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JP2009244082A - Light source and optical tomographic imaging apparatus - Google Patents

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JP2009244082A
JP2009244082A JP2008090663A JP2008090663A JP2009244082A JP 2009244082 A JP2009244082 A JP 2009244082A JP 2008090663 A JP2008090663 A JP 2008090663A JP 2008090663 A JP2008090663 A JP 2008090663A JP 2009244082 A JP2009244082 A JP 2009244082A
Authority
JP
Japan
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light
light source
optical
resonator
wavelength
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008090663A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hiiro
宏之 日色
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
Fujifilm Corp
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Publication date
Application filed by Fujinon Corp, Fujifilm Corp filed Critical Fujinon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source that is compact, can be manufactured at low costs, and has high light utilization efficiency and high-speed wavelength sweeping, and has high wavelength selectivity. <P>SOLUTION: The linear resonator type light source 1 includes: an optical amplification medium SOA2; a Fabry-Perot resonator 5 that allows light emitted from the optical amplification medium to enter as scattered light 7, transmits light having a specific wavelength, and reflects light having a wavelength other than the specific one; and a concave mirror 6 as a feedback means. The Fabry-Perot resonator 5 has two reflection surfaces 3, 4 arranged with a slope to the optical axis Z of the linear resonator to prevent the reflected light having a specific wavelength from entering a scattering center O<SB>1</SB>of the scattered light 7. The feedback means feeds back the transmitted light so that light transmitted through the Fabry-Perot resonator 5 converges to the scattering center O<SB>1</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定波長の光を出射可能な光源、および該光源を用いて測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に関する。   The present invention relates to a light source that can emit light of a specific wavelength, and an optical tomographic imaging apparatus that acquires an optical tomographic image of a measurement target using the light source.

従来、出力光の波長掃引が可変な波長可変光源としては、ファブリーペロー共振器に基づくファブリーペローチューナブルフィルター(Fabry Perot − Tunable Filter、以下FP−TFと称する)を用いた波長掃引レーザ光源が知られている。FP−TFは、干渉により選択された波長の光のみを透過させ、それ以外の波長の光を反射する機能を有し、さらにその選択波長を変更可能に構成したものである。FP−TFを用いたこの種の光源は、共振器の光路の構成から、光ファイバ等によるループ状の周回光路を形成するリング共振器型(例えば、特許文献1参照)と、往復光路を形成する線形共振器型(例えば、非特許文献1参照)に大別することができる。   Conventionally, as a wavelength tunable light source capable of changing the wavelength sweep of output light, a wavelength swept laser light source using a Fabry-Perot tunable filter (hereinafter referred to as FP-TF) based on a Fabry-Perot resonator is known. It has been. The FP-TF has a function of transmitting only light of a wavelength selected by interference and reflecting light of other wavelengths, and is configured to change the selected wavelength. This type of light source using FP-TF forms a round-trip optical path from a ring resonator type (for example, refer to Patent Document 1) that forms a loop-shaped optical path by an optical fiber or the like from the configuration of the optical path of the resonator. Can be roughly divided into linear resonator types (see, for example, Non-Patent Document 1).

図7に、FP−TFを用いたリング共振器型のレーザ光源70の構成を示す。レーザ光源70は、光ファイバF20によりリング状の光路の共振器を構成し、該共振器中に光増幅媒体としてのSOA(Semiconductor Optical Amplifier:半導体光増幅器)71と、波長選択および波長掃引素子としてのFP−TF72を配置したものである。FP−TF72は、制御手段73を用いて干渉に用いる反射面間の距離を変更することにより、選択波長を変更することができる。この共振器で発振されたレーザ光はリング状の光路の一部に設けられた光カプラ74により出力される。   FIG. 7 shows a configuration of a ring resonator type laser light source 70 using FP-TF. The laser light source 70 forms a ring-shaped optical path resonator by the optical fiber F20, and an SOA (Semiconductor Optical Amplifier) 71 as an optical amplification medium in the resonator, and a wavelength selection and wavelength sweeping element. FP-TF72 is arranged. The FP-TF 72 can change the selected wavelength by changing the distance between the reflecting surfaces used for interference using the control means 73. The laser light oscillated by this resonator is output by an optical coupler 74 provided in a part of the ring-shaped optical path.

リング共振器型のレーザ光源では、リング状の光路を右回りと左回りの両方向に発振するモードが可能であるため、左右両方向のモードが同時に発振する場合は、両方向の発振モード間にモード競合が起こる。このとき、一方向の発振モードのみを見ると発振光の出力が不安定な状態となる。これを避けるには左右どちらか一方向のみを発振させることが望ましく、図7に示すように、リング共振器型の光路内に一方向に進行する光を通過させ、逆方向の光を遮断する光アイソレータ75a、75bを配置することが望ましい。   Since the ring resonator type laser light source can oscillate in both the clockwise and counterclockwise directions on the ring-shaped optical path, when both the left and right modes oscillate simultaneously, mode competition between the oscillation modes in both directions Happens. At this time, when only the oscillation mode in one direction is viewed, the output of the oscillation light becomes unstable. In order to avoid this, it is desirable to oscillate in only one of the left and right directions. As shown in FIG. 7, light traveling in one direction is allowed to pass through the optical path of the ring resonator type and light in the opposite direction is blocked. It is desirable to arrange the optical isolators 75a and 75b.

このような光アイソレータとしては一般に、ファラデー素子と、これに磁界を印加する磁石と、偏光素子とから構成されるものが多用されている。ファラデー素子は、YIG(イットリウム−鉄−ガーネット)結晶やBi置換ガーネット結晶等の磁性ガーネット結晶等を材質としたものが知られている。   As such an optical isolator, generally, an optical isolator composed of a Faraday element, a magnet for applying a magnetic field to the Faraday element, and a polarizing element is widely used. As the Faraday element, a material made of a magnetic garnet crystal such as a YIG (yttrium-iron-garnet) crystal or a Bi-substituted garnet crystal is known.

次に図8に、FP−TFを用いた線形共振器型のレーザ光源80の構成を示す。このレーザ光源80は、一直線上に配置された、SOA81と、レンズ82と、FP−TF83と、ミラー84とを有する。FP−TF83は、内側に反射面が形成された2枚の平行平板状の透明電極85a、85bと、その間に挟まれた液晶86からなり、電源87が液晶86に印加する電圧を変化させることにより、液晶の屈折率を変化させ、これによりFP−TF83を透過する波長を変化させる。   Next, FIG. 8 shows a configuration of a linear resonator type laser light source 80 using FP-TF. The laser light source 80 includes an SOA 81, a lens 82, an FP-TF 83, and a mirror 84 that are arranged on a straight line. The FP-TF 83 includes two parallel plate-like transparent electrodes 85a and 85b each having a reflection surface formed inside, and a liquid crystal 86 sandwiched therebetween, and changes the voltage applied to the liquid crystal 86 by the power source 87. Thus, the refractive index of the liquid crystal is changed, and thereby the wavelength transmitted through the FP-TF 83 is changed.

図8に示すレーザ光源80において、SOA81から出射した光はレンズ82により収束光に変換された後、FP−TF83に入射し、そのうち選択波長の光のみがFP−TF83を透過し、選択波長以外の光は反射される。透過した光は、共振器端を構成するミラー84で反射されて、同一光路を戻り、FP−TF83およびレンズ82を透過して再びSOA81に入射し、SOA81のレンズ82と逆側の端面81aで反射されて、SOA81により増幅される。FP−TF83で反射された光は、FP−TF83が入射光の光軸に対して傾けて配置されているため、共振器の光路から除外され、SOA81に帰還することはない。以上より、線形共振器型のレーザ光源80において、選択波長の光が共振器内を往復してレーザ発振することになる。   In the laser light source 80 shown in FIG. 8, the light emitted from the SOA 81 is converted into convergent light by the lens 82 and then enters the FP-TF 83, and only the light having the selected wavelength passes through the FP-TF 83, and is not the selected wavelength. Light is reflected. The transmitted light is reflected by the mirror 84 constituting the resonator end, returns through the same optical path, passes through the FP-TF 83 and the lens 82, enters the SOA 81 again, and reaches the end surface 81a opposite to the lens 82 of the SOA 81. Reflected and amplified by the SOA 81. The light reflected by the FP-TF 83 is excluded from the optical path of the resonator and is not fed back to the SOA 81 because the FP-TF 83 is arranged to be inclined with respect to the optical axis of the incident light. As described above, in the linear resonator type laser light source 80, the light of the selected wavelength reciprocates in the resonator and oscillates.

