波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置
【課題】簡易で作製が容易な構成により、共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、発振スペクトルを測定に適した形状にすることが可能となる波長掃引光源装置を提供する。
【解決手段】共振器を構成する一方反射部である第２の反射部が、波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
第２の反射部は、第２の反射部が非平行な方向へ移動して第２の反射部上での反射位置が移動した際、移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されている。
【解決手段】共振器を構成する一方反射部である第２の反射部が、波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
第２の反射部は、第２の反射部が非平行な方向へ移動して第２の反射部上での反射位置が移動した際、移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光分析や干渉計測など測定用途に、時間とともに波長を連続的（もしくは離散的）に可変できる波長掃引光源が開発されている。
特に、１周期分の波長を掃引する時間は測定時間に影響するので、より高速に波長掃引できる光源が望まれている。
高速に波長掃引できる光源として、特許文献１ではスリットが形成された円盤が回転し、回折格子によって空間的に分散された光を時間とともに選択的に切り出してレーザ発振する波長掃引光源である波長走査型レーザ光源が開示されている。
回転円板を用いることでより高速に波長を選択できる旨が記されている。
また、測定用の波長掃引光源として考えた際に、掃引帯域の発振スペクトル形状は重要である。
なぜならば、測定信号は前記発振スペクトルの上に重畳された形で得られることが一般的であり、測定信号のＳ／Ｎ比や信号処理に伴う分解能などに大きく影響を及ぼすからである。
発振スペクトルの形状を制御する手法として、特許文献２ではつぎのような波長可変光源装置が提案されている。
この装置では、面全体で波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を共振器内へ導入することにより、共振器全体の実効的な利得を平坦にするように構成されている。その結果、出射光の発振スペクトル形状は掃引帯域内で平坦になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８３９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例のものでは、波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を実現するためには、複雑な構成や作製手法が必要とされる。
例えば、このような波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を実現する手段として、高屈折率材と低屈折率材を交互に積層した誘電体多層膜が挙げられる。
ところが、このような誘電体多層膜により、その特性に共振器内の実効利得を平坦にするような所定の波長選択性を持たせるためには、膜構成の設計が複雑となり、膜厚を精度よく製膜する必要があるなど、それらを作製することが容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、簡易で作製が容易な構成により、共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、発振スペクトルを測定に適した形状にすることが可能となる波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の波長掃引光源装置は、第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、
前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備え、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配され、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
前記第２の反射部は、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、
前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光断層画像取得装置は、光源から出射された光を、測定光と参照光とに分割し、該測定光を被測定対象である被検査物に導くと共に該参照光を参照ミラーに導き、
