(57)【要約】双方向光トランシーバ部品（２００）を含む光計測装置（１０２）であって、双方向光トランシーバ部品（２００）は、光電磁放射線のソース（２０８）と、光検出器（２１４）と、ビームスプリッタと、結合入出力ポート（２１８）とを備える。前記ポート（２１８）は、使用時に、それを通じた光電磁放射線の伝播を可能にするように構成される。光ソース（２１４）により出射される光電磁放射線をポート（２１４）に導き、且つ、ポート（２１４）から受信された光電磁放射線を光検出器（２０８）に導くために、前記ビームスプリッタは、光ソース（２０８）、光検出器（２１４）およびポート（２１８）に対して筐体（２０６）内で位置合わせされる。
2016508212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向光トランシーバ部品を含む光計測装置であって、前記双方向光トランシーバ部品は、
光電磁放射線のソースと、
光検出器と、
ビームスプリッタと、
使用時に、光電磁放射線の伝播を可能にするように構成された結合入出力ポートと、を備え、
前記光ソースにより出射される光電磁放射線を前記結合入出力ポートに導き、且つ、前記結合入出力ポートから受信された光電磁放射線を前記光検出器に導くために、前記ビームスプリッタは、前記光ソース、前記光検出器および前記結合入出力ポートに対して筐体内で位置合わせされることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ビームスプリッタは、前記結合入出力ポートからの前記受信された光電磁放射線の第１の割合が前記ビームスプリッタを介して前記光検出器へ伝播するのを可能にし、前記ソースから出射された前記光電磁放射線の第２の割合が前記ビームスプリッタを介して前記結合入出力ポートへ伝播するのを可能にするように、前記双方向光トランシーバ部品内に位置しており、前記第１の割合は数値的に前記第２の割合よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記出射された光電磁放射線は、それと関連付けられた第１の波長範囲を有し、受信された光電磁放射線は、それと関連付けられた第２の波長範囲を有し、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲と略同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記出射された光電磁放射線は、それと関連付けられた第１の波長範囲を有し、前記受信された光電磁放射線は、それと関連付けられた第２の波長範囲を有し、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
前記ビームスプリッタは、前記第２の波長範囲の光電磁放射線を前記光検出器に導き、且つ、前記第１の波長範囲の光電磁放射線を前記光検出器から外へ導くように構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
光導波路が、その第１の端部で前記結合入出力ポートと接続されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の装置。
【請求項７】
光発射アセンブリが前記光導波路の第２の端部に配置されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記光発射アセンブリは、前記光導波路の前記第２の端部に当接する、ある長さの伝播媒体を備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記光導波路の第２の端部は、その長手方向軸に対して垂直な面を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の装置。
【請求項１０】
前記光導波路の前記第２の端部は、前記光導波路の長手方向軸と略垂直な面における研磨面により終端され、
前記長さの伝播媒体の第１の端部は、前記長さの伝播媒体の長手方向軸と略垂直な面における研磨面により終端され、
前記光導波路の前記第２の端部は、前記長さの伝播媒体の前記第１の端部と密接に当接することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記光導波路の第２の端部は、前記光導波路の長手方向軸に対して略垂直ではない角度で延在する面を有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記光導波路の前記第２の端部は、反射防止コーティングを有することを特徴とする請求項９又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光導波路の前記第２の端部は、屈折又は回折光学素子を形成するように形作られていることを特徴とする請求項９又は１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記屈折又は回折光学素子はレンズを備えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記長さの伝播媒体の第１の端部は、前記光導波路の前記第２の端部に当接し、前記長さの伝播媒体の一部は屈折又は回折光学素子を形成するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記長さの伝播物質の屈折率は、前記光導波路の屈折率と略一致するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
前記光発射アセンブリは、前記長さの伝播媒体の一部および前記光導波路の前記第２の端部を実質的に囲むスプリットスリーブを備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
前記光導波路と前記長さの伝播物質との間のジョイントは、率整合媒体で満たされることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１９】
前記長さの伝播媒体は溶融石英ガラスであることを特徴とする請求項８乃至１８の何れか１項に記載の装置。
【請求項２０】
増幅回路が前記光検出器と動作可能に接続されることを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の装置。
【請求項２１】
光クロストーク及び／又は光干渉を補償するオフセット補償器をさらに備え、
前記増幅回路は、前記増幅回路のオフセット制御のために前記オフセット補償器と動作可能に接続されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記オフセット補償器は、前記増幅回路から電気フィードバック信号を受信し、使用時に、前記オフセット補償器により前記増幅回路へ適用されるオフセットレベルを調整するように構成されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記オフセット補償器は、調整可能な信号レベル生成器であることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記結合入出力ポートを通じて出射される光電磁放射線は、１以上の光学素子により焦点へ導かれることを特徴とする請求項１乃至２３の何れか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記焦点は軸に沿って移動されることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