一方、上記のような波長可変レーザ光源の重要な用途として、SS−OCT(Swept source OCT)計測を利用した光断層画像化装置が知られている。光断層画像化装置は、光源から射出されたコヒーレンス光を測定光と参照光とに分割した後、測定光が測定対象に照射されたときの反射光と参照光とを合波し、反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。SS−OCT計測による光断層画像化装置では、光源から射出される光の波長を時間的に変化させながら、波長の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機にてフーリエ変換に代表される周波数解析を行うことで、深さ位置に対応した反射光強度分布を取得する。
特許第2648417号公報 “Tunable Light Source Using a Liquid-Crystal Fabry-Perot Interferometer”、 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS、 Vol.3、 No.6、 JUNE 1991
On the other hand, an optical tomographic imaging apparatus using SS-OCT (Swept source OCT) measurement is known as an important application of the wavelength tunable laser light source as described above. The optical tomographic imaging apparatus divides the coherence light emitted from the light source into measurement light and reference light, and then combines the reflected light and the reference light when the measurement light is applied to the measurement object, and reflects the reflected light. An optical tomographic image is acquired based on the intensity of the interference light between the light and the reference light. In an optical tomographic imaging apparatus based on SS-OCT measurement, a time waveform of a signal corresponding to a temporal change in wavelength is measured while temporally changing the wavelength of light emitted from a light source, and spectral interference obtained thereby. A reflected light intensity distribution corresponding to the depth position is acquired by performing frequency analysis represented by Fourier transform on the intensity signal by a computer.
Japanese Patent No. 2648417 “Tunable Light Source Using a Liquid-Crystal Fabry-Perot Interferometer”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol.3, No.6, JUNE 1991

上述したように、リング共振器型のレーザ光源では、その光路の構成故に光アイソレータが必要となる。従来の光アイソレータとしては、磁性ガーネット結晶等を材料としたファラデー素子を用いたものが一般的である。この素子は光通信で通常用いられる波長1.3〜1.55μmの光に対しては良好な特性を有するが、例えば光断層画像化装置で生体を測定対象とする場合はさらに短波長の光が好適であるとされており、その場合には種々の不具合が発生する。具体的には、1.3〜1.55μmよりも短波長の光を用いようとすると、良好な特性を有する磁性結晶が実用化されていない、光アイソレータに高コストの材質を使わざるを得ない、ファラデー素子のベルデ定数が小さくなるため印加磁界を大きくせざるをえず装置が大型化する、光散乱率が増加し光利用効率が低下する、等の問題が生じる。   As described above, the ring resonator type laser light source requires an optical isolator because of its optical path configuration. Conventional optical isolators generally use a Faraday element made of a magnetic garnet crystal or the like. This element has good characteristics with respect to light with a wavelength of 1.3 to 1.55 μm, which is usually used in optical communication. For example, when an optical tomographic imaging apparatus is used to measure a living body, light with a shorter wavelength is used. In this case, various problems occur. Specifically, if light having a wavelength shorter than 1.3 to 1.55 μm is used, a magnetic crystal having good characteristics has not been put into practical use, and an expensive material must be used for the optical isolator. However, since the Verde constant of the Faraday element is reduced, the applied magnetic field must be increased, resulting in an increase in size of the apparatus, an increase in light scattering rate, and a decrease in light utilization efficiency.

また、リング共振器型は、どうしても共振器長が長くなるため、共振器が大型化する上に、SOAにて生成されたASE光がレーザ発振に至るまでの光飽和時間が長くなるという不具合がある。通常、波長掃引レーザの波長掃引速度は光飽和時間で決まるため、共振器長の長い光源は、高速の波長掃引が困難である。   In addition, since the resonator length of the ring resonator type inevitably increases, the size of the resonator increases and the optical saturation time until the ASE light generated by the SOA reaches laser oscillation increases. is there. Usually, since the wavelength sweep speed of the wavelength sweep laser is determined by the light saturation time, it is difficult for a light source having a long resonator length to be swept at a high speed.

そこで線形共振器型の光源を用いることが考えられるが、図8に示す線形共振器型の光源では、FP−TFに液晶を用いているため応答速度が低く、これもまた高速の波長掃引が困難であるという問題がある。   Therefore, it is conceivable to use a linear resonator type light source. However, the linear resonator type light source shown in FIG. 8 uses a liquid crystal for the FP-TF, so the response speed is low. There is a problem that it is difficult.

また、図8に示すような共振器では、SOA81から出射した発散光を収束光に変換してFP−TF83へ入射させるために、FP−TF83の直前にレンズ82が用いられている。通常、レンズは収差を有する素子であり、波長可変光源から出射される光の全波長帯域で無収差になるようにレンズを設計、製作することは困難である。収差を伴うビームがFP−TFに入射すると、FP−TF内での波面の歪みを十分小さくすることができないため、高フィネスの共振、すなわち、高い波長選択性を実現することができないという問題が生じる。   Further, in the resonator as shown in FIG. 8, a lens 82 is used immediately before the FP-TF 83 in order to convert divergent light emitted from the SOA 81 into convergent light and make it incident on the FP-TF 83. Usually, the lens is an element having aberration, and it is difficult to design and manufacture the lens so that it has no aberration in the entire wavelength band of light emitted from the wavelength tunable light source. When a beam with aberration is incident on the FP-TF, the distortion of the wavefront in the FP-TF cannot be sufficiently reduced, so that there is a problem that high finesse resonance, that is, high wavelength selectivity cannot be realized. Arise.

本発明は、上記問題点を鑑み、小型で低コストに製作可能であり、高い光利用効率と高速の波長掃引ならびに高い波長選択性を実現可能な光源、および該光源を備えた光断層画像化装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is a light source that can be manufactured in a small size and at low cost, and can realize high light utilization efficiency, high-speed wavelength sweep, and high wavelength selectivity, and optical tomographic imaging including the light source An object is to provide an apparatus.

本発明の光源は、線形共振器型の光源であって、光増幅媒体と、光増幅媒体を出射した光が発散光として入射され、特定波長の光を透過させるとともに特定波長以外の光を反射し、この反射された光が発散光の発散中心に入射しないように線形共振器の光軸に対し傾いて配置された2つの反射面を有するファブリーペロー共振器と、ファブリーペロー共振器を透過した光が発散中心へ収束するように、透過した光を帰還させる帰還手段とを備えたことを特徴とするものである。   The light source of the present invention is a linear resonator type light source. The light amplifying medium and the light emitted from the light amplifying medium are incident as divergent light, transmit light having a specific wavelength, and reflect light other than the specific wavelength. Then, the reflected light is transmitted through the Fabry-Perot resonator having two reflecting surfaces arranged to be inclined with respect to the optical axis of the linear resonator so that the reflected light does not enter the divergence center of the divergent light, and the Fabry-Perot resonator. Feedback means for returning the transmitted light so that the light converges to the center of divergence is provided.

ここで、「光増幅媒体を出射した光が発散光として入射され、〜ファブリーペロー共振器」は、光増幅媒体を出射した光が他の部材を介さずに直接ファブリーペロー共振器へ発散光として入射される場合、および光増幅媒体を出射した光が他の部材を介してファブリーペロー共振器へ発散光として入射される場合の双方を含むものである。   Here, "the light emitted from the optical amplifying medium is incident as diverging light and the Fabry-Perot resonator" means that the light emitted from the optical amplifying medium is directly diverged to the Fabry-Perot resonator without passing through other members. This includes both the case where the light is incident and the case where the light emitted from the optical amplifying medium is incident as divergent light to the Fabry-Perot resonator via another member.

また、上記の「線形共振器の光軸」は、線形共振器を往復可能な光がファブリーペロー共振器へ入射するときの光軸を意味するものとする。例えば、線形共振器の光路が一直線状ではなく、その一部が折り曲げられた形状や屈曲された形状である場合は、線形共振器の部分により光軸の方向が異なることになるが、本発明にかかる「線形共振器の光軸」としては上記のように考えることにする。   Further, the above-mentioned “optical axis of the linear resonator” means an optical axis when light that can reciprocate through the linear resonator enters the Fabry-Perot resonator. For example, when the optical path of the linear resonator is not a straight line and a part thereof is a bent shape or a bent shape, the direction of the optical axis differs depending on the portion of the linear resonator. The “optical axis of the linear resonator” is considered as described above.

「帰還手段」は、ファブリーペロー共振器を透過した光が発散中心へ収束するように、この透過した光を帰還させるものであればよく、1つの光学部材で構成してもよく、あるいは、複数の光学部材で構成してもよい。帰還手段としては、例えば、凹面鏡や、反射型の回折光学素子等の反射手段を用いることができる。   The “feedback means” may be any means that feeds back the transmitted light so that the light transmitted through the Fabry-Perot resonator converges to the divergence center. You may comprise with this optical member. As the feedback means, for example, a reflecting means such as a concave mirror or a reflective diffractive optical element can be used.

上記本発明の光源においては、2つの反射面がともに、発散中心を中心とした曲面形状の反射面を線形共振器の光軸に対し傾けて配置したものであるように構成してもよい。   In the light source of the present invention, the two reflecting surfaces may be configured such that a reflecting surface having a curved shape centering on the divergence center is inclined with respect to the optical axis of the linear resonator.

さらに、本発明の光断層画像化装置は、上記本発明の光源と、光源から射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と参照光とを合波する合波手段と、合波手段により合波された反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、干渉光検出手段により検出された干渉光に基づき測定対象の断層画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とするものである。   Furthermore, the optical tomographic imaging apparatus of the present invention comprises the light source of the present invention, a light splitting means for splitting the light emitted from the light source into measurement light and reference light, and when the measurement light is irradiated to the measurement object. Combining means for combining the reflected light from the measurement object and the reference light, interference light detecting means for detecting the interference light between the reflected light combined by the combining means and the reference light, and the interference light detecting means And an image acquisition means for acquiring a tomographic image of the measurement object based on the interference light detected by.

本発明の光源は、リング共振器型ではなく、線形共振器型の構成を採用しているため、ファラデー素子等からなる光アイソレータが不要となり、従来のリング共振器型の光源で問題となっていた装置の大型化や高コスト化、光利用効率の低下、共振器長の増大を回避することができ、小型で低コストに製作することが可能であり、高い光利用効率を実現することが可能となる。また、本発明の光源は、液晶を用いずに線形共振器型の光源を実現できるため、高速の波長掃引が可能である。さらに、従来の線形共振器型の光源では、ファブリーペロー共振器へ入射する光を収束光化または平行光化するためにレンズ等の収差を伴う光学素子が必要であったが、本発明の光源は、ファブリーペロー共振器へ発散光を入射させるものであり、ファブリーペロー共振器を透過した光が発散中心へ収束するように帰還させる帰還手段を備えるものであるため、上記用途のレンズ等の光学素子が不要となり、高フィネスの共振を実現することができ、ひいては高い波長選択性を実現することができる。   Since the light source of the present invention adopts a linear resonator type configuration rather than a ring resonator type, an optical isolator composed of a Faraday element or the like is not required, which is a problem with conventional ring resonator type light sources. It is possible to avoid an increase in the size and cost of the device, a decrease in the light utilization efficiency, and an increase in the resonator length, and it can be manufactured in a small size and at a low cost, realizing a high light utilization efficiency. It becomes possible. In addition, since the light source of the present invention can realize a linear resonator type light source without using liquid crystal, high-speed wavelength sweep is possible. Further, in the conventional linear resonator type light source, an optical element with aberration such as a lens is necessary to make the light incident on the Fabry-Perot resonator into convergent light or parallel light. Is a device that makes divergent light incident on the Fabry-Perot resonator and includes feedback means that feeds back the light transmitted through the Fabry-Perot resonator so that it converges to the divergent center. An element is not required, resonance of high finesse can be realized, and high wavelength selectivity can be realized.

