリメートレンズ６２の目的は、光学導管４２の出力表面６１から出射する発散光学信号部分４６を、帯域通過フィルタ６０の入力表面８６およびチャネル空洞６６の支持バッフル６８の出力開口８４に向かって指向することである。各コリメートレンズ６２は、溶融石英または同等物等の任意の好適な材料から加工されてもよい。加えて、各コリメートレンズ６２は、ＭｇＦ２または他の誘電体ＡＲコーティング等の光学コーティングでコーティングされてもよい。いくつかの実施形態に関して、コリメートレンズ６２の焦点距離は、約３ｍｍ〜約２０ｍｍであってもよい。
【００３７】
逆多重化アセンブリ５２の使用中に、各光学信号部分４６は、個別の光学導管４２内で誘導されてもよく、次いで、光学導管４２の放出軸１０４に沿ってチャネル空洞６６の中へ光学導管４２の出力表面６１から出射してもよい。各光学信号部分４６は、光学導管４２の開口数に依存する光学信号部分４０の発散角１０６で、放出軸１０４に沿って個別の光学導管４２から出射するにつれて発散してもよい。ある場合には、各光学信号部分４６は、個別の光学導管４２の出力表面６１から発せられることに応じて、３次元体積内で拡張し、それによって、立体角を形成し、立体角は、各光学信号部分４６の発散角１０６によって判定される。逆多重化アセンブリ５２のいくつかの実施形態に関して、各光学導管４２から発せられる、各立体角内で伝搬している各光学信号部分４６は、個別の光学チャネル５８の帯域通過フィルタ６０の各入力表面８６に重複し、それを包含してもよい。逆多重化アセンブリ５２の他の実施形態に関して、各光学導管４２から発せられる、各立体角内で伝搬している各光学信号部分４６は、個別の随意のコリメートレンズ６２の入力表面１１０に重複し、それを包含してもよい。光学信号部分４６の発散角１０６を判定し得る、光学導管４２の開口数、関連付けられるコリメートレンズ６２の直径１０８および焦点距離、ならびに光学導管４２の出力表面６１と関連付けられるコリメートレンズ６２の入力表面１１０との間の距離１１２は全て、光学導管４２から出射する発散光学信号部分４６がコリメートレンズ６２の入力表面１１０によって完全に捕捉されるように、構成されてもよい。実施例として、光学導管４２の開口数は、放出軸１０４から測定されるような約１３度の発散角１０６を生じる、約０．２２であってもよい。コリメートレンズ６２の直径１０８が４ｍｍであり、コリメートレンズ６２の焦点距離が約３ｍｍ〜約５ｍｍであり、光学導管４２の出力表面６１とコリメートレンズ６２の入力表面１１０との間の距離１１２が約２ｍｍである場合には、光学導管４２の出力表面６１から出射する光学信号部分４６の殆ど全てが、コリメートレンズ６２によって捕捉され、光学信号部分４６をフィルタ処理された信号部分４７に変換する個別の帯域通過フィルタ６０を通過させられ得る。次いで、フィルタ処理された信号部分４７は、個別の支持バッフル６８の出力開口８４を通過させられ、次いで、フィルタ処理された信号部分４７の光学強度を測定することができる、光検出器アレイ５４の関連付けられるアクティブ表面に衝打し得る。
【００３８】
図１２−１５に示される光検出器アレイ５４は、複数の隣接する検出器要素１１４を含んでもよい。検出器要素１１４は、関連付けられる支持バッフル６８の出力開口８４に隣接して配置され得る、共平面入力表面１１６を有してもよい。各光学チャネル５８の出力インターフェースは、少なくとも１つの検出器要素１１４と電気通信する、もしくは動作可能に結合される、１つまたはそれを上回る電気ピン１１８を含んでもよい。本明細書で議論されるデマルチプレクサ実施形態は、個別の光検出器アレイの構成による要求に応じて、任意の好適な数の出力インターフェースを有してもよい。ある場合には、各検出器要素１１４は、出力インターフェースとしての役割を果たすように、一対の電気ピン１１８に結合されてもよい。他の場合では、２つまたはそれを上回る検出器要素は、同一対の電気ピン１１８に動作可能に結合されてもよい。例えば、ある事例では、２つまたはそれを上回る隣接するアクティブ検出器要素１２４は、図１５に示されるように、電気ジャンパ１１７によってともに電気的に結合されてもよい。アクティブ検出器要素１２４を電気的に結合することは、個々の検出器要素１１４より大きい単一の検出器要素を効果的に作成する役割を果たし得る。そのような実施形態に関して、単一の一対の電気ピン１１８は、図１５および１６に示されるように、２つまたはそれを上回る検出器要素１１４に動作可能に結合され、結合された検出器要素１２４用の出力インターフェースとしての役割を果たし得る。
【００３９】