前記被検査物からの前記測定光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を用い、前記被検査物の断層画像を取得する光断層画像取得装置であって、
前記光源が、上記した波長掃引光源装置によって構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易で作製が容易な構成により、共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、発振スペクトルを測定に適した形状にすることが可能となる波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図２】本発明の実施形態における回転円板上のスリットによる波長選択の様子を説明する図。
【図３】本発明の実施形態における総合的なゲインスペクトルの変化の様子を説明する図。
【図４】本発明の実施形態におけるスリットミラー上の反射率分布について説明する図。
【図５】本発明の実施形態における波長選択の様子を説明する図。
【図６】本発明に係る総合的なゲインスペクトルの変化の様子を説明する図。
【図７】本発明の実施例１における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図８】本発明の実施例１におけるスリットミラーの構成例について説明する図。
【図９】本発明の実施例１における回折格子による空間的な分散方向とスリットミラーの移動方向の配置についての構成例を説明する図。
【図１０】本発明の実施例２における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図１１】本発明の実施例３における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図１２】本発明の実施例４における光断層画像取得装置の構成例について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態の波長掃引光源装置について説明する。
本実施形態の波長掃引光源装置は、位置に応じた反射率や透過率の分布を持った素子を共振器内に導入し、光路や光学素子の反射（透過）位置に応じて発振波長が選択されるように構成される。
具体的には、波長掃引光源装置は、第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備る。
この第２の反射部は、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配される。
第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成されている。
そして、空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動することで時間とともに異なる波長を反射し、前記利得媒体へ戻し、光共振器内で共振させる。
このような構成のもとで、本実施形態の波長掃引光源装置は、前記第２の反射部が、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有している。
これらにより、前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成される。
以上の構成によれば、簡易な構成および作製手法で共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、簡易な手法にて発振スペクトル形状を測定に適した所定の形状とすることができる。
【００１０】
以下に、本実施形態の波長掃引光源装置の具体的な構成例について、図１を用いて説明する。
図１は、回折格子と回転円板上のスリットを用いて波長を選択する波長掃引光源装置の構成例を示す図である。
本実施形態の波長掃引光源装置は、図１に示すように、半透膜ミラー（第１の反射部）１０１と円板１０８の上に形成されたスリット状の反射ミラーであるスリットミラー（第２の反射部）１０２によって光共振器１００が構成されている。その共振器内に利得媒体として半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１０３を配置し、回折格子１０４を半導体光増幅器１０３とスリットミラー１０２の間に配置する。
なお、図１において、１０５、１０６はコリメートレンズを示し、１０７は集光レンズを示し、各光学素子をつなぐ線分は光束を示す。
このような構成のもとで、半導体光増幅器１０３から出射された光はコリメートレンズ１０６を通り、回折格子１０４によって空間的に分散された後、集光レンズ１０７によって円板１０８上に集光される。
回折格子１０４によって空間的な分散を受けているため、円板１０８上では波長によって異なる位置に集光スポットを作る。
