"レーザ掃引光源を提供する工程と、前記レーザ掃引光源のモード同期動作を制御し、掃引光信号を生成する工程と、前記掃引光信号を、参照アームと、試料が位置する試料アームとを有する干渉計に伝送する工程と、前記試料アームおよび前記参照アームから戻る前記掃引光信号を組み合わせて、干渉信号を生成する工程と、前記干渉信号を検出する工程と、前記検出された干渉信号から前記試料の画像情報を生成する工程とを備えた、光コヒーレンス画像化方法。請求項1に記載の方法において、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作を制御する工程は、前記レーザ掃引光源のレーザキャビティ内の光を増幅する光利得素子へのバイアス電流を制御する工程を含む、光コヒーレンス画像化方法。請求項2に記載の方法において、前記バイアス電流を制御する工程は、前記バイアス電流を前記レーザキャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調する工程を含む、光コヒーレンス画像化方法。請求項1に記載の方法において、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作を制御する工程は、前記レーザ掃引光源のレーザキャビティの利得を変調する工程を含む、光コヒーレンス画像化方法。請求項4に記載の方法において、前記レーザキャビティの利得は、前記レーザキャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調される、光コヒーレンス画像化方法。請求項1に記載の方法において、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作を制御する工程は、前記レーザ掃引光源のレーザキャビティ内の光信号の位相を変調する工程を含む、光コヒーレンス画像化方法。請求項1に記載の方法において、前記レーザ掃引光源のモード同期動作を制御する工程は、レーザキャビティを制御して、当該レーザキャビティ内を循環するパルスの数を低減させる工程を含む、光コヒーレンス画像化方法。同調帯域にわたり周波数同調される掃引光信号を生成する掃引レーザ光源であって、当該掃引レーザ光源のモード同期動作が制御される、掃引レーザ光源と、前記掃引光信号を、参照アームと、試料に導く試料アームとの間で分割する干渉計と、前記参照アームからおよび前記試料アームからの前記掃引光信号から生成される干渉信号を検出する検出器システムとを備えた、光コヒーレンス分析システム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記掃引レーザ光源は、利得媒質と、前記掃引光信号の周波数を制御する同調素子とを含む、光コヒーレンス分析システム。請求項9に記載のシステムにおいて、前記掃引レーザ光源の前記モード同期動作が、前記利得媒質へのバイアス電流を変調することによって制御される、光コヒーレンス分析システム。請求項10に記載のシステムにおいて、前記バイアス電流は、前記キャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調される、光コヒーレンス分析システム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記掃引レーザ光源の前記モード同期動作は、前記掃引レーザ光源のレーザキャビティ内の位相変調器によって制御される、光コヒーレンス分析システム。請求項12に記載のシステムにおいて、前記位相変調器は、前記キャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調される、光コヒーレンス分析システム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記掃引レーザ光源の前記モード同期動作は、前記掃引レーザ光源のレーザキャビティの利得を変調することによって制御される、光コヒーレンス分析システム。請求項14に記載のシステムにおいて、前記レーザキャビティの前記利得は、前記レーザキャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調される、光コヒーレンス分析システム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記掃引レーザ光源のレーザキャビティが制御されて、前記レーザキャビティ内を循環するパルスの数を低減させる、光コヒーレンス分析システム。モード同期掃引レーザ光源であって、光を増幅するレーザキャビティ内の利得素子と、前記レーザキャビティ用の可変同調素子と、前記可変同調素子を同調帯域にわたり掃引して、掃引光信号を生成する同調制御器とを備え、当該モード同期掃引レーザ光源のモード同期動作が制御される、モード同期掃引レーザ光源。請求項17に記載の光源において、前記レーザキャビティ内を循環するパルスの数を低減させるように、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作が制御される、モード同期掃引レーザ光源。請求項17に記載の光源において、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作を制御するように、前記レーザキャビティの利得が変調される、モード同期掃引レーザ光源。請求項17に記載の光源において、前記レーザ掃引光源の前記モード同期動作を制御するように、前記レーザキャビティの位相光信号が変調される、モード同期掃引レーザ光源。可変同調レーザを用いた研究では、可変同調レーザを高掃引速度で動作させると、可変同調レーザがモード同期の形態で動作する傾向にあることを示してきた。高掃引速度においては、従来のモード同期レーザにおいて見られるように、1個以上のパルスがレーザキャビティ内を進行する。パルス繰返し率は、レーザキャビティ往復時間または典型的には小さな倍数、例えば2~10倍に近い。このモード同期は、レーザの周波数同調から生じるので、掃引モード同期と呼ばれる。このモード同期の形態は、レーザの高速同調を実際に促進する効果を有し得る。4波混合効果は、レーザキャビティ内の波を赤方偏移させる。これにより、より低い光周波数への同調が促進される。ABilenca、SHYunGJTearney、およびBEBouma著、Numericalstudyofwavelengthsweptsemiconductorringlaserstheroleofrefractiveindexnonlinearitiesinsemiconductoropticalamplifiersandimplicationsforbiomedicalimagingapplications、OPTICSLETTERS、第31巻、6号、2006年3月15日を参照のこと。