計測されるサンプルのためのサンプルプラットフォームをさらに備え、
前記サンプルプラットフォームは前記焦点に対する軸上で移動されることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記軸は光軸であることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記焦点は、光軸と直交する第１の軸に沿って移動されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記焦点は、前記光軸及び前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って移動されることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
電磁放射線の前記ソースは、前記光電磁放射線を交流信号として出射するように構成されることを特徴とする請求項１乃至２９の何れか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記双方向光トランシーバ部品と動作可能に接続された別の双方向光トランシーバ部品をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３０の何れか１項に記載の装置。
【請求項３２】
光導波路が前記結合入出力ポートとその第１の端部で接続され、
前記別の双方向光トランシーバ部品は、別の結合入出力ポート、及び、その第１の端部でそれと接続された別の光導波路を備えることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記光導波路は、前記別の光導波路と動作可能に接続されることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
別の検出器、別のビームスプリッタ、別の結合入出力ポート、及び、前記別の結合入出力ポートと接続された別の光導波路を含む別の双方向光トランシーバ部品をさらに備え、
前記光導波路は、前記ビームスプリッタを介して電磁放射線の前記ソース及び前記光検出器と光通信し、
前記別の光導波路は、前記別のビームスプリッタを介して前記別の光検出器と光通信し、
前記光導波路は、使用時に、電磁放射線の前記ソースから光電磁放射線を受信し、それを通じた伝播を可能にするように構成され、
前記別の光導波路は、反射時に前記光導波路により出射される前記光電磁放射線の少なくとも一部を受信するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項３５】
請求項１乃至３４の何れか１項に記載の光計測装置を備えることを特徴とする共焦点光計測装置。
【請求項３６】
請求項１乃至３４の何れか１項に記載の光計測装置を備えることを特徴とする光メトロジー装置。
【請求項３７】
前記光計測装置は共焦点光計測装置であることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
光ノイズ及び／又は電気ノイズを低減するために前記双方向光トランシーバ部品のスクリーニングをさらに含み、それにより前記双方向光トランシーバ部品の光信号に対する感度を最大化することを特徴とする請求項１乃至３７の何れか１項に記載の装置。
【請求項３９】
光計測装置を製造する方法であって、
光計測アセンブリを提供する工程と、
双方向光トランシーバ部品を前記光計測アセンブリと接続する工程と
を備えることを特徴とする光計測装置を製造する方法。
【請求項４０】
添付図面を参照して実質的に記載される上述の光計測装置。
【請求項４１】
添付図面を参照して実質的に記載される上述の光計測装置を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば双方向光トランシーバ部品を備えるタイプの光計測装置に関するものである。本発明は、例えば双方向光トランシーバ部品を提供するタイプの光計測装置を製造する方法に関するものでもある。
【背景技術】
【０００２】
共焦点光学系の分野では、光源、第１のピンホール、第２のピンホール、および光検出器が、小さな被検査面又は領域を照明して、その被検査面又は領域から戻って反射された光を受信するために採用される。そのような系では、光源、ピンホールおよび光検出器を正確に位置合わせして制御する必要があり、単純且つ費用対効果のある方法でそれを行うことが望まれている。実際、系の上述の構成要素の互いに対する位置合わせ許容度は、１マイクロメータから数百マイクロメータより小さくできる。この要求精度の結果、機械的許容度は同等である必要があり、被検査面又は領域と共焦点であることを保証するために、通常、ピンホールの微動が要求される。
【０００３】
構成要素の位置合わせと関連付けられた上述の精度要件を不要にする又は少なくとも緩和するための試みでは、いわゆる“ピグテール”光源及び検出器部品を採用し、光ファイバの自由端が光源及びピンホールの両方として役立ち、それにより部品を相互に位置合わせする必要性を除外するように、各部品をそれぞれＹ−カプラの分岐と接続し、且つ、“シングルファイバ”を構成する光ファイバを、Ｙ−カプラの残りの分岐と接続することによって、シングルファイバを通じて各信号を伝播することが既知である。しかしながら、光源及び光検出器の光ファイバとの接続は、この実施に対処されなければならない更なる技術的な課題である。
【０００４】
共焦点顕微鏡に関連する米国特許第５１２０９５３号明細書に記載の共焦点光学系の別の既知の実施では、光源、フォトディテクタ及び集光レンズを接続するために複数の光ファイバを使用することによって、共焦点光学系の構成を単純化するために光ファイバも使用されている。しかしながら、第１の光ファイバが光源を光分離器に接続し、第２の光ファイバがフォトディテクタを光分離器に接続し、第３の光ファイバが光分離器から集光レンズまでの伝播経路を提供するので、特に、複数の光ファイバの上述の３つの要素の各々との正確な接続を保証するためにケアが必要とされるので、そうしたアプローチは過度に複雑である。また、必要な計測の正確性レベルが上記の接続構成が設計されている顕微鏡の分野での適用の正確性レベルを超過するので、その接続構成は共焦点光学を必要とする他の適用に不適でもある。また、光が出射される光ファイバの、共焦点光学系の他の光学素子、例えばレンズ、とのインタフェースは問題を含んでいる。
【０００５】
光ファイバ通信の分野では、“双方向モジュール”として知られている装置は、単一モジュールにおいて、レーザ源、フォトディテクタ、ビームスプリッタ、及び光ファイバを備えている。そうしたモジュールの１つの例が米国特許第５８４１５６２号明細書に記載されている。その双方向モジュールは、光ファイバを介して光が送受信されることを可能にし、それによって、上述のように問題を含む位置合わせを単純化している。