本発明の光源の2つの反射面がともに、発散中心を中心とした曲面形状の反射面を線形共振器の光軸に対し傾けて配置したものであるように構成した場合は、2つの反射面を単純に平面で構成した場合とは異なり、発散光の光軸近傍を進む光線の2つの反射面間の光路長と、発散光の周辺近傍を進む光線の2つの反射面間の光路長とをほぼ等しくすることができるため、ファブリーペロー共振器を透過する光の波長選択性を高くすることができる。   When the two reflecting surfaces of the light source of the present invention are configured so that the curved reflecting surfaces centering on the divergence center are inclined with respect to the optical axis of the linear resonator, the two reflecting surfaces are arranged. Unlike the case where the plane is simply configured as a plane, the optical path length between two reflecting surfaces of the light beam traveling near the optical axis of the diverging light and the optical path length between the two reflecting surfaces of the light beam traveling near the periphery of the diverging light Therefore, the wavelength selectivity of the light transmitted through the Fabry-Perot resonator can be increased.

本発明の光断層画像化装置は、本発明の光源を備え、該光源から射出された光を用いて断層画像を取得するものであるため、装置の大型化を抑制して低コストに製作可能であり、高い光利用効率で波長選択性の高い光を用いて高速の波長掃引による計測が可能になる。   The optical tomographic imaging apparatus of the present invention includes the light source of the present invention and acquires a tomographic image using light emitted from the light source, so that the apparatus can be manufactured at a low cost while suppressing the enlargement of the apparatus. Therefore, it is possible to perform measurement by high-speed wavelength sweep using light having high light utilization efficiency and high wavelength selectivity.

以下、図面を参照して本発明の光源および該光源を備えた光断層画像化装置の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態による光断層画像化装置100の構成を示す図である。光断層画像化装置100は、マッハツェンダー型干渉計を用いて、例えば体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像を前述のSS−OCT計測により取得するものである。   Embodiments of a light source and an optical tomographic imaging apparatus including the light source according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical tomographic imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The optical tomographic imaging apparatus 100 uses a Mach-Zehnder interferometer to acquire a tomographic image of a measurement target such as a living tissue or a cell in a body cavity by the above-described SS-OCT measurement.

光断層画像化装置100は、発振波長を一定の周期で掃引させながらレーザ光Lを射出する光源ユニット110と、光源ユニット110から射出された光Lを測定光L1と参照光L2とに分割する光分割手段101と、光分割手段101により分割された参照光L2の光路長を調整する光路長調整手段120と、光分割手段101により分割された測定光L1を測定対象Sまで導波するプローブ130と、プローブ130から測定光L1が測定対象Sに照射されたとき測定対象Sで反射した反射光L3と参照光L2とを合波する合波手段104と、合波手段104により合波された反射光L3と参照光L2との干渉光L4a、L4bを検出する干渉光検出手段140と、干渉光検出手段140により検出された干渉光に基づき測定対象Sの断層画像を取得する画像取得手段150とを有している。   The optical tomographic imaging apparatus 100 divides the light L emitted from the light source unit 110 into the measurement light L1 and the reference light L2 while emitting the laser light L while sweeping the oscillation wavelength at a constant period. A light splitting means 101, an optical path length adjusting means 120 for adjusting the optical path length of the reference light L2 split by the light splitting means 101, and a probe for guiding the measurement light L1 split by the light splitting means 101 to the measuring object S 130, the combining means 104 for combining the reflected light L3 reflected by the measuring object S and the reference light L2 when the measuring light L1 is irradiated from the probe 130 to the measuring object S, and the combining means 104. Interference light detecting means 140 for detecting the interference light L4a and L4b between the reflected light L3 and the reference light L2, and the measurement object S being disconnected based on the interference light detected by the interference light detecting means 140. And an image acquisition unit 150 for acquiring an image.

光源ユニット110は、発振波長を一定の周期で掃引させながら光Lを射出する線形共振器型の波長可変レーザ装置であり、本発明の実施形態にかかる光源からなるものである。光源ユニット110の詳細構成については後で詳述する。光源ユニット110からの光Lは光ファイバF1により出力され、光ファイバF1に接続された光分割手段101に入射する。   The light source unit 110 is a linear resonator type wavelength tunable laser device that emits light L while sweeping the oscillation wavelength at a constant period, and includes the light source according to the embodiment of the present invention. The detailed configuration of the light source unit 110 will be described in detail later. The light L from the light source unit 110 is output by the optical fiber F1 and enters the light splitting means 101 connected to the optical fiber F1.

光分割手段101は、例えば2×2の光ファイバカプラから構成されており、光源ユニット110から光ファイバF1を介して導波した光Lを測定光L1と参照光L2に分割する。光分割手段101は、2本の光ファイバF2、F3にそれぞれ光学的に接続されており、測定光L1は光ファイバF2により導波され、参照光L2は光ファイバF3により導波される。   The light splitting means 101 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and splits the light L guided from the light source unit 110 through the optical fiber F1 into the measurement light L1 and the reference light L2. The light splitting means 101 is optically connected to the two optical fibers F2 and F3, respectively. The measurement light L1 is guided by the optical fiber F2, and the reference light L2 is guided by the optical fiber F3.

光ファイバF2にはサーキュレータ102が接続されており、サーキュレータ102には光ファイバF4、F5が接続されている。光ファイバF4には測定光L1を測定対象Sまで導波するプローブ130が接続されている。   A circulator 102 is connected to the optical fiber F2, and optical fibers F4 and F5 are connected to the circulator 102. A probe 130 that guides the measurement light L1 to the measurement object S is connected to the optical fiber F4.

光プローブ130は、例えば内視鏡の鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるものであって、不図示のコネクタにより光ファイバF4に対し着脱可能に取り付けられている。プローブ130から射出した測定光L1は測定対象Sに照射される。そして、測定対象Sで反射された反射光L3は、光ファイバF4により導波されて、サーキュレータ102に入射し、サーキュレータ102から光ファイバF5側に射出され、光ファイバF5に接続されている合波手段104に入射する。   The optical probe 130 is inserted into a body cavity via a forceps channel of an endoscope, for example, and is detachably attached to the optical fiber F4 by a connector (not shown). The measuring light L1 emitted from the probe 130 is irradiated to the measuring object S. Then, the reflected light L3 reflected by the measuring object S is guided by the optical fiber F4, enters the circulator 102, is emitted from the circulator 102 to the optical fiber F5 side, and is coupled to the optical fiber F5. Incident on means 104.

一方、光ファイバF3にはサーキュレータ103が接続されており、サーキュレータ103には光ファイバF6、F7が接続されている。光ファイバF6には、断層画像の取得領域を調整するために参照光L2の光路長を変更する光路長調整手段120が接続されている。   On the other hand, a circulator 103 is connected to the optical fiber F3, and optical fibers F6 and F7 are connected to the circulator 103. An optical path length adjusting unit 120 that changes the optical path length of the reference light L2 in order to adjust the tomographic image acquisition region is connected to the optical fiber F6.

光路長調整手段120は、光ファイバF6から射出された参照光L2を平行光化するコリメートレンズ120aと、直交する2つの反射面を有し、この2つの反射面でコリメートレンズ120aにより平行光化された参照光L2を反射する反射ミラー120bと、反射ミラー120bの2つの反射面で反射された参照光L2を再び反射ミラー120bへ帰還させて入射光と逆方向に同一光路を進行させる光ターミネータ120cを有している。反射ミラー120bは、不図示の可動ステージ上に固定されており、この可動ステージを移動させることにより反射ミラー120bがコリメートレンズ120aの光軸方向(図1の矢印Aの方向)へ移動し、これにより、参照光L2の光路長が変更する。なお、光路長調整手段120は、上記構成のものに限定されず、参照光L2の光路長を変更可能であればその他の構成を採用してもよい。   The optical path length adjusting means 120 has a collimating lens 120a for collimating the reference light L2 emitted from the optical fiber F6 and two orthogonal reflecting surfaces, and these two reflecting surfaces are collimated by the collimating lens 120a. The reflection mirror 120b that reflects the reference light L2, and the optical terminator that returns the reference light L2 reflected by the two reflection surfaces of the reflection mirror 120b to the reflection mirror 120b again and travels in the same optical path as the incident light. 120c. The reflecting mirror 120b is fixed on a movable stage (not shown). By moving the movable stage, the reflecting mirror 120b moves in the optical axis direction of the collimating lens 120a (the direction of arrow A in FIG. 1). Thus, the optical path length of the reference light L2 is changed. The optical path length adjusting unit 120 is not limited to the above configuration, and other configurations may be adopted as long as the optical path length of the reference light L2 can be changed.

光路長調整手段120により光路長が変更された参照光L2は、光ファイバF6により導波されて、サーキュレータ103に入射し、サーキュレータ103から光ファイバF7側に射出され、光ファイバF7に接続されている合波手段104に入射する。   The reference light L2 whose optical path length has been changed by the optical path length adjusting means 120 is guided by the optical fiber F6, enters the circulator 103, is emitted from the circulator 103 to the optical fiber F7 side, and is connected to the optical fiber F7. Is incident on the combining means 104.