しかし、より高い光周波数に同調する際に問題が生じる。レーザキャビティは、同調の処理中に変化し、そのため掃引モード同期を引き起こす特性もまた変化するので、別の問題が生じる。この特性の変化の結果、レーザは、可変同調レーザの単一周波数走査中に他の掃引モード同期の形態に切り替わることがある。例えば、掃引中に、キャビティ内を循環するパルスの数が変化することがある。その結果、レーザは、異なる形態の間を遷移する際に無秩序かつ予測不能に挙動することがあり、可変同調レーザが動作するOCTシステムにこの可変同調レーザが関連する際には、異なる形態が異なる性能特性を生じさせることがある。本発明は、掃引可変同調レーザ光源に関する。掃引可変同調レーザ光源は、掃引動作中に、安定モード同期の形態で動作するように制限される。例示の実施形態では、これは、キャビティ利得および/もしくはキャビティ内素子を能動的に変調することによって、または走査中の安定動作を促進するであろう能動もしくは受動の素子を含むことによって達成される。これは、レーザの放射特性を安定化する効果を有し、キャビティ内を循環するパルスの数が不確定であることまたはその急な切替わりによるノイズのある乱れを回避する。代わりに、モード同期システムは、レーザのキャビティの例えば利得を、キャビティ往復周波数の高調波で変調することによって、レーザの脈動挙動を安定化する。以下に記載の他の実施形態において、安定化は、キャビティ内位相変調器またはキャビティ内の損失性素子を変調することによって達成される。さらに他の実施形態において、安定化は、例えばキャビティ内可飽和吸収器を用いて促進される。その結果、いくつかの場合において、安定モード同期の形態における動作は、より低い光周波数への同調のみでなく、より高い光周波数への高速同調も促進し、これにより安定かつスムーズな上方および下方の同調を可能にする。より具体的には、有用なモード同期方法は、電流注入または同期したポンピングによる能動利得変調、能動損失変調、能動位相変調および受動モード同期を含む。能動位相変調は、短から長へおよび長から短への同調方向の両方を可能にする。ゲート制御されたモード同期を使用して、レーザが自然に1よりも多いパルスを放射する場合には、1往復当たり1パルスを選択できる。一般に、本発明の一構成では、光コヒーレンス画像化方法を特徴とする。この方法は、レーザ掃引光源を提供する工程と、レーザ掃引光源のモード同期動作を制御し、掃引光信号を生成する工程と、前記掃引光信号を参照アームおよび試料が位置する試料アームを有する干渉計に伝送する工程と、前記試料アームおよび前記参照アームから戻る前記掃引光信号を組み合わせて干渉信号を生成する工程と、前記干渉信号を検出する工程と、前記検出された干渉信号から前記試料の画像情報を生成する工程とを含む。一実施形態において、前記レーザ掃引光源のモード同期動作は、前記レーザ掃引光源のレーザキャビティ内の光を増幅する光利得素子へのバイアス電流を制御することによって制御される。前記バイアス電流は、好ましくは前記レーザキャビティ内の光の往復移動時間に基づく周波数で変調される。より一般には、多くの実施形態において、前記レーザ掃引光源のモード同期動作は、前記レーザ掃引光源のレーザキャビティの利得を変調することによって制御される。他の実施形態において、前記レーザ掃引光源のモード同期動作を制御する工程は、前記レーザキャビティ内の光信号の位相を変調する工程を含む。いくつかの実施形態において、ゲート制御されたモード同期が実装され、前記レーザキャビティ内を循環するパルスの数が低減される。一般に、本発明の別の構成では、同調帯域にわたり周波数同調される掃引光信号を生成する掃引レーザ光源であって、当該掃引レーザ光源のモード同期動作が制御される掃引レーザ光源と、前記掃引光信号を、参照アームと試料に導く試料アームとの間で分割する干渉計と、前記参照アームからと前記試料アームとからの前記掃引光信号から生成される干渉信号を検出する検出器システムとを備えた光コヒーレンス分析システムを特徴とする。いくつかの実施形態において、前記モード同期動作は、位相変調器によっておよび/または前記レーザキャビティの利得を変調することによって、制御される。前記変調は、好ましくは前記キャビティ内の光の往復移動時間に基づく。一般に、本発明の別の構成では、光を増幅するレーザキャビティ内の利得素子と、前記レーザキャビティの可変同調素子と、可変同調素子を同調帯域にわたり掃引して、掃引光信号を生成する同調制御器とを備えたモード同期掃引レーザ光源を特徴とする。本発明によれば、掃引レーザ光源のモード同期動作が制御される。他の実施例において、前記モード同期システムは、前記キャビティ内の位相変調器もしくは損失変調器または同期した光学ポンピングによる利得変調を含む。他のシステムは、可飽和吸収器を前記キャビティに付加し、受動モード同期方法を使用して掃引モード同期を安定化する。部分の構築および組合せの種々の新規な詳細を含む本発明の上記および他の特徴、ならびに他の利点は、添付の図面を参照してここでより詳細に説明され、特許請求の範囲において指摘される。本発明を実施する特定の方法およびデバイスが例示によって示されるが、それらが本発明を限定しないことが理解されるであろう。本発明の原理および特徴は、本発明の範囲を逸脱せずに種々および多くの実施形態において採用されてよい。添付の図面において、参照符号は、異なる図にわたり同じまたは同様の部分を示す。図面は、必ずしも同一の縮尺ではなく、本発明の原理を例示することに重点をおいている。図1は、本発明の原理にしたがって構成された、光コヒーレンス分析のためのモード同期レーザ掃引光源100を示す。この実施形態は、キャビティ内の利得素子へのバイアス電流を変調することによりモード同期動作を制御または安定化する。本実施形態において、レーザ掃引光源100は、好ましくは、援用される米国特許第7415049B1号に一般に記載されるようなレーザである。レーザ掃引光源100は、利得素子410および周波数同調素子412を有する線状キャビティを含む。図示の例において、周波数同調素子は、ファブリペロフィルタであり、例示の実施例ではキャビティの一端を画定する。他の実施形態において、環状キャビティのような他のキャビティ構成が使用されてもよい。さらに、格子や薄膜フィルタなどの他のキャビティ同調素子が使用されてもよい。