【０００６】
しかしながら、上述したように、双方向モジュールは、デジタル光ファイバ通信の分野で使用され、共焦点光学を必要とする他の適用に不適である。デジタルシステムのフォトディテクタの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の要求が、信号値の範囲の正確性及び安定性が必要とされるアナログ計測と互換性がないからである。また、そうした双方向モジュールは、ある長さの光ファイバによって別の双方向モジュールとリンク付けされるだろう。その一方、共焦点光学の分野では、光ファイバは、被検査物体をプローブするために使用される光学系とインタフェース接続する地点で終端される。光が発射される光ファイバの、共焦点光学系の他の光学素子、例えばレンズ、とのインタフェースは問題を含んでいる。例えば、光ファイバの終端からの光学反射は、フォトディテクタでノイズを増大させ、レーザ源の安定性に影響しうる双方向トランシーバの別のノイズ源は、双方向トランシーバ本体内のレーザ源からフォトディテクタまでのクロストークであり、共焦点光学系での使用時にパフォーマンスを再び阻害する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、双方向光トランシーバ部品を含む光計測装置であって、前記双方向光トランシーバ部品は、光電磁放射線のソースと、光検出器と、ビームスプリッタと、使用時に、光電磁放射線の伝播を可能にするように構成された結合入出力ポートとを備え、前記光ソースにより出射される光電磁放射線を前記結合入出力ポートに導き、且つ、前記結合入出力ポートから受信された光電磁放射線を前記光検出器に導くために、前記ビームスプリッタは、前記光ソース、前記光検出器および前記結合入出力ポートに対して筐体内で位置合わせされる。
【０００８】
前記双方向トランシーバ部品は、光電磁放射線の追加のソースを備えてもよい。光電磁放射線の追加のソースは、光電磁放射線の前記ソースにより使用時に出射される光電磁放射線の波長範囲とは異なる波長範囲を有する光電磁放射線を出射するように構成されてもよい。
【０００９】
前記双方向光トランシーバ部品は追加の光検出器を備えてもよい。
【００１０】
前記ビームスプリッタは、前記結合入出力ポートからの前記受信された光電磁放射線の第１の割合が前記ビームスプリッタを介して前記光検出器へ伝播するのを可能にし、前記ソースから出射された前記光電磁放射線の第２の割合が前記ビームスプリッタを介して前記結合入出力ポートへ伝播するのを可能にするように、前記双方向光トランシーバ部品内に位置してもよく、前記第１の割合は数値的に前記第２の割合よりも大きくてもよい。
【００１１】
前記ビームスプリッタは、前記結合入出力ポートからの前記受信された光電磁放射線の５０％より多くを前記光検出器に導くように構成されてもよい。前記ビームスプリッタは、前記結合入出力ポートからの前記受信された光電磁放射線の８０％より多くを前記光検出器に導くように構成されてもよい。
【００１２】
前記出射された光電磁放射線は、それと関連付けられた第１の波長範囲を有してもよく、受信された光電磁放射線は、それと関連付けられた第２の波長範囲を有してもよく、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲と略同じであってもよい。
【００１３】
前記出射された光電磁放射線は、それと関連付けられた第１の波長範囲を有し、前記受信された光電磁放射線は、それと関連付けられた第２の波長範囲を有し、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は異なってもよい。
【００１４】
前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は重複してもよい。前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は重複しなくてもよい。
【００１５】
前記ビームスプリッタは、前記第２の波長範囲で光電磁放射線を前記光検出器に導き、且つ、前記第１の波長範囲で光電磁放射線を前記光検出器から外へ導くように構成されてもよい。
【００１６】
光導波路が、その第１の端部で前記結合入出力ポートと接続されてもよい。
【００１７】
前記光導波路の第２の端部は、自由空間に露出されてもよい。
【００１８】
光発射アセンブリが前記光導波路の第２の端部に配置されてもよい。前記光発射アセンブリは、前記光導波路の前記第２の端部に当接する、ある長さの伝播媒体を備えてもよい。
【００１９】
前記光導波路の前記第２の端部は、前記長さの伝播媒体の第１の端部に融着されてもよい。
【００２０】
前記光導波路の前記第２の端部はフェルールにより終端されてもよく、前記フェルールは前記長さの伝播媒体に当接してもよい。
【００２１】
光導波路の前記第２の端部は、その長手方向軸に対して垂直な面を有してもよい。
【００２２】
前記光導波路の前記第２の端部は、前記光導波路の長手方向軸と略垂直な面における研磨面により終端されてもよく、前記長さの伝播媒体の第１の端部は、前記長さの伝播媒体の長手方向軸と略垂直な面における研磨面により終端されてもよく、前記光導波路の前記第２の端部は、前記長さの伝播媒体の前記第１の端部と密接に当接してもよい。
【００２３】
前記光導波路の第２の端部は、前記光導波路の長手方向軸に対して略垂直ではない角度で延在する面を有してもよい。
【００２４】
追加的に又は代替的に、前記光導波路の前記第２の端部は研磨されていてもよい。
【００２５】
前記光導波路の前記第２の端部は、反射防止コーティングを有してもよい。
【００２６】
前記光導波路の前記第２の端部は、屈折又は回折光学素子を形成するように形作られてもよい。前記屈折又は回折光学素子はレンズを備えてもよい。
【００２７】
前記長さの伝播媒体の第１の端部は、前記光導波路の前記第２の端部に当接してもよく、前記長さの伝播媒体の一部は屈折又は回折光学素子を形成するように構成されてもよい。
【００２８】
前記長さの伝播媒体の長手部は、前記屈折又は回折光学素子を形成するように構成されてもよい。
【００２９】
前記長さの伝播物質の第１の端部は、前記光導波路の前記第２の端部に当接してもよく、前記長さの伝播物質の第２の端部は、屈折又は回折光学素子を形成するように形作られてもよい。
【００３０】
前記長さの伝播物質の屈折率は、前記光導波路の屈折率と略一致するように構成されてもよい。
【００３１】
前記光発射アセンブリは、前記長さの伝播媒体の一部および前記光導波路の前記第２の端部を実質的に囲むスプリットスリーブを備えてもよい。
【００３２】
前記光導波路と前記長さの伝播物質との間のジョイントは、率整合媒体で満たされてもよい。
【００３３】
前記長さの伝播媒体は溶融石英ガラスであってもよい。
【００３４】
前記光導波路は光ファイバであってもよい。前記光ファイバはシングルモード光ファイバであってもよい。
【００３５】
増幅回路が前記光検出器と動作可能に接続されてもよい。
【００３６】