合波手段104は、例えば2×2の光ファイバカプラからなり、光ファイバF5により導波された反射光L3と、光ファイバF7により導波された参照光L2とを合波するものである。合波手段104での合波により干渉光が生じ、この干渉光は合波手段104により二分されて2つの干渉光L4a、L4bとなり、それぞれ光ファイバF8、F9へ射出される。光ファイバF8、F9によりそれぞれ導波された干渉光L4a、L4bは、干渉光検出手段140に入射する。   The multiplexing means 104 is made of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler, and combines the reflected light L3 guided by the optical fiber F5 and the reference light L2 guided by the optical fiber F7. Interference light is generated by the multiplexing in the multiplexing means 104, and the interference light is divided into two by the multiplexing means 104 to become two interference lights L4a and L4b, which are respectively emitted to the optical fibers F8 and F9. The interference lights L4a and L4b respectively guided by the optical fibers F8 and F9 enter the interference light detection means 140.

干渉光検出手段140は、干渉光L4aを検出する光検出部140aと、干渉光L4bを検出する光検出部140bと、光検出部140aにより検出された干渉光L4aと光検出部140bにより検出された干渉光L4bとの差分を増幅しバランス検波を行って干渉信号を得る演算手段140cとを有している。この機構により、光強度ゆらぎの影響を抑え、より鮮明な画像を得ることが出来る。   The interference light detection means 140 is detected by the light detection unit 140a that detects the interference light L4a, the light detection unit 140b that detects the interference light L4b, the interference light L4a detected by the light detection unit 140a, and the light detection unit 140b. And calculating means 140c for amplifying the difference from the interference light L4b and performing balance detection to obtain an interference signal. By this mechanism, the influence of light intensity fluctuation can be suppressed and a clearer image can be obtained.

干渉光検出手段140は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムからなる画像取得手段150に接続され、画像取得手段150はCRTや液晶表示装置等からなる表示装置160に接続されている。画像取得手段150は干渉光検出手段140から出力された干渉信号をフーリエ変換することにより、測定対象Sの各深さ位置における反射光L3の強度等の反射情報を取得し、この情報を用いて測定対象Sの断層画像を生成する。表示装置160は、画像取得手段150により取得された断層画像を表示する。   The interference light detection unit 140 is connected to an image acquisition unit 150 including a computer system such as a personal computer. The image acquisition unit 150 is connected to a display unit 160 including a CRT or a liquid crystal display unit. The image acquisition means 150 acquires reflection information such as the intensity of the reflected light L3 at each depth position of the measurement object S by Fourier transforming the interference signal output from the interference light detection means 140, and uses this information. A tomographic image of the measurement object S is generated. The display device 160 displays the tomographic image acquired by the image acquisition unit 150.

ここで、干渉光検出手段140および画像取得手段150における干渉光L4の検出および画像の生成について簡単に説明する。なお、この点の詳細については「武田 光夫、「光周波数走査スペクトル干渉顕微鏡」、光技術コンタクト、2003、Vol41、No7、p426−p432」に詳しい記載がなされている。   Here, the detection of the interference light L4 and the generation of the image in the interference light detection means 140 and the image acquisition means 150 will be briefly described. Details of this point are described in “Mitsuo Takeda,“ Optical Frequency Scanning Spectrum Interference Microscope ”, Optical Technology Contact, 2003, Vol41, No7, p426-p432”.

測定光L1が測定対象Sに照射されたとき、測定対象Sの各深さからの反射光L3と参照光L2とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差lに対する干渉縞の光強度をS(l)とすると、干渉光検出手段140において検出される光強度I(k)は、
I(k)=∫ S(l)[1+cos(kl)]dl ・・・(1)
で表される。ここで、kは波数、lは光路長差である。式(1)は波数kを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、画像取得手段150において、干渉光検出手段140が検出したスペクトル干渉縞をフーリエ変換にかけて周波数解析を行い、干渉光L4の光強度S(l)を決定することにより、測定対象Sの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。
When the measurement light L1 is irradiated onto the measurement object S, interference fringes with respect to each optical path length difference l when the reflected light L3 from the depth of the measurement object S and the reference light L2 interfere with each other with various optical path length differences. S (l) is the light intensity I (k) detected by the interference light detection means 140.
I (k) = ∫ 0 S (l) [1 + cos (kl)] dl (1)
It is represented by Here, k is the wave number, and l is the optical path length difference. Formula (1) can be considered to be given as an interferogram in the optical frequency domain with the wave number k as a variable. For this reason, in the image acquisition means 150, the spectral interference fringes detected by the interference light detection means 140 are subjected to Fourier transform to perform frequency analysis, and the light intensity S (l) of the interference light L4 is determined. It is possible to acquire distance information from the start position and reflection intensity information and generate a tomographic image.

次に、上記構成を有する光断層画像化装置100の動作例について説明する。まず、光路長調整手段120において、測定可能領域内に測定対象Sが位置するように光路長の調整が行われる。その後、光源ユニット110から光Lが射出され、光Lは光分割手段101により測定光L1と参照光L2とに分割される。測定光L1はプローブ130により体腔内に導波され測定対象Sに照射される。そして、測定対象Sからの反射光L3が参照光L2と合波手段104により合波され、反射光L3と参照光L2との干渉光L4a、L4bが干渉光検出手段140により検出されて干渉信号として出される。この干渉信号が画像取得手段150において周波数解析されることにより断層画像が取得される。   Next, an operation example of the optical tomographic imaging apparatus 100 having the above configuration will be described. First, the optical path length adjustment unit 120 adjusts the optical path length so that the measuring object S is positioned within the measurable region. Thereafter, the light L is emitted from the light source unit 110, and the light L is split by the light splitting means 101 into the measurement light L1 and the reference light L2. The measurement light L1 is guided into the body cavity by the probe 130 and irradiated to the measurement object S. Then, the reflected light L3 from the measurement object S is combined with the reference light L2 by the combining means 104, and the interference lights L4a and L4b between the reflected light L3 and the reference light L2 are detected by the interference light detecting means 140 to generate an interference signal. As issued. The interference signal is frequency-analyzed by the image acquisition means 150 to acquire a tomographic image.

なお、プローブ130を回転させること等により、測定対象Sに対して測定光L1を1次元方向に走査させれば、この走査方向に沿った各部分において測定対象Sの深さ方向の情報が得られるので、この走査方向を含む断層面についての断層画像を取得することができる。また、測定対象Sに対して測定光L1を、上記走査方向に対して直交する第2の方向に走査させることにより、この第2の方向を含む断層面についての断層画像をさらに取得することも可能である。   In addition, if the measurement light L1 is scanned in the one-dimensional direction with respect to the measurement target S by rotating the probe 130 or the like, information in the depth direction of the measurement target S is obtained at each portion along the scanning direction. Therefore, a tomographic image of a tomographic plane including this scanning direction can be acquired. In addition, by scanning the measuring object S1 with the measurement light L1 in a second direction orthogonal to the scanning direction, a tomographic image of a tomographic plane including the second direction can be further acquired. Is possible.

なお、上記例ではマッハツェンダー型干渉計を用いた光断層画像化装置の構成例について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、マイケルソン型干渉計やフィゾー型干渉計等、別の種類の干渉計を用いた光断層画像化装置も可能である。   In the above example, the configuration example of the optical tomographic imaging apparatus using the Mach-Zehnder interferometer has been described. However, the present invention is not limited to this, and another example such as a Michelson interferometer or a Fizeau interferometer is used. An optical tomographic imaging apparatus using this kind of interferometer is also possible.

以下、光源ユニット110に適用可能な本発明の光源の実施形態について詳細に説明する。図2に、本発明の第1の実施形態にかかる光源1の構成を示す。図2に示す光源1は、光路内を光が往復することによりレーザ発振が行われる線形共振器型(リニア共振器型ともいう)の構成を有する。光源1は、光路に沿って順に配置された、SOA(Semiconductor Optical Amplifier:半導体光増幅器)2と、2つの反射面3、4を有するファブリーペロー共振器5と、凹面鏡6とを有する。   Hereinafter, embodiments of the light source of the present invention applicable to the light source unit 110 will be described in detail. FIG. 2 shows the configuration of the light source 1 according to the first embodiment of the present invention. The light source 1 shown in FIG. 2 has a linear resonator type (also referred to as a linear resonator type) in which laser oscillation is performed by reciprocating light in an optical path. The light source 1 includes a SOA (Semiconductor Optical Amplifier) 2, a Fabry-Perot resonator 5 having two reflecting surfaces 3 and 4, and a concave mirror 6, which are sequentially arranged along the optical path.

SOA2は、本発明の光増幅媒体に対応するものであり、所定の波長帯域の光を出射可能であり、また、入射された光を増幅して出射する機能を有する。本実施形態のSOA2は、ファブリーペロー共振器5とは逆側の端面2aに高反射コート(HRコート)が施されており、この面が線形共振器の1つの共振器端として機能する。SOA2において、端面2aと逆側の端面からは発散光7が出射され、この発散光7はファブリーペロー共振器5へ入射する。光源1においては、発散光7の発散中心OはSOA2の出射端上の発光点としている。 The SOA 2 corresponds to the optical amplification medium of the present invention, can emit light of a predetermined wavelength band, and has a function of amplifying incident light and emitting it. In the SOA 2 of this embodiment, a highly reflective coat (HR coat) is applied to the end face 2a opposite to the Fabry-Perot resonator 5, and this face functions as one resonator end of the linear resonator. In the SOA 2, divergent light 7 is emitted from the end surface opposite to the end surface 2 a, and the divergent light 7 enters the Fabry-Perot resonator 5. In the light source 1, the divergent center O 1 of the divergent light 7 is a light emitting point on the exit end of the SOA 2.