これら同調素子も、角度が切り離されたangleisolatedファブリペロ可変同調フィルタまたは格子などのキャビティ内に完全に配置されてもよい。現在、ファブリペロフィルタ412の通過帯域は、1~10GHzである。本実施形態に関してより詳細には、可変同調レーザ100は、微小電気機械MEMSの傾斜反射型ファブリペロ可変同調フィルタ傾斜が付けられた反射型ファブリペロ可変同調フィルタ412と対になった半導体利得チップ410を含む。ファブリペロ可変同調フィルタ412は、レーザキャビティの一端を定める。キャビティは、ファイバピグテール406の端部に位置する第2の出力反射器405にまで延伸する。ファイバピグテール406は、ベンチに結合され、またキャビティの一部を形成する。現在、キャビティの長さは、少なくとも40ミリメートルmmであり、好ましくは50~80mmよりも長い。これにより、モードホッピングノイズを低減する狭い縦モード間隔が確保される。他の実施形態においては、短いキャビティが使用される。いくつかの実施形態においては、短いコヒーレンス長のみを必要とする極めて高速な用途に対して、広い通過帯域同調素子フィルタ412を有する極めて短いキャビティが使用される。これらの例のいくつかにおいて、ファブリペロフィルタ412の通過帯域は、20~40GHzまたはそれより広い。しかし、これらの実施形態のいずれにおけるキャビティ長も、FDMLレーザと比べるとかなり短い。FDMLレーザにおけるキャビティ長は、キロメートル範囲にある傾向がある。対照的に、本レーザの実施形態のほとんどすべては、1メートル長未満のキャビティを有する。出力反射器405を通過する可変同調光信号つまり掃引光信号は、光ファイバ320または自由空間を介してOCTシステムの干渉計50に伝送される。半導体光増幅器SOAチップ利得素子410は、レーザキャビティ内に位置する。本実施形態において、SOAチップ410の入力ファセットおよび出力ファセットは、傾斜付けられ、かつ反射防止ARコーティングされており、これら2つのファセットから平行ビームを提供する。好適な実施形態において、SOAチップ410は、サブマウント450を介して共通ベンチBに接着または取付けられる。チップ410の材料系は、所望のスペクトル動作範囲に基づいて選択される。一般的な材料系は、III-V半導体材料に基づく。III-V半導体材料は、GaN、GaAs、InP、GaSb、InAsなどの2成分材料、ならびにInGaN、InAlGaN、InGaP、AlGaAs、InGaAs、GaInNAs、GaInNAsSb、AlInGaAs、InGaAsP、AlGaAsSb、AlGaInAsSb、AlAsSb、InGaSb、InAsSb、およびInGaAsSbなどの3成分、4成分、および5成分の合金を含む。総じて、これら材料系は、約400ナノメートルnm~2000nmの動作波長に対応し、その動作波長は、数マイクロメートル波長までにおよぶ長い波長範囲を含む。典型的には半導体の量子井戸および量子ドットの利得領域を使用して、特に広い利得およびスペクトル放射帯域幅を得る。現在、エッジ発光チップが使用されるが、異なる実施例において垂直キャビティ面発光レーザVCSELチップが使用されてもよい。半導体チップ利得媒質410を使用することは、システム一体化の点で有利である。なぜなら、半導体チップをサブマウントに接着でき、次いでサブマウントはベンチBに直接に接着されるからである。しかし、他の実施例においては他の可能な利得媒質を使用してもよい。その例として、希土類例えば、Yb、Er、Tmを添加されたバルクガラス、導波路または光ファイバなどの固体利得媒質が挙げられる。SOA410の各ファセットは、SOA410の一方のファセットから出射する光を結合するために使用される連結レンズ構造体414、416を有する。第1のレンズ構造体414は、SOA410の後部ファセットと反射型ファブリペロ可変同調フィルタ412との間で光を結合する。SOA410の出力ファセットつまり前部ファセットを出射する光は、第2のレンズ構造体416によってピグテール406のファイバ端部ファセットに結合される。各レンズ構造は、設置後位置合せを可能にする変形可能なLIGAマウント構造Mと、レンズが上に形成される透過型基板Sとを有する。透過型基板Sは、典型的にはマウント構造Mにはんだ接着または熱圧着される。そして、マウント構造Mは、光ベンチBにはんだ接着される。ピグテール406のファイバファセットはまた、好ましくは、ファイバマウント構造Fを介してベンチBに装着される。ファイバ406は、ファイバマウント構造Fにはんだ接着される。同様に、ファイバマウント構造Fは、通常ベンチBにはんだ接着される。傾斜反射型ファブリペロフィルタ412は、角度依存反射型スペクトル応答をレーザキャビティに戻すマルチ空間モード可変同調フィルタである。この特徴は、援用される米国特許第7415049B1号において詳細に記載される。好ましくは、可変同調フィルタ412は、微小電気機械システムMEMS技術を使用して作製され、ベンチBに直接はんだ接着などで取付けられるファブリペロ可変同調フィルタである。現在、フィルタ412は、本明細書中にて参照により援用される米国特許第6608711号または米国特許第6373632号に記載の通り製造される。曲面-平面共振器構造が使用される。この構造では、略平坦な鏡および対向する曲面鏡がフィルタ光キャビティを画定する。曲面-平面共振器構造の光路長は、それら鏡の少なくとも1つの静電偏向によって変調される。可変同調フィルタ412を透過する光はいずれもビーム減衰部ビームダンプ452に向けられる。このビーム減衰部452は、光を吸収し、密閉パッケージ500内での寄生反射を防止する。他の例において、透過光は、本明細書中に参照により全体が援用される米国特許出願公開第20090290167A1号に記載されるようなk-クロックサブシステムに与えられる。モード同期レーザ掃引光源100および以下に記載の他の実施形態は、一般に、1キロヘルツkHzよりも大きい速度で走査帯域にわたって走査する同調光信号を生成する高速同調を意図する。本実施形態において、モード同期レーザ掃引光源100は、50または100kHzよりも大きい速度で同調する。極めて高速な実施形態において、モード同期レーザ掃引光源100は、200または500kHzよりも大きい速度で同調する。同調制御器125は、同調帯域にわたり通過帯域光周波数を掃引するファブリペロフィルタ412に同調電圧の関数を与える。好ましくは、光周波数は時間とともに線形に変化する。典型的には、同調帯域の幅は、10nmよりも大きい。本実施形態において、同調帯域の幅は、好ましくは50~150nmであるが、いくつかの例においてはさらに広い同調帯域が考えられる。