前記装置は、光クロストーク及び／又は光干渉を補償するオフセット補償器をさらに備えてもよく、前記増幅回路は、前記増幅回路のオフセット制御のために前記オフセット補償器と動作可能に接続されてもよい。
【００３７】
前記オフセット補償器は、前記増幅回路から電気フィードバック信号を受信し、使用時に、前記オフセット補償器により前記増幅回路へ適用されるオフセットレベルを調整するように構成されてもよい。
【００３８】
前記オフセット補償器は、調整可能な信号レベル生成器であってもよい。
【００３９】
前記結合入出力ポートを通じて出射される前記光電磁放射線は、１以上の光学素子により焦点へ導かれてもよい。
【００４０】
前記１以上の光学素子は、前記光導波路及び／又は光発射アセンブリを備えてもよい。疑義を避けるために、前記１以上の光学素子は、前記長さの伝播媒体及び／又は前記光導波路と一体的に形成された又は接続された前記屈折又は回折光学素子を備えてもよい。
【００４１】
前記焦点は軸に沿って移動されてもよい。
【００４２】
前記装置は、計測されるサンプルのためのサンプルプラットフォームをさらに備えてもよく、前記サンプルプラットフォームは前記焦点に対する軸上で移動されてもよい。
【００４３】
前記焦点は略静止していてもよい。前記軸は光軸であってもよい。
【００４４】
前記焦点は、光軸と直交する第１の軸に沿って移動されてもよい。
【００４５】
前記焦点は、前記光軸及び前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って移動されてもよい。
【００４６】
前記サンプルプラットフォームは、前記光軸と直交する第１の軸に沿って移動されてもよい。
【００４７】
前記サンプルプラットフォームは前記第１の軸及び前記光軸と直交する第２の軸に沿って移動されてもよい。
【００４８】
電磁放射線の前記ソースは、前記光電磁放射線を交流信号として出射するように構成されてもよい。
【００４９】
前記交流信号はパルス信号であってもよい。前記交流信号は変調信号であってもよい。
【００５０】
前記装置は、前記双方向光トランシーバ部品と動作可能に接続された別の双方向光トランシーバ部品をさらに備えてもよい。
【００５１】
光導波路が前記結合入出力ポートとその第１の端部で接続されてもよく、前記別の双方向光トランシーバ部品は、別の結合入出力ポート、及び、その第１の端部でそれと接続された別の光導波路を備えてもよい。
【００５２】
前記光導波路は、前記別の光導波路と動作可能に接続されてもよい。
【００５３】
前記光導波路は、ファイバカプラにより前記別の光導波路と動作可能に接続されてもよい。前記ファイバカプラは５０／５０ファイバカプラであってもよい。
【００５４】
前記装置は、別の検出器、別のビームスプリッタ、別の結合入出力ポート、及び、前記別の結合入出力ポートと接続された別の光導波路を含む別の双方向光トランシーバ部品をさらに備えてもよく、前記光導波路は、前記ビームスプリッタを介して電磁放射線の前記ソース及び前記光検出器と光通信してもよく、前記別の光導波路は、前記別のビームスプリッタを介して前記別の光検出器と光通信してもよく、前記光導波路は、使用時に、電磁放射線の前記ソースから光電磁放射線を受信し、それを通じた伝播を可能にするように構成されてもよく、前記別の光導波路は、反射時に前記光導波路により出射される前記光電磁放射線の少なくとも一部を受信するように構成されてもよい。
【００５５】
反射される前記光電磁放射線の前記少なくとも一部は、使用時に、前記別の光導波路を通じて伝播してもよい。
【００５６】
前記別の双方向光トランシーバ部品は、電磁放射線の別のソースを備えてもよい。前記別の光導波路は、前記別のビームスプリッタを介して電磁放射線の前記別のソースと光通信してもよい。前記別の光導波路は、使用時に、電磁放射線の前記別のソースから光電磁放射線を受信し、それを通じた伝播を可能にするように構成されてもよく、前記光導波路は、反射時に、前記別の光導波路により出射される前記光電磁放射線の少なくとも一部を受信するように構成されてもよい。
【００５７】
光電磁放射線の前記ソースにより出射される光電磁放射線の波長は、光電磁放射線の前記別のソースにより出射される光電磁放射線の波長とことなってもよい。
【００５８】
前記双方向光トランシーバ部品の前記ビームスプリッタは、第１のダイクロイックビームスプリッタであってもよく、前記別の双方向光トランシーバ部品は、第２のダイクロイックビームスプリッタを備えてもよい。前記第１及び第２のダイクロイックビームスプリッタの波長選択性は、使用時に、前記双方向光トランシーバ部品から出力されるある波長の光電磁放射線が、前記別の双方向光トランシーバ部品により受信されてもよく、且つ、前記別の双方向光トランシーバ部品により出力される前記波長の光電磁放射線が、前記双方向光トランシーバ部品により受信されてもよいように、選択されてもよい。
【００５９】
本発明の第２の側面によると、本発明の第１の側面に関連して上述した光計測装置を備える共焦点光計測装置が提供される。
【００６０】
本発明の第３の側面によると、本発明の第１の側面に関連して上述した光計測装置を備える光メトロジー装置が提供される。
【００６１】
前記光計測装置は共焦点光計測装置であってもよい。
【００６２】
前記装置は、光ノイズ及び／又は電気ノイズを低減するために前記双方向光トランシーバ部品のスクリーニングをさらに含んでもよく、それにより前記双方向光トランシーバ部品の光信号に対する感度を最大化する。
【００６３】
前記スクリーニングは、前記双方向光トランシーバ部品内に配置された不透明バッフルを備えてもよい。前記スクリーニングは、前記双方向光トランシーバ部品内に配置された光吸収面を備えてもよい。前記スクリーニングは、前記双方向光トランシーバ部品の少なくとも一部を囲む不透明エンクロージャを備えてもよい。前記スクリーニングは、光電磁放射線の前記ソース及び／又は前記光検出器の周りに配置された電磁シールドを備えてもよい。前記スクリーニングは、前記増幅回路及び／又は前記オフセット補償器の周りに配置された電磁シールドを備えてもよい。
【００６４】
本発明の第４の側面によると、本発明の第１の側面に関連して上述した光計測装置を備える干渉計が提供される。
【００６５】
本発明の第５の側面によると、光計測装置を製造する方法であって、光計測アセンブリを提供する工程と、双方向光トランシーバ部品を前記光計測アセンブリと接続する工程とを備える方法が提供される。
【００６６】
従って、改良ＳＮＲひいては改良感度から利益を得る一方で、前記光ソース（光源）及びフォトディテクタの前記光ファイバとの良好且つ信頼性のある位置合わせを保証する光計測装置の製造方法および光計測装置を提供することが可能である。さらに、改良された環境パフォーマンス及び低減された複雑さだけでなく、バルク型光学系について共焦点光学系のよりコンパクトなフォーマットが達成される。前記光計測装置の製造コストも、バルク型光学系と比較して低減される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
添付の図面を参照して、一例によって、本発明の少なくとも一実施形態が説明されるだろう。