分析器５６は、光検出器アレイ５４の各検出器要素１１４の電気ピン１１８に動作可能に結合されてもよく、分析器５６は、光検出器アレイ５４のアクティブ部分から光学強度データを受信して記憶するように構成される。図１１は、ひいては分析器５６に電気的に結合され得る、回路基板１２０に固着された逆多重化アセンブリ５２を描写する。検出器要素１１４は、図１５に示されるような線形アレイを形成するように配列されてもよい。ある場合には、検出器要素１１４は、所望の検出波長に応じて、シリコン、ＳｉＣ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＨｇＣｄＴｅ、Ｇｅ、ＰｂＳ、または他の半導体材料から加工されてもよい。
【００４０】
逆多重化アセンブリ５２は、各光学チャネル５６、具体的には、各チャネル空洞６６の各支持バッフル６８の出力開口８４が、適切な検出器要素１１４に隣接して配置されるように、光検出器アレイ５４に固着されてもよい。ある場合には、図５に示されるような逆多重化アセンブリ５２は、光検出器アレイ５４の面に接着結合されてもよい。随意に、限定ではないが、機械的結合、締結具、筐体、はんだ付け、ろう付け、および同等物を含む、任意の種々の技法またはデバイスが、逆多重化アセンブリ５２を光検出器アレイ５４に添着するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、逆多重化アセンブリ５２は、光検出器アレイ５４に脱離不可能に結合されてもよい。随意に、逆多重化アセンブリ５２は、光検出器アレイ５４に脱離可能に結合されてもよい。
【００４１】
逆多重化アセンブリ５２はまた、多くの場合、その機能が敏感な光検出器アレイ５４を密封することである、溶融石英または他の材料で作製される、光学的に透明な検出器窓１２２（図６参照）を含んでもよい。検出器窓１２２は、光検出器アレイ５４の検出器要素１１４の入力表面１１６に直接隣接して配置されてもよく、検出器窓１２２は、検出器要素１１４の入力表面１１６を汚染から密閉するように構成される。
【００４２】
上記で議論されるように、光検出器アレイ５４は、電気的にアクティブまたは電気的に非アクティブであるように構成され得る、検出器要素１１４を含んでもよい。電気的にアクティブな検出器要素１２４が、その電気ピン１１８を分析器５６に電気的に結合させてもよい一方で、電気的に非アクティブな検出器要素１２６は、その電気ピン１１８を接地に電気的に結合させてもよい。光検出器アレイ５４は、約１０〜約１００個の検出器要素１１４を含んでもよい。アクティブ／非アクティブ検出器要素１１４のパターンは、逆多重化アセンブリ５２の光学チャネル５８を電気的に隔離するために利用されることができる。光検出器アレイ５４の非アクティブ検出器要素１２６は、検出器要素１２６を無効にし、光検出器アレイ５４のアクティブ部分の間の電気クロストークを防止するように、恒久的に接地されてもよい。個別の光学チャネル５８に光学的に結合されるアクティブ検出器要素１２４は、隣接する光学チャネルから光学チャネル５８を電気的に隔離するために、非アクティブ接地検出器要素１２６によって囲繞されてもよい（図１５参照）。図１６は、相互に隣接して配置された第１の光学チャネル１２８および第２の光学チャネル１３０を描写する。アクティブな第１の検出器要素１３２およびアクティブな第２の検出器要素１３４は、第１の光学チャネル１２８の出力開口８４から出射する、フィルタ処理された信号部分４７を測定するように構成される。非アクティブな第３の検出器要素１３６は、アクティブな第２の検出器要素１３４に隣接する。アクティブな第４の検出器要素１３８およびアクティブな第５の検出器要素１４０は、第２の光学チャネル１３０を通して透過される光学信号を測定するように構成される。第１の光学チャネル１２８を通して透過される、フィルタ処理された光学信号４７の一部が、非アクティブな第３の検出器要素１３６に衝打する場合、またはアクティブな第１の検出器要素１３２によって、もしくはアクティブな第２の検出器要素１３４によって生成される電気信号が、第３の非アクティブ検出器要素まで移動する場合、非アクティブな第３の検出器要素１３６に存在する任意の電圧が接地され、第２の光学チャネル１３０のアクティブな第４の検出器要素１３８およびアクティブな第５の検出器要素１４０は両方とも、フィルタ処理された信号部分４７による、または移動した電気信号による影響を受けない。故に、第１の光学チャネル１２８は、非アクティブな第３の検出器要素１３６によって第２の光学チャネル１３０から電気的に隔離される。