同調制御器125によって与えられる同調速度はまた、単位時間当たりの波長で表現される。一例において、同調帯域もしくは同調範囲、または走査帯域が約110nmで、走査速度が100kHzの場合、実質的に線形の上方同調についてデューティサイクルが60とすると、ピーク掃引速度は、110nm×100kHz/0.60=18,300nm/msec=18.3nm/μsec以上であろう。別の例において、同調範囲が約90nmで走査速度が50kHzである場合、実質的に線形の上方同調についてデューティサイクルが50とすると、ピーク掃引速度は、90nm×50kHz/0.50=9,000nm/msec=9.0nm/μsec以上である。同調範囲が約30nmで走査速度が2kHzである走査帯域がより小さい例において、実質的に線形の同調についてデューティサイクルが80とすると、ピーク掃引速度は、30nm×2kHz/0.80=75nm/msec=0.075nm/μsec以上であろう。このように、走査速度の点で、本明細書中に記載の好適な実施形態において、掃引速度は、0.05nm/μsecよりも大きく、好ましくは5nm/μsecよりも大きい。さらに高速度の用途においては、走査速度は10nm/μsecよりも大きい。一実装例において、延長素子415がレーザキャビティに付加される。延長素子415は、溶融シリカ、シリコン、GaPまたは理想的には約1.5以上の屈折率を有する他の透過型材料などの、透明で、好ましくは高屈折率の材料から作製される。ここで、シリコンまたはGaPが好適である。延長素子415の両端面は、反射防止コーティングされる。さらに素子415は、好ましくはキャビティの光軸に対して1~10度傾斜し、両端面からのいかなる反射もレーザビーム光軸に入射しないようにする。延長素子415を使用して、レーザキャビティ内スプリアス反射器間の光路長を変化させて、画像におけるスプリアスピークの深さ位置を変化させるため、素子間の物理的距離を変化させる必要はない。ベンチBは、マイクロ光ベンチと呼ばれ、好ましくは幅10ミリメートルmm未満で、長さ約25mm以下である。このようなサイズであるため、ベンチは、標準または標準に近いサイズの蝶形またはDIPデュアルインラインピン密閉パッケージ500内に設置できる。一実装例において、ベンチBは、窒化アルミニウムから作製される。熱電冷却器502が、ベンチBとパッケージ500との間に配置されベンチの背面およびパッケージの内側底面パネルの両方に取付け/はんだ接着され、ベンチBの温度を制御する。ベンチ温度は、ベンチB上に設置されたサーミスタ454で検出される。例示の実施形態のモード同期システムは、バイアス電流変調システム455を含む。より詳細には、レーザバイアス電流源456は、SOA410に供給されるバイアス電流のための直流電流を供給する。この電流は、インダクタ458を通る。無線周波数発生器460は、キャビティ往復周波数の高調波周波数を有する電気信号を生成する。この周波数は、光がレーザ100のキャビティ内を往復するのに必要な時間に相当する。例示のレーザにおいて、この時間は、光がキャビティの一端にある可変同調フィルタ412からピグテール406の端部にある出力反射器405に伝播するのに必要な時間の2倍に相当する。RF発生器からの信号は、キャパシタ462を介して供給され、キャパシタ462は、インダクタ458との組み合わせにより変調バイアス電流490を生成する。変調バイアス電流490は、パッケージインピーダンス整合ストリップライン464およびベンチ装着インピーダンス整合ストリップライン466を介してSOA410に伝達される。FDMLと本明細書に記載の掃引モード同期レーザとの1つの違いは、いかにモード同期が行われるかである。FDMLについて、可変同調フィルタ掃引速度によって与えられるレーザ波長周期的掃引速度は、レーザキャビティ往復速度またはその倍数に等しく、例えば2~10倍である。100kHzの典型的な掃引速度について、これはキロメートル以上の長さの光レーザキャビティを必要とする。対照的に、これらかなり短いキャビティOCT掃引モード同期レーザに対して、例えば20~100kHzのレーザ周期的波長掃引速度は、これも可変同調フィルタ掃引速度よって与えられるが、例えば1~3GHz範囲のレーザキャビティ往復速度よりも数桁小さい。ここで、波長掃引速度は、レーザキャビティ往復速度よりも極めて小さく、数桁小さい。FDMLの場合のレーザ周期的波長掃引速度とレーザキャビティ往復速度とは、等しいか、または一方が他方の倍数ただし、数倍である。図2は、モード同期レーザ掃引光源100の動作、および低光周波数への同調を促進する4波混合処理を示す。この図の目的は、4波混合処理における赤方偏移メカニズムを物理学的に説明することである。より詳細には、変調バイアスは、レーザキャビティの利得を変調するためにSOA410に伝達される。図示の例において、バイアス電流は、一実装例では一般に正弦波である。バイアス電流の周波数は、レーザ100のキャビティ内における光の往復移動時間、またはその往復移動時間の高調波に同調される。このバイアス電流変調は、レーザ102をモード同期された形態で動作するように制限し、レーザのキャビティ内を循環するパルス典型的には1つ以上のパルス492の数を制御する。光パルス492が半導体ダイオード利得媒質を通過する時、光パルス492は利得494を消耗し、利得はパルス間の電流注入によって回復する。利得変調は、屈折率496の実部における変調を伴う。パワー利得g1/長さの単位は、線幅増大係数αを介して屈折率nに関連づけられる。チップの光路長は、パルスの通過中に増加し、パルスをドップラーシフトと同様の処理で赤方偏移させる。αはほとんどの半導体レーザに対して正であるので、1往復当たりの光周波数シフトは負である。波長が赤方偏移されて、光周波数498の低減が生じる。モード同期システムは、可変同調レーザ100をモード同期状態で動作するように制限する変調バイアス電流信号490を生成する。具体的には、キャビティの利得は、レーザ100のキャビティ内を進行するモード同期レーザパルス492に同期して変調される。これにより、カオス的な脈動を防止し、クロックジッタおよび相対強度ノイズRINを除去する。他の実施形態において、モード同期システムは、キャビティの往復に同期した、より複雑な波形非正弦波を用いて駆動される。これにより、いくつかのパルスを赤方偏移し、他のパルスを青方偏移させて、パルスの青方および赤方の偏移の両方が同調方向を変化させるか、または同調速度を低減させることができ、総同調速度が低減される。図3は、SOA電流の能動変調がない場合の掃引光信号のk-クロック周波数およびクロックジッタのプロットを含む。