円板１０８が一方向に回転することによってスリットミラー１０２の位置が移動し、その位置に応じて反射する波長が変化し、時間とともに発振波長が変化する波長掃引光源が形成される。
【００１１】
図２は、以上の様子を回転円板１０８の近傍を拡大して示した図である。
回折格子１０４によって空間的に分散され集光レンズ１０７によって回転円板１０８上に集光された波長群の光束を両端および中央に代表させ、２０１、２０２、２０３と表す。
いま、スリットミラー１０２が円板１０８の回転によって方向２０４に移動するとき、光共振器内を周回する光の波長は時間とともに２０１、２０２、２０３と掃引される。
このとき、出射光は半透膜ミラー１０１の共振器と反対側から得られる。
いま、このような波長掃引光源の出射光のスペクトル形状について考える。
利得媒体である半導体光増幅器１０３のゲインスペクトルが、図３（ａ）のような形状であるとする。
測定用途を考えたとき、波長掃引光源には広い掃引帯域が望まれる。
従って、利得媒体のゲインスペクトルにも広い帯域が求められるが、ゲインの帯域を広く取ろうと半導体光増幅器１０３の活性層を設計すると、一般的には図３（ａ）の３０１ようにショルダーピークが現れ、複峰性の形状となる。
これは、利得媒体のエネルギー準位を考えた際に、一組の準位間の遷移だけではなく複数組の準位間の遷移を利用して発光波長の広帯域化を図るためである。
そのために、ゲインスペクトルの形状は各組の準位間の遷移によるピーク同士をつないだような形状となる。
このような利得媒体を用いて共振器を組み、レーザ発振させたときには出射光のスペクトル形状も複峰性となる。
但し、共振器内にある他の光学素子の特性に波長依存性がない、つまり平坦な反射や透過特性を持つものとして考えている。このような複峰性のスペクトル形状を持つ光源を測定に用いることは好ましくない。
例えば、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の測定に用いた場合、複峰性の形状が影響を及ぼす。
つまり、干渉信号をフーリエ変換した際に、所定の信号成分の周囲にサイドローブが立ち、像の分解能の劣化につながる。
【００１２】
以上のことから、測定用の光源を考えた際には、出射光スペクトルの形状は起伏が少なく滑らかなエンベロープを持つ形状である方が望ましい。
このようなスペクトル形状を得るためには、共振器内の損失と利得の和によって決定される共振器内の総合的なゲインスペクトルの形状が、図３（ｂ）のように滑らかな形状であれば良い。そのとき、出射光のスペクトル形状も図３（ｂ）を反映した形状となる。
このような特性を得るためには、光共振器内の光学素子が波長によって異なる反射率や透過率を持ち、利得媒体のゲインスペクトルの起伏を相殺すれば良い。
本実施形態では、滑らかなゲインスペクトルの形状を得るために、スリットミラーの反射率が位置によって異なる値となる分布を持つように構成される。
このことによって、スリットミラーが回転して切り出す波長に応じて反射率が変化し共振器内の総合的な利得が変化する構成をとっている。
【００１３】
つぎに、図４を用いてスリットミラー上の反射率分布について説明する。
回転円板の中心から外周方向に向けて反射率が高い側４０１から低い側４０２という分布になっている。
このようなスリットミラーを配置した回転円板を用いた場合、円板が回転するにしたがって反射位置が移動し、反射する波長に応じて異なる反射率を持つ波長掃引機構を形成する。
【００１４】
以上の波長選択の様子について、図５を用いて説明する。
図５（ａ）は、図４で示したような反射率分布を持つスリットミラー５０１が配置された回転円板５０２の構成を示す図である。
図２と同様に、この円板５０２上に集光スポットを持つような、空間的に分散された波長５０３、５０４、５０５の光束がある。
このとき、円板５０２が５０６に示す方向へ回転した場合について、図５の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて順に示す。
まず、図５（ｂ）に示すように、スリットミラー５０１の外周に近い反射率が低い場所で波長５０３の光を反射し光共振器内で発振する。
次に、図５（ｃ）に示すように、スリットミラー５０１上の先ほどより中心に近い反射率が高い場所で波長５０４の光を反射し光共振器内で発振する。
さらに、図５（ｄ）に示すように、スリットミラー５０１の外周に近い反射率が低い場所で波長５０５の光を反射し光共振器内で発振する。
このようにして、スリットミラー上での反射位置が変わることで波長に依存した形で反射率が変化し、共振器内の総合的な利得が変化する。
すなわち、時間によってスリットミラー上での反射位置が変化することにより、位置による反射率分布が波長による反射率分布を形成することになる。
【００１５】
この結果、図６（ａ）に示すように、スリットミラーの反射率Ｒ（λ）は波長５０３、５０４、５０５に対して異なる値をとり、利得媒体のゲインスペクトル（利得スペクトル）ｇ（λ）を示す図６（ｂ）と相殺される。これにより、共振器内の総合的なゲインは図６（ｃ）のように単峰性の形状となる。