【図１】図１は、光計測装置の双方向光トランシーバ部、及び被検査物体を備える光計測システムの概略図である。
【図２】図２は、図１の光計測システムの概略図であるが、より詳細に双方向光トランシーバ部を示し、本発明の実施形態を構成する図である。
【図３】図３は、図２の双方向光トランシーバ部の双方向光トランシーバ部品の概略図である。
【図４】図４は、より詳細な図２の双方向光トランシーバ部の光発射アセンブリの概略図である。
【図５】図５は、より詳細な図２の双方向光トランシーバ部のバイアス回路の概略図である。
【図６】図６は、より詳細な図２の光発射アセンブリの別の概略図である。
【図７】図７は、図１の光計測システムにより採用されるスキャン実施の概略図である。
【図８】図８は、図１の光計測システムにより採用される別のスキャン実施の概略図である。
【図９】図９は、図１の光計測システムにより採用されるビーム相対移動実施の概略図である。
【図１０】図１０は、図１の光計測システムにより採用される別のビーム相対移動実施の概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の別の実施形態を構成する光計測装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下の説明を通じて同一の参照番号が同様の部品を特定するために使用されるだろう。
【００６９】
図１を参照すると、光計測システム１００は光計測装置１０２を備えている。この例では、光計測装置１０２は共焦（コンフォーカル）である。当該装置は、コンタクトレンズの厚さを計測するために提供されている。しかしながら、光計測装置１０２は、例えば、人間又は動物の身体の透明部を含む、他の透明物体又はその一部等の、他の小部分（アイテム）の表面の位置又は厚さを計測するために、メトロジーの他の側面に関して使用されうることを当業者は理解すべきである。この観点では、光計測装置１０２は、例えば、角膜、レンズ、又は人口コラーゲンに関する厚さ計測、又は不透過面の位置等の計測を行うために使用されうる。
【００７０】
光計測装置１０２は出力１０４を有し、そこから、電磁放射線、例えば出力光１０６が焦点面１０８に焦点を合わせられる。焦点面は被計測物体の中又は被計測物体上にある（以降、“被検査物体”と称する）。光計測装置１０２は、電源（不図示）と接続するための電源接続１１２及びデータ処理モジュール（同様に不図示）と接続するためのデータ接続１１４を有する双方向光トランシーバ分１１０を備えている。ここで示すような実施形態の核となる教示からそれないようにするために、電源及びデータ処理モジュールの詳細はさらに記載しないだろう。しかしながら、当業者は、双方向光トランシーバ部１１０に動力を供給するために適したハードウェア、及び、双方向光トランシーバ部１１０から出力されたデータを処理するためのハードウェアを知っているだろう。
【００７１】
双方向光トランシーバ部１１０は、この例では光出力ポート１１６を備えている。焦点レンズ１１８、又はレンズアセンブリが、光軸１１９に配置されており、光計測装置１０２の出力及び光出力ポート１１６もまた実質的に光軸１１９を中心としている。この例では、焦点レンズ１１８又はレンズアセンブリは、双方向光トランシーバ部品２００に対して提供されて動作可能に接続される光計測アセンブリの一部を構成している（図２）。双方向光トランシーバは、その自由空間実施と対照的に、部品、例えば閉部品として形成されることが理解されるべきである。
【００７２】
図２へ移ると、双方向光トランシーバ部１１０は、双方向光トランシーバ部品２００を備えており、それは光発射アセンブリ２０２と、光導波路、例えば、いわゆる“ピグテールファイバ”としての、シングルモード光ファイバ等の光ファイバ２０４、を介して動作可能に接続されている。双方向光トランシーバ部品２００は筐体又はシャーシ（chassis）２０６を備えており、それはこの例では一般に立方体形状であり、光電磁放射線源（ソース）、例えば筐体２０６の第１の側壁に対して密封して配置された高輝度発光ダイオード（ＳＬＥＤ）等のダイオード２０８と接続されている。もちろん、当業者は、他の適当な光源、例えばレーザ又はレーザダイオードが採用されうることを理解するだろう。光検出器、例えばフォトディテクタ２１４が、筐体２０６の第２の側壁２１２に対して密封して配置されている。第１の側壁２１０は第２の側壁２１２に対して略垂直的に位置している。筐体２０６は、結合入出力ポートを構成するファイバ又は“ピンホール”ポート２１８を有する第３の側壁２１６も備えており、光ファイバ２０４は、その第１の端部でファイバポート２１８と密封して接続されている。
【００７３】
フォトディテクタ２１４は、第１の内部電気接続２２２を介して電気増幅バイアス回路２２０と接続されており、バイアス回路２２０はデータ接続１１４と接続された出力を有する。電源接続１１２はダイオード２０８と接続されている。
【００７４】
光発射アセンブリ２０２は、光計測装置１０２の光出力ポート１１６に対向して配置されている。
【００７５】
図３を参照すると、筐体２０６は、上述したように、その第１の側壁２１０と動作可能に接続されたダイオード２０８を備えている。この例では、筐体２０６の第１の側壁２１０は、第１のポートレンズ３００が密封して配置される第１の開口を備えている。上述したように、筐体２０６は、第２の側壁２１２に配置されたフォトディテクタ２１４も備えており、筐体２０６の第２の側壁２１２は、この例では、第２のポートレンズ３０２が密封して配置される第２の開口を備えている。この例では、第１のポートレンズ３００は収束レンズ（集光レンズ）であり、第２のポートレンズ３０２もまた収束レンズ（集光レンズ）である。
【００７６】
双方向光トランシーバ部品２００は、筐体２０６内に配置されたビームスプリッタ３０４、例えば、ダイクロイックビームスプリッタも備えている。この例では、ダイオード２０８から筐体２０６へ入る、ある割合のフォーカスされた光がファイバポート２１８へ向けて反射され、且つ、ファイバポート２１８を介して筐体２０６へ入る、ある割合の光がビームスプリッタ３０４を通じてフォトディテクタ２１４の照明のために第２のポートレンズ３０２へ伝播するように、第１の開口、第２の開口、ファイバポート２１８及びビームスプリッタ３０４が位置合わせされる。それ故、光源２０８により出射される光電磁放射線を結合入出力ポート２１８に導き、且つ、結合入出力ポート２１８から受信した電磁放射線を光検出器２１４に導くために、ビームスプリッタ３０４が、光源２０８、光検出器２１４及び結合入出力ポート２１８に対して筐体２０６内に位置合わせされる。第１のポートレンズ３００を介して入る光の入射がフォトディテクタ２１４に到達するのを防ぐために、第１のポートレンズ３００及びビームスプリッタ３０４の間の伝播経路、及び、ビームスプリッタ３０４及びフォトディテクタ２１４の間の伝播経路は、それぞれ第１及び第２の光シールにより覆われている。
【００７７】
上の例では、第１及び第２のポートレンズ３００、３０２は、筐体２０６と接続されているものとして記載されているが、第１及び／又は第２のポートレンズ３００、３０２は、各開口に対してスペースを空けて筐体２０６と動作可能に接続されることができ、筐体２０６を囲むために提供されうる外部ケーシング、例えばいわゆるトランジスタアウトライン（ＴＯ）“カン（ｃａｎ）”内に配置されうることが理解されるべきである。