k-クロックは、同調性能不良を示唆する高レベルジッタを示す。さらに、可変同調レーザからの掃引光信号のパワー出力は、走査にわたって極めて不安定である。RINもまた高い。分光写真は、約2600および1300MHzにおいて掃引光信号中にパルスが存在することを示す。エネルギー分布は、レーザの同調帯域を通る走査過程にわたり変化するように見える。図4は、レーザが2600MHz変調をSOAバイアス電流に適用することによって能動的にモード同期すること以外は図3と同一のプロットを示す。ここで、k-クロック周波数およびクロックジッタは、掃引光信号に対して低減したジッタを呈する。さらに、パワーは、帯域にわたる同調中はより一貫しており、RINはより低い。さらに、掃引光信号の分光写真を参照すると、1300MHzにおいて脈動がなく、2600MHzのみにおいて脈動がある。このことは、2つのパルスがキャビティ内を循環しながらレーザは安定して動作することを示唆する。図5Aおよび5Bは、コンピュータシミュレーションの結果である。図5Aおよび5Bは、利得変調なしに掃引モード同期を呈する可変同調レーザを示す。この場合、レーザは、キャビティの1往復当たり2つのパルスで動作する。図5Bの相関プロットは、掃引光源コヒーレンス長測定のコンピュータシミュレーションで、1つはSOA410を出射する光についてのプロット、1つは可変同調フィルタ412を出射する光についてのプロットであり、極端な経路差まで行われたものである。通常のコヒーレンス長測定は、ほぼゼロの経路差で行われる2。120mmにおいて3、パルスは、近傍のパルスと干渉している。240mmにおいて4、パルスは、キャビティ1往復分離れたパルスと、2パルス離れて干渉している。これらの2次コヒーレンス34は、実際のOCTシステムにおいて問題となることがあり、キャビティ長またはその何分の1か1往復当たりのパルスの数に依存するにほぼ一致する長さにおける小さい迷走反射がOCT画像においてアーチファクトを生成する可能性がある。これらをなるべく排除するのが有用である。図6Aおよび6Bは、別のコンピュータシミュレーションの結果である。図6Aおよび6Bは、掃引モード同期が安定化された可変同調レーザを示す。この場合、レーザは、キャビティの1往復当たり1パルスのみで動作をするように制限され、ゲート掃引モード同期と呼ばれる。いくつかの例では、ゲートモード同期を使用して、実際のOCTシステムにおいて画像アーチファクトを生じさせうるコヒーレンス繰返し間の間隔を増大させる。レーザ100からの掃引光信号は、パルス間隔での繰返しコヒーレンスピークを有する。レーザが正常時に調波的にモード同期される場合、パルス間隔は、ゲートモード同期によって増加する。この場合、利得は、高調波よりもむしろキャビティの往復時間で、またはその典型的なパルス間隔よりも低い高調波で変調される。ゲート制御されたモード同期は、キャビティの往復時間と同期する方形ポンプパルスバイアス電流例えば、図1の符号490を参照をSOA410に印加することによって達成される。ゲート制御されたモード同期により、レーザ100は、1往復当たり2パルスではなく、1往復当たり1パルスのみで動作するように制限される。この場合、2次コヒーレンスピークは240mm2にあり、120mmにはない。図7Aおよび7Bは、別のコンピュータシミュレーションの同様の結果を示す。図7Aおよび7Bは、掃引モード同期が安定化された可変同調レーザを示す。この場合も、レーザは、1キャビティ往復当たり1パルスだけで動作するように制限される。ゲート制御されたモード同期は、キャビティの往復時間と同期する正弦波バイアス電流490をSOA410に印加することによって生じ、それによりレーザキャビティの利得となる。ゲート制御されたモード同期により、レーザ100は、もはや1往復当たり2パルスではなく、1往復当たり1パルスのみで動作するように制限される。この場合、2次コヒーレンスピークは、240mmのみにある。図8は、レーザの挙動を制御して安定させるために、線状キャビティレーザ掃引光源構成におけるキャビティ内位相変調器として能動モード同期システムが実現される第2の実施形態を例示する。能動位相変調は、低い光周波数への同調だけでなく、高い光周波数への高速同調を促進し、それにより安定かつ滑らかな上方および下方の同調を可能にする。より詳細には、位相変調器470は、好ましくはキャビティの一端に向けて、キャビティに付加され、レーザのモード同期動作を制御する。一実施形態において、位相変調器は、SOA410とレンズ構造体416との間のベンチB上に設置される。好適な実施形態において、位相変調器は、SOAチップ410および、具体的には、別個の変調バイアス電流または電圧が供給される位相変調部と一体化され、それにより2部分SOA利得、位相をもたらす半導体チップである。一体化位相変調器は、一般に電流注入によって順方向にバイアスされるように機能するが、逆方向バイアスタイプも存在する。他の例において、位相変調器470は、LiNbO3のような外部変調器である。SOA利得飽和は、赤方偏移効果を有する。利得飽和は、能動位相変調レーザの実施形態が機能するのに必要ではない。好ましくは、位相変調器470に対する変調は、上記のように、キャビティ往復周波数の高調波周波数で変調信号を生成する無線周波数発生器460を含むバイアス電流変調システム455を使用して供給される。RF発生器460からの信号は、キャパシタ462を介して供給され、キャパシタ462は、バイアス電流源457に接続されたインダクタ458との組み合わせにより、位相変調器470に伝達される変調バイアス電流または電圧490を生成する。この例において典型的には、SOA410へのバイアス電流源456は、DC非変調信号を供給する。位相変調器470は、パルスが位相変調器470を通過する際に、それ自身の周波数シフト、1/2πdΦ/dtを与える。この周波数シフトは、パルスのタイミングに応じて、正または負となり得る。シフトが正となり、利得媒質飽和からの負周波数シフトを打ち消し得るので、正の同調速度に対して安定動作が達成される。位相変調器470は、一例において、長いキャビティの往復時間の高次高調波で駆動される。また、キャビティ往復周波数の複雑な波形および高調波周波数を使用して位相変調器を駆動できる。正弦波変調の場合、変調位相は、Φpeakcos2πfmodtである。位相変調器は、Φpeakfmodである1往復当たりに最大周波数シフトを与える。周波数シフトの符号および大きさは、位相変調波形に対するパルスのタイミングに依存する。これは、実際のシステムの同調速度に、ある程度の許容を与える。