つまり、Ｒ（λ）×ｇ（λ）で表される総合的なゲインスペクトルが図６（ｃ）のように単峰性となれば良い。
すなわち、これらＲ（λ）とｇ（λ）の両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域において単峰性となれば良い。
このようなスリットミラーが回転円板上の同一半径上に複数配置されることにより、連続的に波長掃引された光が出射される。
出射されるスペクトル形状は単峰性に限らず、フラットトップな形状でも良い。これは、測定用の光源として用いた場合に光量の変動が少なく、受光器のダイナミックレンジや特性に左右されずに安定した信号が取れる点で好適である。
この場合、Ｒ（λ）×ｇ（λ）で表される総合的なゲインスペクトルがフラットトップ形状となるよう、反射率分布Ｒ（λ）を設計される。
【００１６】
なお、本発明は、上記した本実施形態のスリットミラーの構成に限定されるものではない。
例えば、スリットミラーは回転円板の上面側だけでなく、スリットミラーが所定の波長帯域に対して透明な回転円板の下面側に形成された構成でも良い。
これは回転円板を形成する基板の面精度を反映し、光学的に平坦な反射面を形成しやすい点で好適である。
均一な反射面を持つミラーの直上で回転する透過型のスリットによる構成でも良い。その際、透過型のスリットの透過率に対して位置による分布を設けることにより前記の効果が得られる。
また、一様な透過率を持つスリットに対し、直下の反射ミラーが位置による分布を持つ構成でも良い。
さらに、回折格子と回転円板の間に位置による透過率分布を持ったフィルターを介することでゲインスペクトルの複峰性を相殺する構成でも良い。
いずれにしても、スリットミラーや透過スリット、フィルターなどの光学面に対して、一様に波長依存性を持たせるのではなく、反射位置や透過位置によって波長依存性を持たせた構成であれば良い。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用したスリットミラーが位置による反射率分布を持つ波長掃引光源装置の構成例について、図７を用いて説明する。
本実施例の波長掃引光源装置は、図７に示すように、半透明ミラー（（第１の反射部））７０１と、回転円板７０８と、その上に形成されたスリットミラー（第２の反射部）７０２と、半導体光増幅器７０３と、回折格子７０４と、コリメートレンズ７０５、７０６と、集光レンズ７０７と、を備える。なお、各光学素子をつなぐ線分は光束を示す。
そして、半透明ミラー７０１とスリットミラー７０２によって光共振器７００が形成されている。
回折格子７０４によって空間的に分散された光が集光レンズ７０７によって回転円板７０８上の異なる位置に集光スポットを形成し、円板７０８の回転によりスリットミラー７０２が移動し、異なる波長を反射することで掃引された波長が得られる光源である。
【００１８】
図８を用いて、本実施例のスリットミラーの構成例について説明する。
スリットミラーは位置によって異なる反射率を示すように構成されている。
このような構成はスリットミラーが金属の微細構造によって形成され、その充填率が位置によって異なることにより得られる。
具体的には図８（ａ）に示すように、金属ドットの充填率が高いことにより反射率が高い領域８０１と、充填率が低いことにより反射率が低い領域８０２からなり、その間は連続的に分布している。
充填率の高低は配置されるドットの個数の差や、ドット径の大きさの差によって形成される。
このような構造は、ＥＢ描画を用いてパターニングし、そこへ金属を蒸着することによって得られる。
パターンのサイズによっては、フォトリソグラフィーを用いることも生産性の観点から好適である。反射率の観点から金属には金を用いることが好適である。
また、銀を用いることも高反射率の観点から好適であるが、酸化耐性のために二酸化ケイ素などの透明材料を上部にコーティングすることが好ましい。
さらに、高反射率かつ加工プロセスの容易性からアルミニウムを用いることも好適である。
金属の微細構造は、充填率の調整が容易なことからドット形状が好適である。そのとき、ドットの形状が正方形や三角形、丸であることは偏光に依存した光学特性が生じにくいことから好適である。
また、形状が長方形である場合には前記とは逆に偏光を利用して光学特性を設計できる。
さらに、金属の微細構造は、図８（ｂ）に示すようなストライプ状でも良く、同様に高反射率な８０３と低反射率な８０４が連続的に分布している構成でも良い。
これはパターニングの容易性から加工時のスループット向上の観点で好適である。
【００１９】
このような構成のスリットミラーが円板上の同一反形上に複数配置されることで、本発明の実施形態で説明した動作原理により波長掃引光源が構成される。
その際に、回折格子による空間的な分散方向とスリットミラーの移動方向の配置にはいくつかの種類を取り得る。