ファブリーペロー共振器5は、2つの反射面3、4で起こる光の干渉により、選択された波長である特定波長の光のみ透過し、特定波長以外の光を反射するものであり、波長選択手段として機能するものである。   The Fabry-Perot resonator 5 transmits only light having a specific wavelength, which is a selected wavelength, and reflects light other than the specific wavelength due to interference of light occurring on the two reflecting surfaces 3 and 4. It functions as.

ここで、波長選択手段として用いられるファブリーペロー共振器について説明する。ファブリーペロー共振器は、2つの反射面の間隔および反射率で決まる周期的で透過ピークを有する透過光スペクトル分布を有しており、透過できない光スペクトルは反射される。反射面の間隔に反比例してフリースペクトルレンジ値(以下、FSRという)が大きくなり、透過ピークの間隔はFSRで決まる間隔で繰り返される。また、反射率が大きいほど、透過ピークの幅は狭くなる。FSRを透過ピークスペクトルの半値全幅で割ったものがフィネスであり、高フィネスの光源ほど波長選択性が高い。   Here, a Fabry-Perot resonator used as wavelength selection means will be described. The Fabry-Perot resonator has a transmitted light spectrum distribution having a transmission peak that is periodic and determined by the distance between the two reflecting surfaces and the reflectance, and the light spectrum that cannot be transmitted is reflected. The free spectrum range value (hereinafter referred to as FSR) increases in inverse proportion to the interval between the reflecting surfaces, and the interval between transmission peaks is repeated at an interval determined by FSR. Further, the greater the reflectance, the narrower the transmission peak width. Finesse is obtained by dividing the FSR by the full width at half maximum of the transmission peak spectrum, and the higher the finesse light source, the higher the wavelength selectivity.

ファブリーペロー共振器を構成する2つの反射面の間隔を十分狭くしてFSRを大きくすることで、SOAの光利得帯域内に1つの透過光スペクトル分布のみを存在させることができる。さらに、反射面の反射率を十分高くすることで、透過光スペクトル分布の幅を十分狭くすることができ、実質的にSOAの光利得帯域内において十分狭い1つの光スペクトル分布のみがファブリーペロー共振器を透過できるように設定することが可能になる。これにより、光源1を、十分狭い1つの光スペクトル分布のみで発振するようにすることが可能である。   By sufficiently narrowing the distance between the two reflecting surfaces constituting the Fabry-Perot resonator to increase the FSR, only one transmitted light spectrum distribution can exist in the optical gain band of the SOA. Furthermore, by sufficiently increasing the reflectance of the reflecting surface, the width of the transmitted light spectrum distribution can be sufficiently narrowed, and only one light spectrum distribution that is substantially narrow within the optical gain band of the SOA is Fabry-Perot resonance. It is possible to set so that it can pass through the vessel. As a result, the light source 1 can oscillate with only a sufficiently narrow light spectrum distribution.

さらに、2つの反射面の間隔を変えることで透過光スペクトル分布の中心波長の位置を変えることが可能である。反射面の間隔を広げた場合は、透過光スペクトルは長波長側にシフトし、反射面の間隔を狭めた場合は、透過光スペクトルは短波長側にシフトする。2つの反射面3、4の間隔を連続的に変えることで、十分狭い光スペクトル分布を有するレーザ発振光スペクトル分布を連続的に掃引することが可能である。   Furthermore, it is possible to change the position of the center wavelength of the transmitted light spectrum distribution by changing the distance between the two reflecting surfaces. When the interval between the reflecting surfaces is increased, the transmitted light spectrum is shifted to the longer wavelength side, and when the interval between the reflecting surfaces is decreased, the transmitted light spectrum is shifted to the shorter wavelength side. By continuously changing the interval between the two reflecting surfaces 3 and 4, it is possible to continuously sweep the laser oscillation light spectrum distribution having a sufficiently narrow light spectrum distribution.

例えば、反射面3、4の間隔を拡大および縮小する方向に正弦波的に変更することで、光源1の発振波長が長波長側へのシフトおよび短波長側へのシフトを交互に繰り返し、光源1の発振波長を連続的に掃引して、光源1を波長可変光源とすることができる。   For example, by changing the interval between the reflecting surfaces 3 and 4 in a sine wave manner in the direction of enlarging and reducing, the oscillation wavelength of the light source 1 alternately repeats the shift toward the long wavelength side and the shift toward the short wavelength side, The light source 1 can be made a variable wavelength light source by continuously sweeping one oscillation wavelength.

本実施形態のファブリーペロー共振器5では、図2に示すように、2つの反射面3、4は略等しい間隔を保って配置された曲面ミラーからなる。また、2つの反射面3、4は、ファブリーペロー共振器5で反射された光が発散光7の発散中心Oに入射しないように線形共振器の光軸Zに対し傾いて配置されている。つまり、反射面4の中心に垂直な線Nと線形共振器の光軸Zとは一致せず、傾き角度θをなす。ここで、線形共振器の光軸Zは、ファブリーペロー共振器5を透過し、凹面鏡6で反射されて再びファブリーペロー共振器5を透過する光の光軸を意味している。本実施形態においては、発散光7は図2の紙面鉛直方向で対称的なものを想定しているため、線形共振器の光軸Zはこの発散光7の中心を通る光線の方向とする。 In the Fabry-Perot resonator 5 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the two reflecting surfaces 3 and 4 are formed of curved mirrors arranged at substantially equal intervals. Further, the two reflecting surfaces 3 and 4 are disposed to be inclined with respect to the optical axis Z of the linear resonator so that the light reflected by the Fabry-Perot resonator 5 does not enter the divergence center O 1 of the divergent light 7. . That is, the line N perpendicular to the center of the reflecting surface 4 and the optical axis Z of the linear resonator do not coincide with each other and form an inclination angle θ. Here, the optical axis Z of the linear resonator means the optical axis of light that passes through the Fabry-Perot resonator 5, is reflected by the concave mirror 6, and passes through the Fabry-Perot resonator 5 again. In this embodiment, since the diverging light 7 is assumed to be symmetrical in the vertical direction of the paper in FIG. 2, the optical axis Z of the linear resonator is the direction of the light beam passing through the center of the diverging light 7.

なお、図2では図の明確化のために、θを大きな角度で図示しているが、ファブリーペロー共振器5で反射された光を発散光の発散中心Oに入射させないためには、反射面3、4を微小角度傾ければよく、角度θは非常に小さな値をとることができる。2つの反射面3、4を傾けることにより、ファブリーペロー共振器5で反射された特定波長以外の光が発散中心Oに入射するのを阻止することができる。よって、特定波長以外の光は、線形共振器の光軸から外れた光路を進行することになり、SOA2で増幅されることはない。 In FIG. 2, θ is illustrated at a large angle for the sake of clarity. However, in order to prevent the light reflected by the Fabry-Perot resonator 5 from entering the diverging center O 1 of the diverging light, the reflection is performed. The surfaces 3 and 4 may be inclined at a minute angle, and the angle θ can take a very small value. By tilting the two reflecting surfaces 3 and 4, it is possible to prevent light other than the specific wavelength reflected by the Fabry-Perot resonator 5 from entering the divergence center O 1 . Therefore, light other than the specific wavelength travels on the optical path off the optical axis of the linear resonator and is not amplified by the SOA2.

好ましくは、2つの反射面3、4は、発散中心Oを中心とした曲面形状、例えば球面形状の反射面を線形共振器の光軸に対し傾けて配置したものである。発散光7は広がりを持つ光束であるから、発散光7には、発散光7の光束の中心近傍を進む光線(光軸Zとほぼ同方向の光線)と、発散光7の光束の周辺近傍を進む光線(光軸Zと角度をなす光線)とが含まれている。仮に、2つの反射面3、4を平面で構成した場合、上記の中心近傍を進む光線と周辺近傍を進む光線では2つの反射面間の光路長が異なってしまい、ファブリーペロー共振器を透過する光の波長選択性が低下する。これに対して、本実施形態では、上記のような曲面とすることで、中心近傍を進む光線と周辺近傍を進む光線の反射面3と反射面4との間の光路長をほぼ等しくすることができるため、ファブリーペロー共振器を透過する光の波長選択性を高くすることができる。 Preferably, the two reflecting surfaces 3 and 4 are arranged such that a reflecting surface having a curved surface around the divergence center O 1 , for example, a spherical reflecting surface is inclined with respect to the optical axis of the linear resonator. Since the divergent light 7 is a light beam having a spread, the divergent light 7 includes a light beam that travels in the vicinity of the center of the light beam of the divergent light 7 (a light beam in the same direction as the optical axis Z) and the vicinity of the periphery of the light beam of the divergent light 7 Light rays (light rays that form an angle with the optical axis Z). If the two reflecting surfaces 3 and 4 are configured as a plane, the light path length between the light beams traveling near the center and the light beams traveling near the periphery differs between the two reflecting surfaces and passes through the Fabry-Perot resonator. The wavelength selectivity of light decreases. On the other hand, in this embodiment, by making the curved surface as described above, the optical path lengths between the reflecting surface 3 and the reflecting surface 4 of the light beam traveling near the center and the light beam traveling near the periphery are made substantially equal. Therefore, the wavelength selectivity of light transmitted through the Fabry-Perot resonator can be increased.