上記で議論されるアクティブ／非アクティブ検出器要素パターンは、単一の非アクティブ検出器要素１２６によって囲繞される２つのアクティブ検出器要素１２４であるが、しかしながら、光検出器アレイ５４上のアクティブ／非アクティブ検出器要素の任意の好適なパターンが使用され得る。すなわち、単一のアクティブ検出器要素１２４は、隣接する非アクティブ検出器要素１２６によって囲繞されてもよい、または複数の隣接するアクティブ検出器要素１２４は、複数の隣接する非アクティブ検出器要素１２６によって囲繞されてもよい。光検出器アレイ５４のいくつかの実施形態に関して、光検出器アレイ５４のアクティブ部分は、約１ｍｍ未満の距離だけ光検出器の隣接するアクティブ部分から分離されてもよい。
【００４３】
光検出器アレイ５４用の連続的なまたは連続的に隣接する光検出器要素１１４の数は、任意の好適な数の検出器要素１１４を有してもよい。例えば、いくつかの光検出器アレイ５４実施形態は、約１０個の検出器要素１１４〜約１００個の検出器要素１１４またはそれを上回るもの、より具体的には、約２０個の検出器要素１１４〜約５０個の検出器要素１１４、さらに具体的には、約３０個の検出器要素１１４〜約４０個の検出器要素１１４を有してもよい。そのような線形光検出器アレイ５４の実施例が、図１２に示されている。好適な光検出器アレイはまた、検出器要素が線形アレイとして構成されないが、代わりに、電荷結合素子（ＣＣＤ）チップ実施形態で見出され得るような２次元アレイとして構成される、実施形態を含んでもよい。図１３および１４は、２次元行列で配列された複数の検出器要素１１４を有する、ＣＣＤ型チップ検出器アレイの実施形態を図示する。ＣＣＤチップのピン構成および電気的結合は、線形アレイのものと同一または類似であり得る。
【００４４】
光検出器アレイのいくつかの実施形態に関して、各検出器要素１１４のサイズは、小さくあり得、例えば、そのような検出器要素１１４は、約１ｍｍ〜約４ｍｍの入力表面１１６の横寸法を有してもよい。したがって、約８個の光学チャネル５８〜約１０個の光学チャネル５８を有するデバイスに好適なアレイは、約３インチ未満、より具体的には、約２インチ未満の全長を伴う線形アレイで配置される、約３５個のそのような検出器要素１１４を有してもよい。検出器要素１１４は、光学信号から光を検出し、入射光エネルギーを種々の波長のための電気エネルギーに変換するように構成されてもよい。ある場合には、各検出器要素１１４は、入射光エネルギーを、そこに入射する光の振幅または強度に比例または別様に依存する電圧に変換するように構成されてもよい。概して、いくつかの検出器要素１１４実施形態は、約２３０ｎｍ〜約４５００ｎｍ、より具体的には、約３４０ｎｍ〜約１２００ｎｍの波長、ならびにある場合には他の波長を有する光を検出して変換するように構成されてもよい。
【００４５】
光検出器アレイ５４は、各光学信号部分の光学エネルギーを電流に変換するように構成される、検出器要素１１４のアレイを含有してもよく、次いで、電流は、対応する検出器要素１１４に好適に接続され得る、電気ピン１１８に平行移動させられてもよい。いくつかの実施形態に関して、逆多重化アセンブリ５２に含まれる光検出器アレイ５４は、約５０ｍｍの長さであってもよいが、要求される光学チャネル５８の数に応じて、本質的に任意の所望の寸法であることができる。逆多重化アセンブリ５２の光学チャネル５８のそれぞれのためのチャネル光電流が、電気ピン１１８から読み取られてもよい。
【００４６】
図２３は、典型的紫外線範囲（２３０ｎｍ〜３２０ｎｍ）の逆多重化アセンブリ５２および光検出器アレイ５４の実施形態の正味の光学フィルタ／検出器応答性Ａ／Ｗをグラフで示す。より具体的には、図２３は、炭化ケイ素フォトダイオードと噛合されたときの例示的な２７０ｎｍの全誘電体フィルタの性能を示す。本波長では、典型的炭化ケイ素フォトダイオードは、約０．１Ａ／Ｗの応答性を有してもよい。図２３に図示されるように、本光学フィルタ／検出器の組み合わせの正味の応答性は、あるＭＤＭ／シリコン検出器の組み合わせの実施形態よりもほぼ１桁良好である、約０．０９Ａ／Ｗであってもよい。加えて、Ｓｉと異なり、ＳｉＣ光センサは、典型的には、紫外線暴露に対して堅調であり、向上した現場寿命を有し、長期安定性を有する。
【００４７】