図9は、モード同期システムが、環状キャビティつまり自由空間レーザ掃引レーザ構成においてキャビティ内位相変調器として実施される別の実施形態を例示する。上記のように、位相変調器470は、SOA410とレンズ構造体416との間に位置する。好ましくは、位相変調器470に対する変調は、上記のように、キャビティ往復周波数の高調波周波数で変調信号を生成してモード同期動作を制御する無線周波数発生器460を使用して供給される。RF発生器460からの信号は、キャパシタ462を介して供給され、キャパシタ462は、変調器バイアス電流源457に接続されたインダクタ458との組み合わせにより、位相変調器470に伝達される変調バイアス電流または電圧490を生成する。位相変調器470は、一例においてはLiNbO3のような外部変調器であり、または別の実施形態においてはSOAチップ410と一体化される。一体化位相変調器は、一般に電流注入によって順方向にバイアスされるように機能するが、逆方向バイアスタイプも存在する。この例において典型的には、SOA410のためのバイアス電流源456が、DC非変調信号を供給する。一連の鏡910、912、914、および916が、環状キャビティ構成を形成する。図示の例において、可変同調フィルタ412は、環状構成においてSOA410とは反対の区間に位置する。図示の例において、第1のアイソレータ918は、可変同調フィルタ412の上流側に配置され、第2のアイソレータ920は、フィルタ412の下流側に配置される。これらのアイソレータは、可変同調フィルタ412によって反射される光からの寄生反射、およびアイソレータ920とSOA410の前部ファセットとの間の寄生反射を防止する。例示の実装例において、光出力は、部分反射鏡である鏡912を介して環状構成から取り出される。出力レンズ922は、掃引光信号のビームを出力光ファイバ320の入射ファセット上に集光する。出力光ファイバ320は、光をOCTシステムの干渉計50に搬送する。一実装例において、鏡916もまた部分的に反射する。これにより、第2の出力つまり別出力の掃引光信号926を有する機会を提供する。掃引光信号926は、レンズ924によって平行にされる。いくつかの実装例においては、アイソレータ918および920は省略されてもよい。代わりに、可変同調フィルタ412を、光軸に対して傾斜させて、角度の切離しを提供し、すべての寄生反射をなくす。このような実施形態において、2つの平坦な鏡を有するファブリペロ可変同調フィルタ412が使用される。図10は、モード同期システムが環状キャビティファイバレーザ掃引光源においてキャビティ内位相変調器として実装される別の実施形態を例示する。より詳細には、可変同調フィルタ412は、上流ファイバアイソレータ918および下流ファイバ結合アイソレータ920に結合される。下流アイソレータ920は、波長分割多重結合器WDM結合器1012に結合される。このWDM結合器1012は、ポンプレーザ1010から光を取り込む。WDM結合器1012の出力は、キャビティ利得素子410として機能するエルビウム添加増幅器のようなファイバ増幅器に結合される。このファイバ増幅器は、ポンプレーザ1010からの光を使用してファイバ環状キャビティ内の光を増幅する。ファイバ結合位相変調器470は、変調およびバイアス電圧455によって駆動される。位相変調器470は、好ましくはファイバによって、出力ファイバ320上の掃引光信号をOCTシステムの干渉計50に与える出力結合器1014に結合される。位相変調レーザは、パルスの周波数シフトに対する利得飽和に左右されない。したがって、希土類添加ファイバのような長寿命の利得媒質410が、この環状レーザに使用される。利得媒質410はとりわけ、ErファイバおよびYbファイバの利得媒質410を含むであろう。ファイバに基づく実装例を本明細書中に記載するが、自由空間光学を使用して構成される変形も実装され得る。図11および12は、キャビティ内位相変調の環状レーザの性能に対する効果を示す2つのコンピュータシミュレーションの結果である。この場合、時間プロットの関数として加えられる位相シフトによって示されるように、レーザキャビティの往復時間に同期化された振幅πの正弦波位相変調を使用した。SOA利得の変調が、利得および損失プロットにおいて示される。CWキャビティ損失は、点線で示される。パルス化された波長掃引型レーザについての損失は、実線で示される。レーザパルスは、正および負の同調速度の両方に対して歪みのない掃引光信号を生成する。負の同調速度図11において、パルス周波数ホッピングのほとんどは、SOA412の利得飽和から生じる屈折率変調が原因である。パルスは、正弦波の谷の近くで位相変調を通過する。正弦波の谷では、位相変調器からのさらなる周波数シフトはほとんどない。正の同調速度図12に関して、位相変調器からの周波数ホップは、利得飽和からのホップを打ち消す。これを生じさせるためには、位相対時間プロットにおいて示されるように、パルスが高い正の位相変化率、dΦ/dtを有する時に、パルスは変調器を通過しなければならない。図13は、モード同期システムが、線状キャビティレーザ掃引光源構成においてキャビティ内電気光学損失変調器1310として実装される別の実施形態を示す。より詳細には、電気光学損失変調器1310は、好ましくはキャビティの一端に向けて、キャビティ内に付加され、モード同期動作を制御する。電気光学損失変調器1310を使用してレーザキャビティの利得を変調する。一実施形態において、電気光学損失変調器EOLM1310は、SOA410とレンズ構造体416との間のベンチB上に設置される。介在レンズ1312は、SOA410とEOLM1300との間で光を結合する。好ましくは、電気光学損失変調器1310に対する変調が、上記のように、キャビティ往復周波数の高調波周波数で変調信号を生成する無線周波数発生器460を含むバイアス電流変調システム455を使用して供給される。RF発生器460からの信号が、キャパシタ462を介して供給され、キャパシタ462は、EOLMバイアス電圧または電流1314に接続されたインダクタ458との組み合わせにより、電気光学損失変調器1310に伝達される変調バイアス電流または電圧490を生成する。この例において典型的には、SOA410へのバイアス電流源456は、DC非変調信号を供給する。図14は、損失変調のない、つまりEOLMの透過率が100である、正常掃引モード同期に対するコンピュータシミュレーションの結果を示す。この場合、レーザはキャビティ1往復当たり2パルスで動作する。図15は、損失変調のある掃引モード同期に対するコンピュータシミュレーションの結果を示す。