さらには、反射面3、4は、発散光7の波面と略同一の形状を有する曲面であることが好ましい。この場合には、発散光7に含まれる各光線の発散中心Oから反射面3までの光路長を等しくすることができ、同様に発散光7に含まれる各光線の発散中心Oから反射面4までの光路長を等しくすることができ、結果として各光線の反射面3から反射面4までの光路長を等しくすることができる。これにより、ファブリーペロー共振器5の透過ピークスペクトルの幅を極めて狭くすることができ、非常に高い波長選択性を実現することができる。 Further, the reflecting surfaces 3 and 4 are preferably curved surfaces having substantially the same shape as the wavefront of the diverging light 7. In this case, the optical path length from the divergence center O 1 of each light beam included in the diverging light 7 to the reflecting surface 3 can be made equal, and similarly, the light beam reflected from the divergence center O 1 of each light beam included in the diverging light 7 is reflected. The optical path lengths to the surface 4 can be made equal, and as a result, the optical path lengths from the reflecting surface 3 to the reflecting surface 4 of each light beam can be made equal. Thereby, the width of the transmission peak spectrum of the Fabry-Perot resonator 5 can be made extremely narrow, and very high wavelength selectivity can be realized.

反射面3、4は、図2の矢印Bで示すように、その間隔が制御手段8により変更可能なように構成されている。反射面3、4の間隔を変更することにより、ファブリーペロー共振器5を透過できる光の波長を変更することができる。   As shown by the arrow B in FIG. 2, the reflecting surfaces 3 and 4 are configured such that the interval can be changed by the control means 8. By changing the interval between the reflecting surfaces 3 and 4, the wavelength of light that can be transmitted through the Fabry-Perot resonator 5 can be changed.

凹面鏡6は、線形共振器のもう1つの共振器端であるとともに、ファブリーペロー共振器5を透過した光が発散中心Oへ収束するように、透過した光を帰還させる帰還手段として機能するものである。概略的には、凹面鏡6は、発散中心Oを中心とした曲面、例えば球面のミラーを、その中心軸が線形共振器の光軸Zと一致するように配置したものと考えることができる。 The concave mirror 6 is another resonator end of the linear resonator and functions as a feedback means for feeding back the transmitted light so that the light transmitted through the Fabry-Perot resonator 5 converges to the divergence center O 1 . It is. Schematically, the concave mirror 6 can be considered as a curved surface centered on the divergence center O 1 , for example, a spherical mirror arranged so that its central axis coincides with the optical axis Z of the linear resonator.

より詳しくは、凹面鏡6は、凹面鏡6に入射する発散光7を構成する各光線に垂直な面形状を有する。この形状により、凹面鏡6で反射された光は、凹面鏡6に入射した光と同一の光路を逆向きに進行することができ、発散中心Oへ帰還することができる。さらに厳密には、凹面鏡6は、発散光7の波面と略同一の形状を有する曲面とすることが好ましい。 More specifically, the concave mirror 6 has a surface shape perpendicular to each light beam constituting the diverging light 7 incident on the concave mirror 6. With this shape, the light reflected by the concave mirror 6 can travel in the reverse direction on the same optical path as the light incident on the concave mirror 6 and can be returned to the divergence center O 1 . More strictly, the concave mirror 6 is preferably a curved surface having substantially the same shape as the wavefront of the diverging light 7.

なお、SOA2からの発散光7が、光軸Zに対して非軸対称な光である場合は、凹面鏡6の形状は、この非軸対称な光に応じた非軸対称な形状、例えば、アナモルフィックな形状とする必要があり、また、反射面3、4についても非軸対称な形状、例えば、アナモルフィックな形状とすることが好ましい。   If the diverging light 7 from the SOA 2 is non-axisymmetric light with respect to the optical axis Z, the concave mirror 6 has a non-axisymmetric shape corresponding to the non-axisymmetric light, for example, an analog It is necessary to have a morphic shape, and it is preferable that the reflecting surfaces 3 and 4 have a non-axisymmetric shape, for example, an anamorphic shape.

光源1の動作例について説明する。SOA2の発散中心Oから、特定波長の光および特定波長以外の光を含む発散光が出射され、ファブリーペロー共振器5に入射する。そのうち、特定波長以外の光は、ファブリーペロー共振器5で反射されて収束光となるが、反射面3、4が傾けて配置されているため、この反射光は図2の点線で示すように発散中心Oには入射せず、SOA2で増幅されることはない。 An operation example of the light source 1 will be described. From the divergence center O 1 of the SOA 2, divergent light including light having a specific wavelength and light having a wavelength other than the specific wavelength is emitted and enters the Fabry-Perot resonator 5. Among them, light having a wavelength other than the specific wavelength is reflected by the Fabry-Perot resonator 5 and becomes convergent light. However, since the reflecting surfaces 3 and 4 are arranged to be inclined, the reflected light is shown by a dotted line in FIG. It does not enter the divergence center O 1 and is not amplified by the SOA 2.

一方、ファブリーペロー共振器5に入射した特定波長の光はファブリーペロー共振器5を透過し、凹面鏡6で反射されて収束光となり同一光路を逆向きに進行し、ファブリーペロー共振器5を再び透過し、発散中心Oに収束するように入射する。この発散中心Oに再入射した特定波長の光は、SOA2内を進行し、端面2aで反射される。以後、同様のことが繰り返されて、共振器内で特定波長の光が発振することになる。 On the other hand, light of a specific wavelength incident on the Fabry-Perot resonator 5 is transmitted through the Fabry-Perot resonator 5, reflected by the concave mirror 6, becomes convergent light, travels in the same optical path in the opposite direction, and passes through the Fabry-Perot resonator 5 again. Then, the light is incident so as to converge on the divergence center O 1 . Light of a specific wavelength and re-entering the divergence center O 1 travels through the SOA 2, is reflected by the end face 2a. Thereafter, the same thing is repeated, and light of a specific wavelength oscillates in the resonator.

そして、制御手段8により反射面3、4の間隔を変更することにより、ファブリーペロー共振器5を透過できる特定波長を変更することができ、波長掃引されたレーザ光を得ることができる。   Then, by changing the distance between the reflecting surfaces 3 and 4 by the control means 8, the specific wavelength that can be transmitted through the Fabry-Perot resonator 5 can be changed, and the wavelength-swept laser light can be obtained.

光源1は、線形共振器型の構成を有するため、従来のリング共振器型の光源が有していた問題を回避することができる。光源1は、少ない部品数でコンパクトな構成となっているため低コストに作製可能であり、光量損失が少なく、高い光利用効率を実現できる。また、光源1では、図8に示すレーザ光源に比べて、収差を生じさせるレンズ等の光学素子を用いていないため高い波長選択性を実現できるとともに、液晶を用いていないため高速の波長掃引が可能である。   Since the light source 1 has a linear resonator type configuration, the problems of the conventional ring resonator type light source can be avoided. Since the light source 1 has a compact configuration with a small number of parts, the light source 1 can be manufactured at low cost, has little light loss, and can achieve high light utilization efficiency. In addition, the light source 1 does not use an optical element such as a lens that causes aberration as compared with the laser light source shown in FIG. 8, so that high wavelength selectivity can be realized, and since no liquid crystal is used, high-speed wavelength sweeping is achieved. Is possible.

光源1において発振光を外部出力するには、例えば、凹面鏡6を全反射ミラーではなく、部分反射ミラーとし、凹面鏡6に入射した光の一部を透過させて外部へ出力するようにしてもよい。   In order to externally output the oscillation light in the light source 1, for example, the concave mirror 6 may be a partial reflection mirror instead of a total reflection mirror, and a part of the light incident on the concave mirror 6 may be transmitted and output to the outside. .

あるいは、図3に示す光源10のように、光ファイバを用いて外部出力を行うようにしてもよい。図3に示す光源10は、図2に示す光源1と比べて、SOA2の代わりにSOA12を用い、SOA12のファブリーペロー共振器5とは逆側に結合用のレンズ11を介して光ファイバF10を配置した点が異なる。図3に示す光源10について、光源1との相違点について主に説明する。   Or you may make it perform an external output using an optical fiber like the light source 10 shown in FIG. Compared to the light source 1 shown in FIG. 2, the light source 10 shown in FIG. 3 uses an SOA 12 instead of the SOA 2, and an optical fiber F 10 is connected to the opposite side of the Fabry-Perot resonator 5 of the SOA 12 via a coupling lens 11. The arrangement point is different. Differences between the light source 10 shown in FIG. 3 and the light source 1 will be mainly described.

光源10が有するSOA12の図3に示す左側の端面、すなわちファブリーペロー共振器5と逆側の端面には高反射コートが施されていない。よって、光源10ではSOA12を出射してファブリーペロー共振器5を往復してSOA12に再入射した特定波長の光は、図3におけるSOA12の左側の端面から出射し、レンズ11を介して光ファイバF10に入射する。光ファイバF10は例えばシングルモードファイバにより構成可能である。光ファイバF10のレンズ11と逆側の端面F10aには高反射コートが施されており、この端面F10aが線形共振器の1つの共振器端として機能する。端面F10aの高反射コートは、入射した光の一部を透過可能であり、この透過した光が外部への出力光となる。   The left end face of the SOA 12 of the light source 10 shown in FIG. 3, that is, the end face opposite to the Fabry-Perot resonator 5 is not coated with high reflection. Therefore, the light source 10 emits light of a specific wavelength that has exited the SOA 12, reciprocated through the Fabry-Perot resonator 5 and re-entered the SOA 12, and exits from the left end face of the SOA 12 in FIG. Is incident on. The optical fiber F10 can be composed of, for example, a single mode fiber. The end face F10a opposite to the lens 11 of the optical fiber F10 is provided with a highly reflective coating, and this end face F10a functions as one resonator end of the linear resonator. The highly reflective coating on the end face F10a can transmit a part of the incident light, and the transmitted light becomes output light to the outside.