上記で議論されるように、光学分析システム４０の実施形態によって分析される入力光学信号４４は、逆多重化アセンブリ５２によって分析されることに先立って、複数の光学信号部分４６に分割されてもよい。図１７は、入力光学信号４４が入力マルチプレクサ光学導管４３を通して伝搬され得、次いで、マルチプレクサ５０によって複数の光学信号部分４６に分割され、各光学信号部分４２が、（図４に示されるように）分析のために個別の光学導管４２を通して逆多重化アセンブリ５２に伝搬される、マルチプレクサ５０の実施形態を図示する。マルチプレクサ５０は、陽極酸化アルミニウムまたは黒色デルリン等の任意の好適なリジッド材料から加工され得る、マルチプレクサ筐体１４４を含んでもよい。マルチプレクサ５０は、マルチプレクサ筐体１４４内に配置されるレンズ空洞１４６と、入力導管チャネル１４８とを含んでもよい。入力導管チャネル１４８は、マルチプレクサ筐体１５０の入力部分１５０内に配置されてもよく、入力導管チャネル１４８は、マルチプレクサ筐体の第１の外面１５２からレンズ空洞１４６の内部容積１５４まで延在してもよい。入力マルチプレクサ光学導管４３は、Ｅｐｏ−Ｔｅｃ  ＯＨ１０５−２または類似エポキシ等の接着剤によって入力導管チャネル１４８に堅く固着されてもよい。入力マルチプレクサ光学導管４３は、光ファイバとして構成されてもよい。光ファイバは、光学導管４２実施形態に関して以前に議論されている任意の好適なコア／クラッディング構成および材料で加工されてもよい。
【００４８】
マルチプレクサはまた、Ｅｐｏ−Ｔｅｃ  ＯＨ１０５−２または類似エポキシ等の任意の好適な接着剤（図示せず）によってレンズ空洞１４６のレンズ表面１５８に固着され得る、随意のコリメートレンズ１５６を含んでもよい。代替として、コリメートレンズ１５６は、機械的停止部（図示せず）によってレンズ空洞１４６に固着されてもよい。マルチプレクサ５０実施形態のコリメートレンズ１５６は、ある場合には、約２ｍｍ〜約２０ｍｍの焦点距離を有してもよい。マルチプレクサ５０はまた、レンズ空洞１４６からマルチプレクサ筐体１４４の出力区分１６２の中へ部分的に延在するように、マルチプレクサ筐体１４４内に配置されるフィルタ空洞１６０のアレイを含んでもよい。各フィルタ空洞１６０は、マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４に堅く結合するように構成されてもよい。各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４は、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の入力表面１６６が、入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８に向かって指向され、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の出力表面１７０が、マルチプレクサ筐体１４４の出力区分１６２に好適に固着され得る、個別の光学導管４２の入力表面１７２に向かって指向されるように、各フィルタ空洞１６０内に配置されてもよい。
【００４９】
各フィルタ空洞１６０はまた、フィルタ空洞１６０からマルチプレクサ筐体１４４の出力表面１７６まで延在し得る、光学導管チャネル１７４を含んでもよい。光学導管４２は、Ｅｐｏ−Ｔｅｃ  ＯＨ１０５−２または類似エポキシ等の任意の好適な接着剤によって個別の光学導管チャネル１７４に固着されてもよい。フィルタ空洞１６０および光学導管チャネル１７４は、その個別のフィルタ空洞１６０内に配置される各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４が、その個別の光学導管チャネル１７４内に配置される各個別の出力導管４２と光通信するように構成されてもよい。各光学導管４２および各個別のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４は、光学導管４２の入力表面１７２とマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の出力表面１７０との間に間隙１７８があるように、マルチプレクサ筐体１４４内に配置されてもよい。マルチプレクサ５０のいくつかの実施形態に関して、各光学導管４２の入力表面１７２と各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の出力表面１７０との間の間隙１７８は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍであってもよい。
【００５０】