【００７８】
双方向光トランシーバ部品２００は、光学的及び／又は電気的なノイズを低減するために他の方法でもスクリーニングされることができ、それによって潜在的干渉光信号に対する双方向光トランシーバ部品の感度を最少化する。
【００７９】
この例では、スクリーニングは、双方向光トランシーバ部品２００内に配置された不透明バッフルである。光吸収面もまた双方向光トランシーバ部品２００内に配置されうる。不透明エンクロージャもまた双方向光トランシーバ部品２００の少なくとも一部を囲むために提供されうる。スクリーニングは、光電磁放射線源２０８及び／又は光検出器２１４の周りに配置された電磁シールドを備えうる。スクリーニングは、電気増幅バイアス回路の増幅回路及び／又はオフセット補償器の周りに配置された電磁シールドを備えうる（図３に不図示）。
【００８０】
もちろん、当業者は、上述したものと逆の構成が採用されうることを理解するべきである。この観点で、ダイオード２０８から筐体２０６へ入るフォーカスされた光が、ビームスプリッタ３０４を通じてファイバポート２１８へ伝播し、ファイバポート２１８を介して筐体２０６へ入る光が、フォトディテクタ２１４の照明のために第２のポートレンズ３０２へ向けて反射されるように、第１の開口、第２の開口、ファイバポート２１８及びビームスプリッタ３０４が構成及び位置合わせされうる。
【００８１】
両方の実施に関して、フォトディテクタ２１４への光入射に関するロスが最少化されることを保証するために、ビームスプリッタ３０４の特性を選択又は設定する必要がある。このために、被検査物体を照明するために使用される光の電力要求は、ビームスプリッタ３０４の特性が、ビームスプリッタ３０４へ入射する被検査物体により反射された光を支持して歪む又は偏るのを可能にするために十分低い。このために、ダイオード２０８からファイバポート２１８へよりも、割合的により多くの光が、ファイバポート２１８からフォトディテクタ２１４に導かれる。例えば、ビームスプリッタ３０４は、結合入出力ポート２１８から受信した光電磁放射線の５０％超を光検出器２１４に導くように構成されてもよい。ビームスプリッタ３０４は、結合入出力ポート２１８から受信した光電磁放射線の８０％超を光検出器２１４に導くように構成されてもよい。この例では、透過反射比は約９９．５対０．５であるが、約９９．５対０．５から約８０対２０や、約９９．５対０．５から約９５対５の間等の、例えば、約９９．５対０．５から約９０対１０の間でありうる。上述の逆の構成に関して、これらの特性は逆になりえ、すなわち、反射成分が支配的成分である。しかしながら、その実施形態では、非制御光量がビームスプリッタ３０４を通じて伝播し光ファイバ２０４へ入りうるビームスプリッタ不良に対して保護するために、適切な予防策がとられる必要があることが理解されるべきである。
【００８２】
この例では、出射された光電磁放射線はそれと関連付けられた第１の波長範囲を有し、受信された光電磁放射線はそれと関連付けられた第２の波長範囲を有し、第１の範囲および第２の範囲は略同じであってもよい。しかしながら、別の実施形態では、第１の範囲および第２の範囲は異なることができ、選択的に重複しないことができる。異なる範囲の光電磁放射線が採用される場合、ビームスプリッタ３０４は、第１の範囲における光電磁放射線が検出器から離れて向かい、且つ、第２の範囲における光電磁放射線が光検出器へ向かうという特性を持つように選択及び／又は作成でき、又はその逆もまた同じである。
【００８３】
上記例の双方向光トランシーバ部品２００は、単一の光電磁放射線源及び単一の光検出器を備えている。しかしながら、当業者は、双方向光トランシーバ部品２００は異なる方法で構成でき、例えば双方向光トランシーバ部品は追加の光電磁放射線源を備えることができることを理解するべきである。そのような構成では、追加の光電磁放射線源は、上記の光電磁放射線源により出射される光電磁放射線の範囲とは異なる光電磁放射線の波長範囲を有する光電磁放射線を出射可能である。同様に、双方向光トランシーバ部品は、追加の光検出器を備えることができる。
【００８４】
図４に移ると、光ファイバ２０４は、その第２の端部で動作可能に接続された光発射アセンブリ２０２を有する。光発射アセンブリ２０２は、スプリットスリーブ４００を備えており、そのスプリットは光ファイバ２０４の長手方向軸と平行である。スプリットスリーブ４００は、フェルール４０２、及び、ある長さの伝播媒体、例えば、溶融石英ガラスから形成された石英ロッド等の透明ロッドを保持する。この観点で、スプリットスリーブ４００は、この石英ロッド４０４の一部及び光ファイバ２０４の第２の端部を実質的に囲んでいる。フェルール４０２及び石英ロッド４０４は、スプリットスリーブ４００内で端から端まで構成されており、フェルール４０２の端部は石英ロッド４０４の端部と密接に当接している。フェルール４０２及び石英ロッド４０４は、フェルール４０２及び石英ロッド４０４間に配置される率整合樹脂（不図示）を使用してスプリットスリーブ４００内に固定されている。
【００８５】
フェルール４０２は、その第２の端部で光ファイバ２０４を囲んで保持する。それ故、前記長さの伝播媒体は光導波路の第２の端部と当接する。光ファイバ２０４の第２の端部は、光ファイバ２０４の長手方向軸（概念上、自由曲げの時）と略垂直な面における研磨面により終端される。フェルール４０２の端面は、光ファイバ２０４の終端面と略同一面となるように光ファイバ２０４の終端面と同一の面に存在する。石英ロッド４０４の屈折率は、光ファイバ２０４の屈折率と略一致する。別の例では、光ファイバ２０４の第２の端部は、石英ロッド４０４の第１の端部と融着される。
【００８６】
前記長さの石英ロッド４０４の第１の端部は、石英ロッド４０４の長手方向軸と略垂直な、従ってフェルール４０２及び光ファイバ２０４の終端面の平面と平行な、面における研磨面により終端される。光ファイバ２０４の第２の端部は、それ故、石英ロッド４０４の第１の端部と密接に当接する。
【００８７】
しかしながら、上記例では、光ファイバ２０４の第２の端部は、その長手方向軸と略垂直である面により終端されるが、別の例では光ファイバ２０４の第２の端部は、光ファイバ２０４の長手方向軸に対して実質的に非垂直な角度で延びる面を有する。この例では、当該面も研磨されうる。
【００８８】
別の例では、光発射アセンブリ２０２の出力端部４０８は、例えばレンズ（不図示）又は他の光学特徴、例えば回折格子、を含む回折光学素子又は屈折光学素子を備えている。この観点では、レンズは、石英ロッド４０４の露出端と接続でき、あるいはそれと一体的に形成できる。さらなる実施形態では、光発射アセンブリ２０２は採用されず、よって光ファイバ２０４の自由端は自由空間に露出されるか、あるいは、光ファイバ２０４と一体的に形成された又はそれと接続された、例えば、レンズ又は他の光学特徴、例えば回折格子を含む適当な回折又は屈折光学素子により終端される。
【００８９】
別の例では、石英ロッド４０４の端部が屈折又は回折光学素子を備えているか否かに関わらず、石英ロッド４０４の一部は、別の屈折又は回折光学素子を形成するように構成できる。