例えば、図９（ａ）のような配置では波長９０１、９０２、９０３に対してスリットミラー９０４上の反射位置は外周から中心方向、そして外周方向へと一往復する。
また、図９（ｂ）のような配置では波長９０１、９０２、９０３に対してスリットミラー９０５上の反射位置は外周から中心方向へと一方向へ移動する。
このように空間的な波長分散方向とスリットミラーの移動方向の配置によって、スリットミラーの反射率分布はそれぞれ異なるものとなる。
また、反射率分布を持ったスリットミラーが回転円板の裏面側に形成されている構成も、基板の面精度を反映した反射面を得られる点で好適である。
【００２０】
［実施例２］
実施例２として、透過率が位置による分布を持つ透過型のスリットを用いたスリットミラーによる波長掃引光源装置の構成例について、図１０を用いて説明する。
本実施例の波長掃引光源装置は、図１０に示すように、実施例１とほぼ同様な構成を持つ光共振器１０００において、つぎのように構成されている。
スリットミラーの部分が透過型のスリット１００１を配した回転円板１００２と、その直下の面全体で一様な反射率を持つ反射ミラー１００３とによる構成（第２の反射部）を備える。
この透過型のスリット１００１が位置によって異なる透過率分布を持つことにより本発明の効果が得られる。すなわち、共振器内の総合的な利得が単峰性となる。
【００２１】
このような透過率分布を持つスリットは、実施例１に記載のスリットミラーにおいて、金属ドットやストライプ構造を吸収体や散乱体に置き換えた構成で形成される。
吸収体は酸化チタンや酸化クロム、酸化スズなど、吸収特性を持つ酸化金属で構成されることが好ましい。
また、シリコンなども吸収体として好適である。さらに散乱体としては金属や誘電体の微小球を形成したパターンに充填し、その上部に二酸化ケイ素などでコーティングした構成からなる。
このような透過スリットと一様な反射ミラーからなる構成は、反射ミラーの面が回転せず、共振器長が変動しないので、レーザ発振の安定性の面から好適である。
反射ミラーは回転円板上の表面に限らず裏面に形成されていることも、基板の面精度を反映した反射面を得られる点で好適である。
【００２２】
［実施例３］
実施例３として、共振器内に位置によって透過率分布が異なるフィルターを配した波長掃引光源装置の構成例について、図１１を用いて説明する。
本実施例の光共振器１１００は、図１１（ａ）に示すように、一様な反射率を持つスリットミラーが配置された回転円板１１０４によって構成することができる。
また、本実施例の光共振器１１００は、図１１（ｂ）に示すように、一様な透過率を持つスリットが配置された回転円板１１０５の直下に、一様な反射率を持つミラー１１０６を配置して構成するようにしても良い。
いずれの構成においても、本実施例では集光レンズ１１０２と回転円板の中間に、位置によって異なる透過率分布を持つフィルター１１０１が配置されている。回折格子１１０３によって空間的に分散された波長群の光は集光レンズ１１０２を透過した後、異なる光路を通って回転円板上へ集光される。
よって、前記の位置にフィルター１１０１を配置することによって、波長により異なる透過率を感じ、スリットミラーもしくは透過スリットが移動することによって共振器内の総合的な利得が単峰性となる。
このようなフィルター１１０１は実施例２に記載の方法によって同様に作製される。
このようにフィルターを配した構成は、位置による透過率分布を持った光学素子を一つ作製すれば良いので、コストの面で低コスト化を図ることができ好適である。
【００２３】
［実施例４］
実施例４として、本発明の波長可変光源装置を備えたＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）による光断層画像取得装置に関して、図１２を用いて説明する。
波長可変光源１２０１から出射された光をカプラ１２０２を通じて被測定対象である被検査物１２０３へと導かれるサンプル光（測定光）１２０４と、固定ミラー１２０５へと導かれる参照光１２０６とに分割する。
分割されたあと、サンプル光１２０４はコリメータレンズ１２０７と走査鏡１２０８および対物レンズ１２０９を経て、被検査物１２０３へと導かれる。
被検査物１２０３の深さ情報を持って反射された光は戻り光としてもと来た光路を戻り、再びカプラ１２０２に戻る。
一方、参照光１２０６はコリメータレンズ１２１０、対物レンズ１２１１を通過したのち参照ミラーである固定ミラー１２０５にて反射され、この反射光がもと来た光路を戻り再びカプラ１２０２へと戻りサンプル光と共にフォトダイオード１２１２へと導かれ干渉信号（干渉光）を生成する。
計算処理機１２１３においてこの干渉信号を光源走査信号をもとに再配列し、フーリエ変換を中心とした信号処理をすることで深さ方向の断層画像を取得することができる。
【００２４】
本発明に係る波長掃引光源を用いることで、出射光のスペクトル形状が単峰性な測定に適したものを用いることができ、測定時のＳ／Ｎ比を向上させるという観点から好適である。