マルチプレクサ５０実施形態は、単一の入力マルチプレクサ光学導管４３を伴って、ならびに１６個のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４および１６個の個別の光学導管４２を伴って示される、図１７および１８で描写されている。１６個の光学導管４２内で伝搬する光学信号部分４６は、マルチプレクサ５０の光学出力と見なされてもよく、各結合されたマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４および光学導管４２は、マルチプレクサ５０の光学チャネル１８０を形成する。入力マルチプレクサ光学導管４３の出力端１６１は、入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８が、個別のマルチプレクサ出力チャネル１８０の光学導管４２の入力表面１７２に向かって指向され、それと光通信するように、マルチプレクサ筐体１４４のレンズ空洞に対して固着されてもよい。
【００５１】
マルチプレクサ５０の各光学チャネル１８０は、個別の光学導管４２によって、逆多重化アセンブリ５２の対応する光学チャネル５８に光学的に結合されてもよい。マルチプレクサ５０の実施形態はまた、マルチプレクサ５０の光学チャネル１８０を形成する、任意の数の結合された光学導管５０およびマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４を伴って構成されてもよい。例えば、マルチプレクサ５０は、約５個のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４〜約２０個のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４、および約５個の個別の光学導管４２〜約２０個の個別の光学導管４２を伴って構成されてもよい。したがって、マルチプレクサ５０の約５〜約２０個の個別の光学チャネル１８０が形成されてもよい。このようにして、マルチプレクサ５０を通して透過される入力光学信号４４は、マルチプレクサ５０の個別の光学チャネル１８０の数に対応する、いくつかの光学信号部分４６に変換されるであろう。
【００５２】
マルチプレクサ５０の使用中に、入力光学信号４４は、入力マルチプレクサ光学導管４３内で伝搬してもよく、次いで、入力マルチプレクサ光学導管４３の放出軸１８２に沿ってレンズ空洞１４６の中へ入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８から出射する。入力光学信号４４は、入力マルチプレクサ光学導管４３の開口数に依存する入力光学信号４４の発散角１８４で、放出軸１８２に沿って入力マルチプレクサ光学導管４３から出射するにつれて発散してもよい。ある場合には、入力光学信号４４は、入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８から発せられることに応じて、３次元体積内で拡張し、それによって、立体角を形成し、立体角は、入力光学信号４４の発散角１８４によって画定される。マルチプレクサ５０のいくつかの実施形態に関して、入力マルチプレクサ光学導管４３から発せられる、立体角内で伝搬している入力光学信号４４は、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の各入力表面１６６に重複し、それを包含してもよい。マルチプレクサ５０の他の実施形態に関して、入力マルチプレクサ光学導管４３から発せられる、立体角内で伝搬している入力光学信号４４は、コリメートレンズ１５８の入力表面１９０に重複し、それを包含してもよい。（発散角１８４を判定し得る）入力マルチプレクサ光学導管４３の開口数、コリメートレンズ１５６の直径１８６および焦点距離、ならびに入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８とコリメートレンズ１５６の入力表面１９０との間の距離１８８は全て、入力マルチプレクサ光学導管４３から出射する入力光学信号４４がコリメートレンズ１５６の入力表面１９０によって完全に捕捉され、マルチプレクサ１５０の全ての光学チャネル１８０に分配されるように、構成されてもよい。実施例として、入力マルチプレクサ光学導管４３の開口数は、光学導管４２の放出軸１８２から測定されるような約１３度の発散角を生じる、約０．２２であってもよい。コリメートレンズ１５６の直径１８６が８ｍｍであり、コリメートレンズ１５６の焦点距離が約１７ｍｍであり、入力マルチプレクサ光学導管４３の出力表面１６８とコリメートレンズ１５６の入力表面１９０との間の距離１８８が約１７ｍｍである場合には、入力マルチプレクサ光学導管４３から出射する入力光学信号４４の全ては、コリメートレンズ１５６によって捕捉されるであろう。