図示の例において、レーザは、ゲート制御されたモード同期状態で動作する。損失変調は、時間の関数としてEOLMの透過率を示す一番下のグラフにおいて示される。レーザは、同じ負の同調速度GHz/nsにおいて、動作を1往復当たり2パルスから1往復当たり1パルスに変化させる。この例は一種の能動ゲート制御されたモード同期であるが、変調は、往復時間の任意の高調波と同期し得るであろうし、また正弦波波形である必要もないであろう。例示の実施形態において、損失変調は、高速EOLM変調器1310によって行われる。他の実施形態において、導波路マッハツェンダー損失変調器、定在波音響光学モードロッカーmodelocker、電界吸収型変調器は、線状または環状の構成のいずれかで実装される。ほとんどの技術は、変調がSOA410から切り離されることを要求するが、SOAチップとの一体化を可能とする技術もある。図16は、同期ポンピングを利用し、レーザキャビティの利得を変調することによってモード同期動作を制御および安定化する光コヒーレンス分析のためのモード同期レーザ掃引光源100を示す。図示の線状キャビティ構成では、例示の実装例において、周波数同調ファブリペロフィルタ412がキャビティの一端を画定する。キャビティは、その一部を形成するファイバピグテール406の端部に位置する第2の出力反射器405まで延伸する。出力反射器405を通過する光は、光ファイバ320上または自由空間を介してOCTシステムの干渉計50に伝送される。半導体光増幅器SOAチップ利得素子410は、レーザキャビティ内に位置する。本実施形態において、SOAチップ410の入力ファセットおよび出力ファセットは、傾斜が付けられて反射防止ARコーティングされ、これら2つのファセットから平行なビームを提供する。SOA410の各ファセットは、SOA410の一方のファセットから出射する光を結合するのに使用される連結レンズ構造体414、416を有する。第1のレンズ構造体414は、SOA410の後部ファセットと反射型ファブリペロ可変同調フィルタ412との間で光を結合する。SOA410の出力ファセットつまり前部ファセットを出射する光は、第2のレンズ構造体416によってピグテール406のファイバ端部ファセットに結合される。同調制御器125は、同調帯域にわたり通過帯域光周波数を掃引するファブリペロフィルタ412に同調電圧の関数を与える。好ましくは、光周波数は時間とともに線形に変化する。例示の実施形態のモード同期システムは、ポンプレーザ1610に印加されるバイアスを変調するバイアス電流変調システム455を含む。図示の例において、ポンプレーザ1610からの光は、WDM鏡1612および2つのさらなるレンズ1614、1616を使用してレーザキャビティに結合される。より詳細には、ポンプレーザ1610から出射する光は、ポンプレンズ1616によって平行にされる。この光はWDM鏡1612に向けられる。WDM鏡1612は、ポンプ波長で光を反射するが、レーザキャビティから出射される光、すなわちレーザの同調帯域内の光を透過する。このようにして、レーザ光は、出力レンズ1614によって平行にされ、ファイバピグテール406に結合される。一方、ポンプ光はキャビティ内に結合される。SOAレーザバイアス電流源456は、SOA410に供給されるバイアス電流のための直流電流を供給する。対照的に、ポンプレーザバイアス電流源455は、キャビティ往復周波数の高調波周波数を有する電気信号を生成する無線周波数発生器460を使用して、変調バイアス電流490を生成する。この周波数は、光がレーザ100のキャビティを往復するのに必要な時間に相当する。例示のレーザにおいて、これは1つの実装形態であるが、光がキャビティの一端の可変同調フィルタ412からピグテール406の端部にある出力反射器405に伝播するのに必要な時間の2倍に相当する。RF発生器からの信号は、キャパシタ462を介して供給され、キャパシタ462は、インダクタ458との組み合わせにより、ポンプレーザ1610に伝達される変調バイアス電流490を生成する。この同期ポンピング実施形態において、例えば980nm半導体レーザチップであるポンプレーザ1610からの光は、より長い波長のSOA利得媒質410によって吸収される。SOA410は、場合によりCW電流源456からの直接電気ポンピングに加えて、ポンプレーザ1610によってポンプされる。この構成の利点は、利得切換機構を通るポンプレーザパルスが、電気変調パルスまたは正弦波駆動期間よりも極めて短くなる潜在能力を有することである。これは例えば、SOA利得が図1の実施形態に対して例示される直接電子変調によって得られるであろう期間よりも短い期間でポンプアップされ得ることを意味する。さらに、ポンプ1610は、一実施形態においてモード同期レーザである。これにより、モード同期レーザの自然なパルス化挙動が、複雑な高周波数電子駆動電流源を必要とせずにレーザキャビティを同期してポンプする。この技法は、他の実施形態においては環状キャビティ構成を使用して適用される。図17は、ハイブリッド自由空間技法を使用する、同様の実施形態を示す。この例において、ポンプレーザ1610からの光は、WDMファイバ結合器1710を介してレーザキャビティ内に結合される。図18は別の実施形態を示す。この実施形態のモード同期コントロールシステムは、レーザキャビティの利得を変調し、それによりモード同期動作を制御するために、環状キャビティレーザ掃引光源100において可飽和吸収器を使用して実装される。一連の鏡910、912、914、および916が、環状キャビティ構成をもたらす。図示の例において、可変同調フィルタ412は、環状構成においてSOA410とは反対の区間に位置する。図示の例において、第1のアイソレータ918は、可変同調フィルタ412の上流側に配置され、第2のアイソレータ920は、フィルタ412の下流側に配置される。これらのアイソレータは、可変同調フィルタ412によって反射される光からの寄生反射、およびアイソレータ920とSOA410の前部ファセットとの間の寄生反射を防止する。例示の実施例において、掃引光信号は、部分反射鏡である鏡912を介して環状構成から取り出される。出力レンズ922は、掃引光信号のビームを出力光ファイバ320の入射ファセット上に集光する。出力光ファイバ320は、光をOCTシステムの干渉計50に搬送する。一実装例において、鏡916もまた部分的に反射する。これにより、第2の出力信号926を有する機会を提供する。第2の出力信号926は、レンズ924によって平行にされる。この実施形態は、受動モード同期の一構成を実装し、掃引動作を規則的な脈動へ安定化させるのに役立つ。これは、可飽和吸収器SA910をレーザキャビティに付加することによって達成される。