【００９０】
複数の回折又は屈折光学素子の提供に関して、これらは、石英ロッド４０４の一部を回折又は屈折光学素子を形成するように構成することによって提供できる。別の例では、石英ロッド４０４の第２の端部が、屈折又は回折光学素子を形成するように成形されうる。
【００９１】
上述の例では言及していないものの、当業者は、光ファイバ２０４の第２の端部が反射防止コーティングを保持（carry）できることを理解するべきである。
【００９２】
図５を参照すると、及び、図２に関して上で示されたように、増幅バイアス回路２２０が、双方向光トランシーバ部品２００のフォトディテクタ２１４と動作可能に接続されている。この観点では、フォトディテクタ２１４の出力端子５００は、増幅回路５０２、例えばトランスインピーダンス増幅器と接続されている。トランスインピーダンス増幅器５０２の反転入力端子５０４が、フォトディテクタ２１４の出力端子５００と接続されている。フォトディテクタ２１４の残りの端子の１つは、この例では、フォトディテクタ２１４のケースと、及び、接地電位と動作可能に接続されており、他の残りの端子は、陽極端子及び電源、例えば＋５V電源と動作可能に接続されている。トランスインピーダンス増幅器５０２の非反転入力５０６は、オフセット補償部５１０のバイアス出力端子５０８と動作可能に接続されている。この例では、オフセット補償部５１０は、バイアス出力端子５０８を介して調整可能なバイアス電圧信号を生成するように構成された回路であり、デジタルアナログ変換回路を備えている。トランスインピーダンス増幅器５０２はアナログデジタル変換器５１２と接続されており、アナログデジタル変換器５１２はマイクロコントローラ５１４と接続されている。マイクロコントローラ５１４は、オフセット補償部５１０と接続されており、デジタル信号出力５１６も備えている。
【００９３】
実施において、双方向光トランシーバ部１１０が電源を入れられると、ダイオード２０８が、それに適用される駆動回路（不図示）からの駆動信号に応じて光を出射する。ダイオード２０８により出射された光は、ビームスプリッタ３０４へ入射し、ファイバポート２１８に向けて略垂直に反射され、ひいては光ファイバ２０４へ発射される。ビームスプリッタ３０４の反射透過比率によれば、ビームスプリッタ３０４に入射する光強度（power）の約０．５％がファイバポート２１８へ向けて反射され、残りは双方向光トランシーバ部品２００の光シールにより非反射及び吸収される。光ファイバ２０４へ発射される光はそれに沿って伝播し、この例では、光発射アセンブリ２０２における光ファイバ２０４の第２の端部から石英ロッド４０４まで渡っている。図６を簡潔に参照すると、石英ロッド４０４は、光ファイバ２０４の端部により出射された光の、フォトディテクタ２１４へ戻る反射を、未然に防ぐ、あるいは軽減するために、上述したように形成されている。そうした対処が提供されないなら、戻り反射光がフォトディテクタ２１４に伝播して実質的に検出され、それにより、被検査物体により反射された光と関連付けられた、（以降でより詳細に説明する）着目電気信号が、検出されるためになければならない以上の強度レベルを増大させることになる。この観点では、追加的な４％の光信号がフォトディテクタ２１４に戻り、それにより被検査物体から戻って反射される光信号の強度レベルをはるかに超過する上述の増大した強度レベルを示す。また、光源２０８としてレーザが使用されるなら、干渉計が作成されてしまい、それにより、着目電気信号において誤ったピーク及びトラフを作成することになる。
【００９４】
石英ロッド４０４を通じて伝播する光は、発散ビームの光４０６として石英ロッド４０４の露出端部を出ていく。発散出力ビームの光４０６は、被検査物体の照明のために焦点レンズ１１８へ入射する。被検査物体に入射する光は、散乱、反射され、ある割合の反射光が焦点レンズ１１８を通じて戻り、光発射アセンブリ２０２へ伝播し、そして、反射光は石英ロッド４０４に沿って伝播し、そのある割合が石英ロッド４０４に隣接する光ファイバ２０４の第２の端部へ発射され、残りの発射されない光は損失を構成する。反射光は、光ファイバ２０４に沿ってファイバポート２１８へ伝播し、そして反射光はビームスプリッタ３０４へ向かって伝播する。ビームスプリッタ３０４の反射透過比率によると、ビームスプリッタ３０４へ入射する光の光強度の訳９９．５％が、ビームスプリッタ３０４を通じてフォトディテクタ２１４へ向かって伝播することが可能である。そして、フォトディテクタ２１４を照射する光は、量子力学的変換処理における非効率性によるいくらかの信号の損失と共に電気エネルギー（着目電気信号）に変換され、電気出力信号となる。
【００９５】
この例では、光電磁放射線１０６は焦点レンズ１１８により焦点に送られる。しかしながら、当業者は、ことを理解するべきである。光電磁放射線は、１以上の光学素子、例えば、単独で、あるいは、光ファイバ２０４、焦点レンズ１１８及び／又は他の光学系と組み合わせて、石英ロッド４０４に形成された光学素子、又は、石英ロッド４０４により形成された光学素子、により焦点へ送ることができる。同様に、自由空間実施が採用される場合には、１以上の光学素子は、光ファイバ２０４上に又は光ファイバ２０４と一体的に形成でき、単独で、あるいは、焦点レンズ１１８及び／又は任意の他の光学系と組み合わせて、使用できる。別の実施形態では、１以上の光学素子は、光ファイバ２０４及び／又は光発射アセンブリ２０２を備えている。
【００９６】
図７を参照すると、被検査物体のアクティブな照明に使用される場合、光電磁放射線１０６の焦点は、１以上の計測を行う時に、この例では光計測装置１０２の光軸６００である軸に沿って移動される。これは、光軸６００において光発射アセンブリ４００を移動する、あるいは、光軸６００において焦点レンズ１１８を移動することによって達成できる（図８）。しかしながら、焦点が移動される軸は光軸である必要はなく、軸は光軸に直交する第１の軸とすることができる。代替的又は追加的に、焦点は、第１の軸及び光軸の両方と直交する第２の異なる軸に沿って移動できる（図９）。
【００９７】
別の例（図１０）では、焦点を移動する代わりに、すなわち焦点は略静止したまま、例えば、計測されるサンプルを構成する被検査物体１０８を移動サンプルプラットフォーム６０２上に配置することによって被検査物体１０８が代わりに移動することもできる。プラットフォームは光電磁放射線１０６の焦点に対して移動可能である。
【００９８】
そのような実施において、サンプルプラットフォームは、光計測装置１０２の光軸６００である軸において移動する。しかしながら、プラットフォームは、光軸６００と直交する第１の軸に沿って移動でき、及び／又は、第１の軸及び光軸６００の両方に直交する第２の軸に沿って移動できる。組み合わせた実施も採用でき、それにより、光発射アセンブリ２０２は光軸６００において移動し、サンプルプラットフォーム６０２は、光軸６００と直交する第１の軸６０４、及び／又は、光軸６００と直交する第２の軸６０６において移動する。
【００９９】