次いで、入力光学信号４４は、コリメートレンズ１５６を通過して入力光学信号４４の実質的な平行化をもたらし、次いで、複数のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４を通過してもよく、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の出力は、光学信号部分４６である。次いで、各光学信号部分４６は、個別の光学導管４２の入力表面１７２に入射してもよい。各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４は、個別のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４から出射する、個別の光学信号部分４６のスペクトル性質を改変してもよい。
【００５３】
マルチプレクサ５０のいくつかの実施形態に関して、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４は、異なるスペクトル性質を伴う光学信号部分４３を生成するように構成されてもよい。この場合、各光学導管４２は、他の光学導管４２によって搬送される光学信号部分４３のスペクトル性質と異なるスペクトル性質を伴う光学信号部分４３を搬送してもよい。他のマルチプレクサ５０実施形態は、各マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４が、実質的に同一または類似するスペクトル性質を伴う光学信号部分１４３を生成するように構成されてもよい。マルチプレクサ５０は、ひいては、類似または異種スペクトル性質を有する光学信号部分４３の任意の好適な組み合わせを生成し得る、マルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４の任意の好適な組み合わせを伴って構成されてもよい。
【００５４】
上記で議論されるように、図１７および１８に示されるマルチプレクサ５０実施形態は、マルチプレクサの光学チャネル１８０を形成する個別の光学出力導管４２に光学的に結合される、複数のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１６４を含んでもよい。各光学チャネル１８０が個別のマルチプレクサ帯域通過フィルタを有するため、各光学チャネル１８０は、異なるスペクトル帯域幅を有する光学信号部分４３を生成することができる。（生物医学的蛍光用途または同等物等の）ある場合には、マルチプレクサの各光学チャネルが、同一のスペクトル帯域幅出力を有する光学信号部分を生成することが望ましくあり得る。
【００５５】
入力光学信号を複数の光学信号部分４３に変換するマルチプレクサ１９２実施形態が、図１９および２０に示されている。いくつかの実施形態に関して、マルチプレクサ１９２は、図４の光学分析システム４０用のマルチプレクサ５０の代わりに使用されてもよい。マルチプレクサ１９２は、マルチプレクサ筐体１４４と、マルチプレクサ筐体１９４内に配置されるレンズ空洞１４６と、レンズ空洞１４６内に配置されるコリメートレンズ１５６とを含んでもよい。マルチプレクサ１９２はまた、入力導管チャネル１４８に固着される入力マルチプレクサ光学導管４３、および個別の光学導管チャネル１７４に固着される複数の光学導管４２に固着されてもよい。マルチプレクサ１９２はまた、フィルタ空洞１９８内に配置されるマルチプレクサ帯域通過フィルタ１９６を含んでもよい。
【００５６】
図１９および２０に示されるマルチプレクサ実施形態１９２は、以前に議論された図１７および１８のマルチプレクサ実施形態５０に類似して機能するように構成されてもよい。すなわち、図１７および１８に示されるマルチプレクサ実施形態５０の材料、製造方法、寸法、ならびに機能の全ては、以下の例外を伴って、図１９および２０に示されるマルチプレクサ実施形態１９２のものに実質的に類似し得る、または同一であり得る。図１９および２０のマルチプレクサ１９２は、単一の入力光学信号４４を、実質的に同等のスペクトル帯域幅性質を伴う複数の光学信号部分４６に変換する。これは、マルチプレクサ１９２が、単一のマルチプレクサ帯域通過フィルタ１９６を伴って構成されるためである。マルチプレクサ１９２に固着される各光学導管４２は、マルチプレクサ帯域通過フィルタ１９６に光学的に結合され、それによって、光学チャネル２００を形成してもよい。マルチプレクサ１９２の各光学チャネル２００は、逆多重化アセンブリ５２上の対応する光学チャネル５８に光学的に結合されてもよい。マルチプレクサ実施形態１９２は、マルチプレクサ帯域通過フィルタ１９６に光学的に結合されたときにマルチプレクサ１９２の光学チャネル２００を形成する、任意の数の光学導管４２を伴って構成され得る。例えば、マルチプレクサ１９２は、それぞれがマルチプレクサ帯域通過フィルタ１９６に光学的に結合され得る、約５個の光学導管４２〜約２０個の光学導管４２を伴って構成されてもよい。したがって、マルチプレクサ１９２の約５〜約２０個の個別の光学チャネル２００が、形成されてもよい。