このように光ファイバF10を用いることにより、外部への出力光の位置や方向をSOA12の位置によらず自由に設定することができ、装置設計の自由度を向上させることができる。また、導波手段に光ファイバを用いた場合には、通常のバルク素子を用いる場合に比べ、組立調整が容易になり、高い安定性を確保できるという利点がある。なお、光源10はレンズ11を有しているが、図8に示すレーザ光源がSOA81とFP−TF83の間にレンズ82が配置されているのに対し、光源10ではSOA12とファブリーペロー共振器5との間にはレンズは配置されていない点が異なる。図8に示すレーザ光源では、収束光が平行な反射面を有するファブリーペロー共振器に入射しているためフィネスが低下し波長選択性が低下する。これに比べ、図3に示す光源10では、発散光が上述した曲面を有するファブリーペロー共振器に入射しているため、波長選択性を改善することができる。   By using the optical fiber F10 in this manner, the position and direction of the output light to the outside can be freely set regardless of the position of the SOA 12, and the degree of freedom in device design can be improved. In addition, when an optical fiber is used for the waveguide means, there are advantages that assembly adjustment is easier and high stability can be ensured than when a normal bulk element is used. Although the light source 10 has a lens 11, the laser light source shown in FIG. 8 has a lens 82 disposed between the SOA 81 and the FP-TF 83, whereas the light source 10 has the SOA 12 and the Fabry-Perot resonator 5. Is different in that no lens is arranged. In the laser light source shown in FIG. 8, since the convergent light is incident on a Fabry-Perot resonator having a parallel reflecting surface, finesse is lowered and wavelength selectivity is lowered. Compared with this, in the light source 10 shown in FIG. 3, since the divergent light is incident on the Fabry-Perot resonator having the curved surface described above, the wavelength selectivity can be improved.

次に、図4を参照しながら、本発明の第2の実施形態にかかる光源20について説明する。光源20は実質的に、図3に示す光源10においてSOA12とファブリーペロー共振器との間を光ファイバで接続した構成を有するものである。光源20は、光路に沿って順に配置された、光ファイバF10と、光結合用のレンズ11と、SOA12と、光結合用のレンズ13と、導波用の光ファイバF11と、光ファイバF11の端部に接続された波長選択ユニット15とを備えてなる。このうち、レンズ11、13とSOA12とはモジュール14として構成されている。   Next, a light source 20 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The light source 20 substantially has a configuration in which the SOA 12 and the Fabry-Perot resonator are connected by an optical fiber in the light source 10 shown in FIG. The light source 20 includes an optical fiber F10, an optical coupling lens 11, an SOA 12, an optical coupling lens 13, a waveguide optical fiber F11, and an optical fiber F11 arranged in order along the optical path. And a wavelength selection unit 15 connected to the end. Among these, the lenses 11 and 13 and the SOA 12 are configured as a module 14.

光ファイバF10、F11は光導波路として機能するものであり、例えばシングルモードファイバにより構成可能である。光ファイバF10のレンズ11と反対側の端面F10aには高反射コート(HRコート)が施されており、この端面F10aは共振器端として機能する。また、光ファイバF10へ入射した光の一部は端面F10aから外部へ出力可能なように構成されている。   The optical fibers F10 and F11 function as an optical waveguide, and can be constituted by, for example, a single mode fiber. A high reflection coat (HR coat) is applied to the end face F10a opposite to the lens 11 of the optical fiber F10, and this end face F10a functions as a resonator end. A part of the light incident on the optical fiber F10 is configured to be output to the outside from the end face F10a.

波長選択ユニット15は、ファブリーペロー共振器と本発明の帰還手段とを含むものである。図5に波長選択ユニット15の拡大断面図を示す。波長選択ユニット15は、図5に示すように、略円筒状で内部に光ファイバF11が挿入されたフェルール16と、フェルール16の先端に装着された固定反射部17と、固定反射部17と間隔を持って対向配置された移動反射部18と、略円筒形状で移動反射部18を移動させるアクチュエータ19と、フェルール16とアクチュエータ19とを保持する保持具29とを備えている。   The wavelength selection unit 15 includes a Fabry-Perot resonator and the feedback means of the present invention. FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the wavelength selection unit 15. As shown in FIG. 5, the wavelength selection unit 15 includes a ferrule 16 having an approximately cylindrical shape and an optical fiber F <b> 11 inserted therein, a fixed reflecting portion 17 attached to the tip of the ferrule 16, and a distance from the fixed reflecting portion 17. , The actuator 19 that moves the moving reflector 18 in a substantially cylindrical shape, and the holder 29 that holds the ferrule 16 and the actuator 19.

固定反射部17は、光ファイバF11の端面に対向するよう配置された曲面形状の反射面23と、反射面23を支持してフェルール16に固定するための薄肉で略円筒形状の外周部材21とからなる。外周部材の内部は空洞であり、光ファイバF11のコアの端面上の発散中心Oから発散光27が外周部材の内部を進行し、反射面23に入射する。 The fixed reflecting portion 17 includes a curved reflecting surface 23 disposed so as to face the end face of the optical fiber F11, and a thin and substantially cylindrical outer peripheral member 21 for supporting the reflecting surface 23 and fixing it to the ferrule 16. Consists of. The inside of the outer peripheral member is a cavity, and the divergent light 27 travels from the divergent center O 2 on the end face of the core of the optical fiber F11 through the outer peripheral member, and enters the reflecting surface 23.

移動反射部18は、反射面23に対向する反射面24と、反射面24から光軸Z方向に所定距離離れて位置する凹面鏡26と、反射面24と凹面鏡26を一体化するための薄肉で略円筒形状の外周部材22とからなる。   The movable reflecting portion 18 is a thin wall for integrating the reflecting surface 24 facing the reflecting surface 23, the concave mirror 26 located a predetermined distance away from the reflecting surface 24 in the optical axis Z direction, and the reflecting surface 24 and the concave mirror 26. The outer peripheral member 22 has a substantially cylindrical shape.

発散中心O、反射面23、反射面24、凹面鏡26はそれぞれ、図2で示す光源1の発散中心O、反射面3、反射面4、凹面鏡6に対応するものであり、その形状や配置の位置関係は発散中心O、反射面3、反射面4、凹面鏡6と同様である。 The divergence center O 2 , the reflection surface 23, the reflection surface 24, and the concave mirror 26 respectively correspond to the divergence center O 1 , the reflection surface 3, the reflection surface 4, and the concave mirror 6 of the light source 1 shown in FIG. The positional relationship of the arrangement is the same as that of the divergence center O 1 , the reflective surface 3, the reflective surface 4, and the concave mirror 6.

すなわち、反射面23、反射面24は、ファブリーペロー共振器25の2つの反射面を構成するものであり、発散中心Oを中心とした曲面形状の反射面を線形共振器の光軸Zに対し傾けて配置したものである。反射面23、反射面24の傾き角は、ファブリーペロー共振器25で反射された光が発散光27の発散中心Oに入射しないように設定されている。また、凹面鏡26は、ファブリーペロー共振器25を透過した光が発散中心Oへ収束するように、透過した光を帰還させる帰還手段として機能するものである。 That is, the reflecting surface 23 and the reflecting surface 24 constitute two reflecting surfaces of the Fabry-Perot resonator 25, and a reflecting surface having a curved shape centering on the divergence center O 2 is set as the optical axis Z of the linear resonator. They are arranged at an angle. The inclination angles of the reflecting surface 23 and the reflecting surface 24 are set so that the light reflected by the Fabry-Perot resonator 25 does not enter the diverging center O 2 of the diverging light 27. Further, the concave mirror 26 is a light transmitted through the Fabry-Perot resonator 25 is to converge the diverging center O 2, serves as a feedback means for feeding back the transmitted light.

アクチュエータ19は、不図示の制御手段により光軸Zの方向(図5の矢印Cの方向)に駆動され、これにより、移動反射部18が光軸Zの方向に移動して反射面23と反射面24の間隔が変更され、ファブリーペロー共振器25を透過可能な光の波長を変更することができる。   The actuator 19 is driven in the direction of the optical axis Z (the direction of the arrow C in FIG. 5) by a control means (not shown), whereby the moving reflecting portion 18 moves in the direction of the optical axis Z and reflects from the reflecting surface 23. The distance between the surfaces 24 is changed, and the wavelength of light that can be transmitted through the Fabry-Perot resonator 25 can be changed.

光源20においては、線形共振器の共振器端は光ファイバF10の端面F10aと、凹面鏡26とからなる。光源20において、SOA12から出射した光のうち、特定波長以外の光は、ファブリーペロー共振器25で反射されて図5に示す点線のように進行する。この光は、発散中心O、すなわち光ファイバF11のコアからずれた位置に集光することになり、線形共振器の光路から除外されて光ファイバF11で導波されないため、SOA12に帰還することなく、増幅されない。 In the light source 20, the resonator end of the linear resonator includes an end face F10a of the optical fiber F10 and a concave mirror 26. In the light source 20, light having a wavelength other than the specific wavelength out of the light emitted from the SOA 12 is reflected by the Fabry-Perot resonator 25 and travels as indicated by a dotted line shown in FIG. 5. This light is collected at the divergence center O 2 , that is, at a position deviated from the core of the optical fiber F 11, excluded from the optical path of the linear resonator and not guided by the optical fiber F 11, and therefore returned to the SOA 12. There is no amplification.

一方、SOA12から出射した光のうち、特定波長の光は、ファブリーペロー共振器25を透過し、凹面鏡26で発散中心Oへ収束するように反射されるため、光ファイバF11のコアに再入射することができ、光ファイバF11により導波されてSOA12に帰還し、増幅される。よって、光源20においても、特定波長の光のみが増幅されて発振することになる。また、アクチュエータ19を駆動させることにより、光源20の発振波長を連続的に掃引して、光源20を波長可変光源とすることができる。 On the other hand, light of a specific wavelength out of the light emitted from the SOA 12 passes through the Fabry-Perot resonator 25 and is reflected by the concave mirror 26 so as to converge to the divergence center O 2, and thus reenters the core of the optical fiber F 11. Can be guided by the optical fiber F11 and returned to the SOA 12 for amplification. Therefore, also in the light source 20, only light of a specific wavelength is amplified and oscillated. Further, by driving the actuator 19, the oscillation wavelength of the light source 20 can be continuously swept to make the light source 20 a variable wavelength light source.