電気出力信号の処理に関して、対象物、例えば被検査物体１０８が存在しない場合は、フォトディテクタ２１４によって受信された内部反射光信号は光学系に関する限りクロストークを表し、電気出力信号は、バイアス回路２２０により低減される必要がある、あるレベルのオフセットを有する。電気出力信号は、最初にトランスインピーダンス増幅器５０２により増幅され、次にアナログデジタル変換器５１２が、マイクロコントローラ５１４により読み出されるデジタル値をもたらすために増幅された電気出力信号をサンプリングする。この値は、オフセットレベルのキャリブレーションを表しており、それは、マイクロコントローラ５１４によってオフセット補償部５１０にプログラムされる。マイクロコントローラ５１４によりプログラムされることに応じて、オフセット補償部５１０は、電気出力信号の処理を通じて動的に適応するアナログ補償電圧レベルを生成する。この例では、動的な適応は、光計測装置１０２の動作中に実行されるが、対象物が存在しない時、ひいては（単に計算を実行することに対して）光計測装置１０２アクティブに計測を行っていない時に実行される。アナログ補償電圧レベルは、計測中の使用のためのトランスインピーダンス増幅器５０２の非反転入力５０６に適用される。もちろん、他の例では、動的な適応は、光計測装置１０２によるアクティブな計測中に行うことができる。光検出器２１４から電気出力信号を受信するトランスインピーダンス増幅器５０２は、アナログ補償電圧レベルを電気出力信号に適用し、それにより電気出力信号のバイアスレベルを低減する。それ故トランスインピーダンス増幅器５０２のオフセット制御は練磨される。低減されたオフセットの電気出力信号は、動的範囲を最大化し、電気出力信号のＳＮＲを改善し、ひいては受信された反射光に対する双方向光トランシーバ部１１０の感度を最大化する。マイクロコントローラ５１４は、デジタル信号出力５１６を介して着目電気出力信号のデジタル表現を提供し、当該着目電気出力信号のデジタル表現はアプリケーション特有のさらなる処理に使用される。しかしながら、ここでの例の主要な機能からそれないように、アプリケーション特有のさらなる処理については更に詳細には説明しない。
【０１００】
図１１に移ると、別の実施形態では、光計測装置１０２は、別の双方向光トランシーバ部品７００も備えており、当該別の双方向光トランシーバ部品７００は、光電磁放射線の別のソース（源）、別の光検出器７０４、別の結合入出力ポート７０６、及び別のビームスプリッタ７０８、例えば別のダイクロイックビームスプリッタを備えている。別の光導波路７０６、例えば別の光ファイバが、その第１の端部で別の結合入出力ポート７０６と接続されている。この例では、別の双方向光トランシーバ部品７００の構成部分は、上述した双方向光トランシーバ部品２００と同様にして配置される。しかしながら、光電磁放射線源２０８は、第１の波長を有する光電磁放射線を出射するように構成され、別の光電磁放射線源７０２は、第２の波長を有する光電磁放射線を出射するように構成される。それ故、光電磁放射線の第１及び第２の波長は異なっていることが理解されるべきである。同様に、光検出器２１４は第２の波長の光電磁放射線を検出するように構成され、別の光検出器７０４は第１の波長の光電磁放射線を検出するように構成される。
【０１０１】
光ファイバ２０４の第２の端部は、ファイバカプラ７１２によりその第１の端部で別の光ファイバ７１０の第２の端部と動作可能に接続されており、それにより双方向光トランシーバ部品２００は別の双方向光トランシーバ部品７００と接続されている。この例ではファイバカプラは５０／５０ファイバカプラである。
【０１０２】
更なる光導波路７１４、例えば更なる光ファイバ、の第１の端部は、ファイバカプラ７１２の第２の端部と接続されている。この例では、光発射アセンブリ２０２は、更なる光ファイバ７１４の第２の端部に配置されている。
【０１０３】
光ファイバ２１４はビームスプリッタ３０４を介して光電磁放射線源２０８と光通信しており、別の光ファイバ７１０はビームスプリッタ７０８を介して光電磁放射線源７０４と光通信している。そのようなものとして、動作時に、光ファイバ２１４は、光電磁放射線源２０８から光電磁放射線を受信可能であり、受信された光電磁放射線の、それを通じた伝播を可能にする。別の光ファイバ７１０もまた、光ファイバ２０４により放射された光電磁放射線の少なくとも一部を、光発射アセンブリ２０２を介した以降の出力が反射された時に、受信可能である。この観点では、反射された光電磁放射線の少なくとも一部は、別の光ファイバ７１０を通じて伝播してもよい。
【０１０４】
同様に、別の光ファイバ７１０は、別の電磁放射線源７０２から光電磁放射線を受信可能であり、受信された光電磁放射線のそれを通じた伝播を可能にする。光ファイバ２０４もまた、別の光ファイバ７１０により出射された光電磁放射線の少なくとも一部を、光発射アセンブリ２０２を介した以降の出力が反射された時に、受信可能である。
【０１０５】
この例では、光電磁放射線源２０８により出射される、すなわち、双方向光トランシーバ部品２００により出力される、第１の波長の光電磁放射線が、別の光検出器７０４によって、すなわち、別の双方向光トランシーバ部品７００によって、受信できるように、ダイクロイックビームスプリッタの波長感度及び別のダイクロイックビームスプリッタが選択される。また、別の光電磁放射線源７０２により出射される、すなわち、別の双方向光トランシーバ部品７００により出力される、第２の波長の光電磁放射線が、光検出器２１４によって、すなわち、双方向光トランシーバ部品２００によって、受信できる。
【０１０６】
別の例では、光ソース（源）２０８は、実質的に時間不変な信号として光電磁放射線を出射する。しかしながら、光源２０８は、この例又は別の例では、交流信号として光電磁放射線を出射するように構成できる。この観点では、交流信号はパルス信号又は変調信号でありうる。
【０１０７】
光計測システム１００は、個人用、個々用又は臨床用のポータブル装置、例えば、臨床医又は技術者が存在しうる臨床環境又は産業環境の、ハンドヘルドデバイス、又はテーブル、デスク又はベンチトップ装置、として提供できる。
【０１０８】
上記の例は、光学的に共役なソース及び検出器、及び、光判別器、例えばピンホールを含む共焦点光学系との関連で記載されている。しかしながら、当業者は、双方向光トランシーバ部品２００及び／又は別の双方向光トランシーバ部品７００はアフォーカル光学系において採用できることを理解するべきである。
【０１０９】
光計測装置１０２は、光メトロジー装置において採用できる。光計測装置１０２は、干渉法の分野でも適用される。
【０１１０】
ここでの“光”への言及は、そうでないと明示される場合以外は、約５５０ｎｍと約１４００ｎｍとの間、又は、約６００ｎｍと約１０００ｎｍとの間等、例えば約３５０ｎｍと約２０００ｎｍとの間の電磁スペクトラムの光学範囲に関する言及であるとして意図されていることが理解されるべきである。
【図１】
2016508212.tif 000003
【図２】
2016508212.tif 000004
【図３】
2016508212.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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