【００５７】
（生物蛍光分析等の）いくつかの指標に関して、入力光学信号がそれぞれ、同一波長帯域幅内にある光学スペクトル特性を有する、複数の入力光学信号を分析することが望ましくあり得る。類似光学スペクトル特性を有する複数の入力光学信号４４を分析するように構成される、光学分析システム２０２が、図２１に示されている。光学分析システム２００は、複数の光学導管４２と、光検出器アレイ５４を伴う逆多重化アセンブリ２０４と、分析器５６とを含んでもよい。ある場合には、複数の入力光学信号４４が生成され、図４で描写される光学分析システム４０と同様に分析のために入力光学信号４４のうちのいずれかを分割する必要がないため、光学分析システム２０４は、マルチプレクサ５０（またはマルチプレクサ１９２）を含まなくてもよい。
【００５８】
光学導管４２および分析器５６は、以前に議論されている、図４で描写される光学分析システム４０の対応する実施形態に類似して構成されてもよい。すなわち、図２１に示される光学導管４２および分析器５６の材料、製造方法、寸法、ならびに機能の全ては、図４に示される対応する実施形態のものに実質的に類似し得る、または同一であり得る。図２１および２２で描写される逆多重化アセンブリ２０４は、以下の例外を伴って、図４および５で描写される逆多重化アセンブリ５２に類似して構成されてもよい。図２１および２２で描写される逆多重化アセンブリ２０４が、単一の帯域通過フィルタ２０６を含む一方で、図４および５で描写される逆多重化アセンブリ５２は、複数の帯域通過フィルタ６０を含む。単一の帯域通過フィルタ２０６を含む以外に、図２２で描写される逆多重化アセンブリ２０４は、図５で描写される逆多重化アセンブリ５２に類似して構成される。すなわち、図２２に示される逆多重化アセンブリ２０４の材料、製造方法、寸法、ならびに機能の全ては、図５に示される逆多重化アセンブリ５２のものに実質的に類似し得る、または同一であり得る。
【００５９】
図２２で描写される逆多重化アセンブリ２０４は、単一の帯域通過フィルタ２０６を含み、逆多重化アセンブリ２０４の光学チャネルは、帯域通過フィルタ２０６と、光学導管４２と、随意のコリメートレンズ６２と、チャネル空洞２１０とを含んでもよい。ある場合には、帯域通過フィルタ２０６は、チャネル空洞の出力開口２１２と光検出器アレイ５４との間でチャネル空洞の外側に配置されてもよい。逆多重化アセンブリ２１２は、以前に議論されているように、逆多重化アセンブリの光学チャネル２０８の間の光学クロストークおよび電気クロストークを防止するように構成されてもよい。
【００６０】
図２１および２２で描写される逆多重化アセンブリ２０６は、１６個の光学チャネル２０８を含むが、しかしながら、逆多重化アセンブリ２０４は、任意の好適な数の光学チャネル２０８を含んでもよい。使用時に、逆多重化アセンブリ２０４は、以下のように機能するであろう。複数のサンプル２１４からの複数の入力光学信号４４は、複数の個別の光学導管４２内で逆多重化アセンブリに伝搬する。複数の入力光学信号４４は、随意のコリメートレンズ６２を通過してもよい。次いで、複数の入力光学信号４４は、入力光学信号４４をフィルタ処理された信号部分４７に変換する、帯域通過フィルタ２０６を通過してもよい。次いで、フィルタ処理された信号部分４７は、以前に議論されているように、光検出器アレイ５４および分析器５６によって測定されて記録されてもよい。
【００６１】