なお、SOAから出射される光は非軸対称であることが多く、その場合、図2、図3に示す光源1、10では凹面鏡6も非軸対称に作製しなくてはならない。これに対して、図4に示す光源20では、SOA12から非軸対称な光が出射されたとしても、軸対称な成分の光のみが光ファイバF11と結合するため、光ファイバF11を通過させることにより軸対称な光をファブリーペロー共振器25に入射させることができ、軸対称な形状の凹面鏡26を用いることができるので、低コストに製作することができる。さらに、レンズ13として、SOAからの非軸対称な光を軸対称な光に成形するようなレンズを選択すれば、光の利用効率を高めることができる。このようなレンズ13としては例えばアナモルフィックレンズを用いることができる。   In many cases, the light emitted from the SOA is non-axisymmetric. In that case, the concave mirror 6 must also be produced non-axisymmetrically in the light sources 1 and 10 shown in FIGS. On the other hand, in the light source 20 shown in FIG. 4, even if non-axisymmetric light is emitted from the SOA 12, only the light having an axially symmetric component is coupled to the optical fiber F11, so that it passes through the optical fiber F11. As a result, the axially symmetric light can be made incident on the Fabry-Perot resonator 25, and the concave mirror 26 having the axially symmetric shape can be used, so that it can be manufactured at low cost. Furthermore, if a lens that forms non-axisymmetric light from the SOA into axially symmetric light is selected as the lens 13, the light utilization efficiency can be increased. As such a lens 13, for example, an anamorphic lens can be used.

本実施形態の光源20は光ファイバとの結合用のレンズ11、13を含んではいるものの、波長選択ユニット15内にはレンズを用いていない。これは本発明が発散光をファブリーペロー共振器に入射させて波長選択を可能にしていることに起因する。図8に示すレーザ光源ではレンズ82がFP−TF83の直前に配置されており、このレンズ82の収差がフィネスを低下させ波長選択性が低下する。これに対して図4に示す光源20では、光源20に含まれるレンズ11,13の収差のためにフィネスが低下することはなく高い波長選択性を実現することができる。図8に示すレーザ光源を含め、従来の線形共振器型の光源では、平行光または収束光をファブリーペロー共振器に入射させるためにレンズが必要となるが、本発明ではこのような用途のレンズが不要であるため、従来の装置に比べてレンズ枚数を低減しつつ高い波長選択性を有することができる。   Although the light source 20 of this embodiment includes lenses 11 and 13 for coupling with an optical fiber, no lens is used in the wavelength selection unit 15. This is due to the fact that the present invention allows divergent light to enter a Fabry-Perot resonator to enable wavelength selection. In the laser light source shown in FIG. 8, the lens 82 is disposed immediately before the FP-TF 83, and the aberration of the lens 82 reduces the finesse and the wavelength selectivity. On the other hand, in the light source 20 shown in FIG. 4, high wavelength selectivity can be realized without the finesse being lowered due to the aberration of the lenses 11 and 13 included in the light source 20. In the conventional linear resonator type light source including the laser light source shown in FIG. 8, a lens is required to allow parallel light or convergent light to enter the Fabry-Perot resonator. In the present invention, a lens for such use is used. Therefore, it is possible to have high wavelength selectivity while reducing the number of lenses as compared with the conventional apparatus.

次に、図6を参照しながら第2の実施形態の変形例について説明する。なお、以降の変形例の説明および図面においては、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description of the modified examples and the drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図6に、変形例の構成を示す。図6に示す変形例の光源30は、光ファイバでループ状の光路を形成することにより共振器端を構成したものである。図6に示す例では、図4に示す光源20の光ファイバF10の代わりに、リングカプラ32でループ状にした光ファイバF12を用いている。光ファイバF12は例えばシングルモードファイバからなる。光源30では、光ファイバF12の一端から入射した光をループを伝播させて再び入射端と同じ光ファイバの一端に出射させることができる。また、リングカプラ32の分岐比を好適に設定することにより、発振したレーザ光を入射端とは異なる光ファイバ端から外部出力することができる。このようなループ状の光ファイバを用いることにより、光ファイバ端面に高反射コートを成膜する必要がなくなり、低コストに構成することができる。   FIG. 6 shows a configuration of a modified example. The light source 30 of the modification shown in FIG. 6 comprises a resonator end by forming a loop-shaped optical path with an optical fiber. In the example shown in FIG. 6, instead of the optical fiber F10 of the light source 20 shown in FIG. The optical fiber F12 is made of, for example, a single mode fiber. In the light source 30, light incident from one end of the optical fiber F12 can propagate through the loop and be emitted again to one end of the same optical fiber as the incident end. Further, by suitably setting the branching ratio of the ring coupler 32, the oscillated laser beam can be output from the optical fiber end different from the incident end. By using such a loop-shaped optical fiber, it is not necessary to form a highly reflective coating on the end face of the optical fiber, and it can be configured at low cost.

なお、図6で示したような共振器端がループ状のファイバからなる構成は、第2の実施形態だけでなく、図3に示す構成にも適用可能である。   Note that the configuration in which the resonator end is made of a loop-shaped fiber as shown in FIG. 6 can be applied not only to the second embodiment but also to the configuration shown in FIG.

以上、本発明による光源および光断層画像化装置の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。   The preferred embodiments of the light source and the optical tomographic imaging apparatus according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the invention. Is possible.

例えば、上記実施形態では帰還手段として1つの凹面鏡を用いた例について説明したが、本発明の帰還手段はこれに限定されず、反射型の回折光学素子を用いることも可能であり、また、複数の光学部材により帰還手段を構成してもよい。   For example, in the above embodiment, an example in which one concave mirror is used as the feedback means has been described. However, the feedback means of the present invention is not limited to this, and a reflective diffractive optical element can be used. The optical member may constitute the feedback means.

本発明の一実施形態による光断層画像化装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an optical tomographic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態による光源の構成図The block diagram of the light source by the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態にかかる変形例の光源の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a light source of a modification according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態による光源の構成図The block diagram of the light source by the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態による光源の波長選択ユニットの拡大断面図The expanded sectional view of the wavelength selection unit of the light source by the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態にかかる変形例の波長可変光源の構成図The block diagram of the wavelength tunable light source of the modification concerning the 2nd Embodiment of this invention 従来のリング共振器型の波長可変光源の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional ring resonator type tunable light source 従来の線形共振器型の波長可変光源の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional linear resonator type tunable light source

符号の説明Explanation of symbols

1、10、20、30 光源
2、12 SOA
3、4、23、24 反射面
5、25 ファブリーペロー共振器
6、26 凹面鏡
7、27 発散光
15 波長選択ユニット
16 フェルール
17 固定反射部
18 移動反射部
19 アクチュエータ
100 光断層画像化装置
101 光分割手段
104 合波手段
110 光源ユニット
120 光路長調整手段
130 プローブ
140 干渉光検出手段
150 画像取得手段
160 表示装置
F10、F11 光ファイバ
F10a 端面
L 光
L1 測定光
L2 参照光
L3 反射光
L4 干渉光
、O 発散中心
S 測定対象
1, 10, 20, 30 Light source 2, 12 SOA
3, 4, 23, 24 Reflective surface 5, 25 Fabry-Perot resonator 6, 26 Concave mirror 7, 27 Divergence light 15 Wavelength selection unit 16 Ferrule 17 Fixed reflection unit 18 Moving reflection unit 19 Actuator 100 Optical tomographic imaging device 101 Optical division Means 104 Multiplexing means 110 Light source unit 120 Optical path length adjusting means 130 Probe 140 Interference light detection means 150 Image acquisition means 160 Display device F10, F11 Optical fiber F10a End face L Light L1 Measurement light L2 Reference light L3 Reflected light L4 Interference light O 1 , O 2 divergence center S

Claims (3)

線形共振器型の光源であって、
光増幅媒体と、
該光増幅媒体を出射した光が発散光として入射され、特定波長の光を透過させるとともに前記特定波長以外の光を反射し、この反射された光が前記発散光の発散中心に入射しないように前記線形共振器の光軸に対し傾いて配置された2つの反射面を有するファブリーペロー共振器と、
該ファブリーペロー共振器を透過した光が前記発散中心へ収束するように、前記透過した光を帰還させる帰還手段とを備えたことを特徴とする光源。
A linear resonator type light source,
An optical amplification medium;
Light emitted from the optical amplifying medium is incident as divergent light, transmits light having a specific wavelength, reflects light other than the specific wavelength, and prevents the reflected light from entering the divergent center of the divergent light. A Fabry-Perot resonator having two reflecting surfaces arranged to be inclined with respect to the optical axis of the linear resonator;
A light source comprising: feedback means for returning the transmitted light so that the light transmitted through the Fabry-Perot resonator converges to the divergence center.
前記2つの反射面がともに、前記発散中心を中心とした曲面形状の反射面を前記線形共振器の光軸に対し傾けて配置したものであることを特徴とする請求項1記載の光源。   2. The light source according to claim 1, wherein both of the two reflecting surfaces are arranged such that a curved reflecting surface centering on the divergence center is inclined with respect to the optical axis of the linear resonator. 請求項1または2記載の光源と、
該光源から射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記測定光が測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
該合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
該干渉光検出手段により検出された前記干渉光に基づき前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とする光断層画像化装置。
The light source according to claim 1 or 2,
A light splitting means for splitting light emitted from the light source into measurement light and reference light;
A multiplexing means for multiplexing the reflected light from the measurement object and the reference light when the measurement light is irradiated to the measurement object;
Interference light detection means for detecting interference light between the reflected light and the reference light multiplexed by the multiplexing means;
An optical tomographic imaging apparatus comprising: an image acquisition unit configured to acquire a tomographic image of the measurement target based on the interference light detected by the interference light detection unit.
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