ＯＣＴにおいては、測定した干渉信号を波数に対しフーリエ変換し、その周波数成分の強度から反射位置を導出する。
このとき、スペクトル形状に凹凸が存在するとその形状に応じた信号がフーリエ変換後にも重畳されるため好ましくない。
また、測定用光源のスペクトルが単峰性ではない場合、フーリエ変換した信号の両側にサイドローブが出現し、本来の反射位置を示す信号の分解能を劣化させるため、本発明に係る光源装置を用いることは分解能向上の観点からも好適である。
【符号の説明】
【００２５】
１００：光共振器
１０１：半透膜ミラー
１０２：スリットミラー
１０３：半導体光増幅器
１０４：回折格子
１０５、１０６：コリメートレンズ
１０７：集光レンズ
１０８：円板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光分析や干渉計測など測定用途に、時間とともに波長を連続的（もしくは離散的）に可変できる波長掃引光源が開発されている。
特に、１周期分の波長を掃引する時間は測定時間に影響するので、より高速に波長掃引できる光源が望まれている。
高速に波長掃引できる光源として、特許文献１ではスリットが形成された円盤が回転し、回折格子によって空間的に分散された光を時間とともに選択的に切り出してレーザ発振する波長掃引光源である波長走査型レーザ光源が開示されている。
回転円板を用いることでより高速に波長を選択できる旨が記されている。
また、測定用の波長掃引光源として考えた際に、掃引帯域の発振スペクトル形状は重要である。
なぜならば、測定信号は前記発振スペクトルの上に重畳された形で得られることが一般的であり、測定信号のＳ／Ｎ比や信号処理に伴う分解能などに大きく影響を及ぼすからである。
発振スペクトルの形状を制御する手法として、特許文献２ではつぎのような波長可変光源装置が提案されている。
この装置では、面全体で波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を共振器内へ導入することにより、共振器全体の実効的な利得を平坦にするように構成されている。その結果、出射光の発振スペクトル形状は掃引帯域内で平坦になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８３９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例のものでは、波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を実現するためには、複雑な構成や作製手法が必要とされる。
例えば、このような波長に依存した反射率や透過率を持った光学素子を実現する手段として、高屈折率材と低屈折率材を交互に積層した誘電体多層膜が挙げられる。
ところが、このような誘電体多層膜により、その特性に共振器内の実効利得を平坦にするような所定の波長選択性を持たせるためには、膜構成の設計が複雑となり、膜厚を精度よく製膜する必要があるなど、それらを作製することが容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、簡易で作製が容易な構成により、共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、発振スペクトルを測定に適した形状にすることが可能となる波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の波長掃引光源装置は、第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、
前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備え、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配され、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
前記第２の反射部は、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、
前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光断層画像取得装置は、光源から出射された光を、測定光と参照光とに分割し、該測定光を被測定対象である被検査物に導くと共に該参照光を参照ミラーに導き、
前記被検査物からの前記測定光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を用い、前記被検査物の断層画像を取得する光断層画像取得装置であって、