環状構成において、これは、可飽和吸収器SAを、複数の鏡のうちの鏡910のような1つに接触させることによって最も容易に行われる。半導体可飽和吸収ミラーSESAMおよび炭素ナノチューブFWangら著、WidebandtuneableNanotubeModelockedFibreLaser、NatureNanotechnology第3巻、2008年12月、738~742ページ参照は、適当な材料の2つの例である。2個の追加レンズ1810および1812が好ましくは環状キャビティに付加され、可飽和吸収ミラーSA910の内側および外側の光を結合する。レンズ1810および1812は、受動モード同期の条件である、吸収器SA910が利得媒質よりも容易に飽和するように、ビームウエストを低減する機能を果たす。HermanAHaus著、ModeLockingofLasers、IEEEJOURNALONSELECTEDTOPICSINQUANTUMELECTRONICS、第6巻、第6号、2000年11月/12月、1173~1185ページを参照のこと。図19および20は、レーザキャビティの利得を変調するために、レーザ掃引光源100の線状キャビティにおいて可飽和吸収器を使用して実装されるモード同期制御システムのさらなる実施形態を示す。図19において、レーザキャビティは、可変同調フィルタ412からレンズ414、416、SOA410を通って可飽和吸収ミラーSESAMに延伸する。低飽和パワーを得るために、別のレンズ1910が付加され、ビームを可飽和吸収ミラーSESAM上に集光する。この実施形態において、出力は、可変同調フィルタ412を介して取り出される。より詳細には、可変同調フィルタに伝送された光は、レンズ1912によって出力光ファイバ320上に集光される。出力光ファイバ320は、掃引光信号をOCTシステムの干渉計50に搬送する。図20は、同様の構成を示す。ただし、この実施形態は透過性可飽和吸収器1914を利用する。より詳細には、レンズ1910は、焦点が可飽和吸収器1914内にあるように、キャビティビームを集光する。可飽和吸収器1914の他方側の第2のレンズ1916は、ビームを再度平行にする。このビームは、レーザキャビティの端部を画定する鏡1918から反射される。この構成は、可飽和吸収器1914が、鏡1918のような端部鏡からキャビティの1/3に位置する場合に、キャビティにおける3パルスでの動作を促進するであろう。隣接するパルスは、可飽和吸収器1914内で衝突し、相互の吸収飽和を助長するであろう。図21は、本発明の原理にしたがって構築された、モード同期レーザ光源100を使用する光コヒーレンス分析システム300を示す。モード同期動作が安定した可変同調レーザ掃引光源100が、光ファイバ320上に同調可能な掃引光信号を生成する。この掃引光信号は、干渉計50に伝送される。掃引光信号は、狭帯域放射を用いて走査帯域にわたって走査する。好ましくは、k-クロックモジュール250を使用して、光信号が走査または同調帯域にわたって同調または掃引される際に、クロック信号を等間隔の光周波数増分で生成する。本実施形態において、マッハツェンダー型干渉計50を使用して、試料340からの光信号を分析する。掃引レーザ光源100からの同調信号が、ファイバ320上を90/10光結合器322に伝送される。組み合わされた同調信号は、システムの参照アーム326と試料アーム324との間の結合器322によって分割される。参照アーム326の光ファイバは、ファイバ端面328で終端する。参照アームファイバ端面328から出射する光は、いくつかの例示の実装例において、レンズ330によって平行にされ、次いで鏡332によって反射されて戻る。外部鏡332は、一例において、鏡までの距離を調節可能なファイバを有する矢印334を参照。この距離は、画像化される深さ範囲、すなわち参照アーム326と試料アーム324との間のゼロ経路長差の試料340における位置を決定する。この距離は、異なる試料プローブおよび/または画像化試料に対して調節される。参照鏡332から戻る光は、参照アームサーキュラ342に戻され、50/50ファイバ結合器346に向けられる。試料アーム324上のファイバは、試料アームプローブ336において終端する。出射する掃引光信号は、プローブ336によって試料340上に集光される。試料340から戻る光は、試料アームサーキュラ341に戻され、50/50ファイバ結合器346に向けられる。参照アーム信号および試料アーム信号は、ファイバ結合器346において組み合わされ、干渉信号を生成する。干渉信号は、2つの検出器348を含む平衡受信器バランスド受信器によって、ファイバ結合器346の各出力において検出される。平衡受信器348からの電子干渉信号は、増幅器350によって増幅される。アナログ-デジタルコンバータシステム315を使用して、増幅器350からの干渉信号出力をサンプリングする。モード同期掃引光源100のk-クロックモジュール250から導かれる周波数クロックおよび掃引トリガー信号を、アナログ-デジタルコンバータシステム315が使用して、システムデータの取得を掃引光源システム100の周波数同調に同期させる。完全なデータセットが、集光プローブビームポイントを試料340にわたって空間的にラスター走査することによって、デカルト幾何x-y形式または円柱幾何θ-z形式で試料340から回収され、これらの点のそれぞれにおけるスペクトル応答がモード同期波長掃引型100の周波数同調から生成されると、デジタル信号プロセッサ380は、画像を再構築して試料340の2Dまたは3Dトモグラフィック再構築を行うために、データに対してフーリエ変換を行う。デジタル信号プロセッサ380によって生成されるこの情報は、映像モニタに表示される。ある用途において、プローブは、血管に挿入され、動脈または静脈の内壁を走査するために使用される。他の例において、プローブには、血管内超音波IVUS、前向きIVUSFLIVUS、高密度焦点式超音波HIFU、圧力検知ワイヤおよび画像誘導治療装置などの他の分析治療手段analysismodalityが含まれる。本発明は、その好適な実施形態を参照して特に示されかつ記載されたが、その好適な実施形態においては、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱せずに、形態および詳細において種々の変更がなされ得ることが当業者によって理解されるであろう。例えば、本発明は、OCTまたは分光分析だけに関連して記載されたが、本発明はまた、IVUS、FLIVUS、HIFU、圧力検知ワイヤおよび画像誘導治療装置とともに応用され得るであろう。"