この場合、フィルタ処理された信号部分４７の全ては、帯域通過フィルタ２０６を通過し、故に、フィルタ処理された信号部分４７の全ては、実質的に同一のスペクトル性質を有する。したがって、図５の逆多重化アセンブリ４０の個々の帯域通過フィルタ６０は、図２２の逆多重化アセンブリ実施形態２０４では、単一の帯域通過フィルタ２０６によって置換される。単一の帯域通過フィルタ２０６は、光検出器アレイ５４の検出器要素１１４のアクティブ表面上に直接存在してもよい、または検出器要素１１４に隣接する窓として位置付けられてもよい。光学導管４２によって逆多重化アセンブリ２０４の中へ透過される入力光学信号４４の全ては、単一の帯域通過フィルタ２０６を通して透過され、入力光学信号４４の全ては、実質的に類似するスペクトル特性を伴うフィルタ処理された信号部分４７として、単一の帯域通過フィルタから出射する。すなわち、帯域通過フィルタ２０６から出射する光学信号部分４７の全ては、類似波長帯域幅内にあるスペクトル特性を有する。単一の帯域通過フィルタ２０６を有する逆多重化アセンブリ２０４を含む、光学分析システム２０２は、各光学チャネル２０８が逆多重化アセンブリ２０４全体内で同一の光学波長を分析することが所望され得る、生物学的蛍光分析のために有用であり得、各光学チャネル２０８は、例えば、異なる生物学的サンプルに由来する光学信号によって照射されてもよい。ある場合には、逆多重化アセンブリ２０４は、随意に、図４で描写される光学分析システム４０用の逆多重化アセンブリ５０の代わりに使用されてもよい。加えて、逆多重化アセンブリ５０は、随意に、図２１で描写される光学分析システム２０２用の逆多重化アセンブリ２０４の代わりに使用されてもよい。
【００６２】
上記の発明を実施するための形態に関して、その中で使用される同様の参照番号は、同一または類似寸法、材料、および構成を有し得る、同様の要素を指し得る。特定の形態の実施形態が図示および説明されているが、本発明の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、種々の修正が行われ得ることが明白であろう。故に、本発明が前述の発明を実施するための形態によって限定されることは意図されない。
【００６３】
本明細書で参照される各特許、特許出願、刊行物、および文書の全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる。上記の特許、特許出願、刊行物、および文書の引用は、前述のうちのいずれかが関連従来技術であるという承認でもなく、これらの文書の内容または日付に関していかなる承認も構成しない。
【００６４】
修正が、本技術の基本的側面から逸脱することなく、前述の実施形態に行われてもよい。本技術は、１つまたはそれを上回る具体的実施形態を参照して実質的に詳細に説明されている場合があるが、本願で具体的に開示される実施形態に変更が行われてもよく、その上、これらの修正および改良は、本技術の範囲および精神内である。本明細書で例証的に説明される技術は、本明細書で具体的に議論されていない任意の要素がない場合に好適に実践されてもよい。したがって、例えば、本明細書の各事例では、「〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「本質的に〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」、および「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語のうちのいずれかは、他の２つの用語のいずれかと置換されてもよい。採用されている用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用され、そのような用語および表現の使用は、示されて説明される特徴またはその部分のいかなる均等物も除外せず、種々の修正が、請求される技術の範囲内で可能である。「ある（ａまたはａｎ）」という用語は、要素のうちの１つまたは要素のうちの１つを上回るもののいずれかが説明されることが説明されることが文脈上明確ではない限り、それが修飾する要素のうちの１つまたは複数を指し得る（例えば、「ある試薬」は、１つまたはそれを上回る試薬を意味することができる）。本技術は、代表的な実施形態および随意の特徴によって具体的に開示されているが、本明細書に開示される概念の修正および変動が行われてもよく、そのような修正および変動は、本技術の範囲内と見なされ得る。
【００６５】
本技術のある実施形態が、以下に続く請求項に記載される。
【図１】
2018518669.tif 000003
【図２】
2018518669.tif 000004
【図３】
2018518669.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018518669.tif 000007
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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