前記光源が、上記した波長掃引光源装置によって構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易で作製が容易な構成により、共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、発振スペクトルを測定に適した形状にすることが可能となる波長掃引光源装置、該波長掃引光源装置を有する光断層画像取得装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図２】本発明の実施形態における回転円板上のスリットによる波長選択の様子を説明する図。
【図３】本発明の実施形態における総合的なゲインスペクトルの変化の様子を説明する図。
【図４】本発明の実施形態におけるスリットミラー上の反射率分布について説明する図。
【図５】本発明の実施形態における波長選択の様子を説明する図。
【図６】本発明に係る総合的なゲインスペクトルの変化の様子を説明する図。
【図７】本発明の実施例１における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図８】本発明の実施例１におけるスリットミラーの構成例について説明する図。
【図９】本発明の実施例１における回折格子による空間的な分散方向とスリットミラーの移動方向の配置についての構成例を説明する図。
【図１０】本発明の実施例２における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図１１】本発明の実施例３における波長掃引光源装置の構成例について説明する図。
【図１２】本発明の実施例４における光断層画像取得装置の構成例について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態の波長掃引光源装置について説明する。
本実施形態の波長掃引光源装置は、位置に応じた反射率や透過率の分布を持った素子を共振器内に導入し、光路や光学素子の反射（透過）位置に応じて発振波長が選択されるように構成される。
具体的には、波長掃引光源装置は、第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備る。
この第２の反射部は、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配される。
第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成されている。
そして、空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動することで時間とともに異なる波長を反射し、前記利得媒体へ戻し、光共振器内で共振させる。
このような構成のもとで、本実施形態の波長掃引光源装置は、前記第２の反射部が、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有している。
これらにより、前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成される。
以上の構成によれば、簡易な構成および作製手法で共振器内の実効的な利得を所定の形状にでき、簡易な手法にて発振スペクトル形状を測定に適した所定の形状とすることができる。
【００１０】
以下に、本実施形態の波長掃引光源装置の具体的な構成例について、図１を用いて説明する。
図１は、回折格子と回転円板上のスリットを用いて波長を選択する波長掃引光源装置の構成例を示す図である。
本実施形態の波長掃引光源装置は、図１に示すように、半透膜ミラー（第１の反射部）１０１と円板１０８の上に形成されたスリット状の反射ミラーであるスリットミラー（第２の反射部）１０２によって光共振器１００が構成されている。その共振器内に利得媒体として半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１０３を配置し、回折格子１０４を半導体光増幅器１０３とスリットミラー１０２の間に配置する。
なお、図１において、１０５、１０６はコリメートレンズを示し、１０７は集光レンズを示し、各光学素子をつなぐ線分は光束を示す。
このような構成のもとで、半導体光増幅器１０３から出射された光はコリメートレンズ１０６を通り、回折格子１０４によって空間的に分散された後、集光レンズ１０７によって円板１０８上に集光される。
回折格子１０４によって空間的な分散を受けているため、円板１０８上では波長によって異なる位置に集光スポットを作る。
円板１０８が一方向に回転することによってスリットミラー１０２の位置が移動し、その位置に応じて反射する波長が変化し、時間とともに発振波長が変化する波長掃引光源が形成される。
【００１１】
図２は、以上の様子を回転円板１０８の近傍を拡大して示した図である。
回折格子１０４によって空間的に分散され集光レンズ１０７によって回転円板１０８上に集光された波長群の光束を両端および中央に代表させ、２０１、２０２、２０３と表す。
いま、スリットミラー１０２が円板１０８の回転によって方向２０４に移動するとき、光共振器内を周回する光の波長は時間とともに２０１、２０２、２０３と掃引される。
このとき、出射光は半透膜ミラー１０１の共振器と反対側から得られる。
いま、このような波長掃引光源の出射光のスペクトル形状について考える。
利得媒体である半導体光増幅器１０３のゲインスペクトルが、図３（ａ）のような形状であるとする。
測定用途を考えたとき、波長掃引光源には広い掃引帯域が望まれる。
従って、利得媒体のゲインスペクトルにも広い帯域が求められるが、ゲインの帯域を広く取ろうと半導体光増幅器１０３の活性層を設計すると、一般的には図３（ａ）の３０１ようにショルダーピークが現れ、複峰性の形状となる。
これは、利得媒体のエネルギー準位を考えた際に、一組の準位間の遷移だけではなく複数組の準位間の遷移を利用して発光波長の広帯域化を図るためである。
そのために、ゲインスペクトルの形状は各組の準位間の遷移によるピーク同士をつないだような形状となる。
このような利得媒体を用いて共振器を組み、レーザ発振させたときには出射光のスペクトル形状も複峰性となる。
但し、共振器内にある他の光学素子の特性に波長依存性がない、つまり平坦な反射や透過特性を持つものとして考えている。このような複峰性のスペクトル形状を持つ光源を測定に用いることは好ましくない。
例えば、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の測定に用いた場合、複峰性の形状が影響を及ぼす。
つまり、干渉信号をフーリエ変換した際に、所定の信号成分の周囲にサイドローブが立ち、像の分解能の劣化につながる。
【００１２】
以上のことから、測定用の光源を考えた際には、出射光スペクトルの形状は起伏が少なく滑らかなエンベロープを持つ形状である方が望ましい。
このようなスペクトル形状を得るためには、共振器内の損失と利得の和によって決定される共振器内の総合的なゲインスペクトルの形状が、図３（ｂ）のように滑らかな形状であれば良い。そのとき、出射光のスペクトル形状も図３（ｂ）を反映した形状となる。
このような特性を得るためには、光共振器内の光学素子が波長によって異なる反射率や透過率を持ち、利得媒体のゲインスペクトルの起伏を相殺すれば良い。
本実施形態では、滑らかなゲインスペクトルの形状を得るために、スリットミラーの反射率が位置によって異なる値となる分布を持つように構成される。
このことによって、スリットミラーが回転して切り出す波長に応じて反射率が変化し共振器内の総合的な利得が変化する構成をとっている。
【００１３】
つぎに、図４を用いてスリットミラー上の反射率分布について説明する。
回転円板の中心から外周方向に向けて反射率が高い側４０１から低い側４０２という分布になっている。
このようなスリットミラーを配置した回転円板を用いた場合、円板が回転するにしたがって反射位置が移動し、反射する波長に応じて異なる反射率を持つ波長掃引機構を形成する。
【００１４】
以上の波長選択の様子について、図５を用いて説明する。
図５（ａ）は、図４で示したような反射率分布を持つスリットミラー５０１が配置された回転円板５０２の構成を示す図である。
図２と同様に、この円板５０２上に集光スポットを持つような、空間的に分散された波長５０３、５０４、５０５の光束がある。
このとき、円板５０２が５０６に示す方向へ回転した場合について、図５の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて順に示す。
まず、図５（ｂ）に示すように、スリットミラー５０１の外周に近い反射率が低い場所で波長５０３の光を反射し光共振器内で発振する。
次に、図５（ｃ）に示すように、スリットミラー５０１上の先ほどより中心に近い反射率が高い場所で波長５０４の光を反射し光共振器内で発振する。
さらに、図５（ｄ）に示すように、スリットミラー５０１の外周に近い反射率が低い場所で波長５０５の光を反射し光共振器内で発振する。
このようにして、スリットミラー上での反射位置が変わることで波長に依存した形で反射率が変化し、共振器内の総合的な利得が変化する。
すなわち、時間によってスリットミラー上での反射位置が変化することにより、位置による反射率分布が波長による反射率分布を形成することになる。
【００１５】
この結果、図６（ａ）に示すように、スリットミラーの反射率Ｒ（λ）は波長５０３、５０４、５０５に対して異なる値をとり、利得媒体のゲインスペクトル（利得スペクトル）ｇ（λ）を示す図６（ｂ）と相殺される。これにより、共振器内の総合的なゲインは図６（ｃ）のように単峰性の形状となる。
つまり、Ｒ（λ）×ｇ（λ）で表される総合的なゲインスペクトルが図６（ｃ）のように単峰性となれば良い。
すなわち、これらＲ（λ）とｇ（λ）の両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域において単峰性となれば良い。
このようなスリットミラーが回転円板上の同一半径上に複数配置されることにより、連続的に波長掃引された光が出射される。
出射されるスペクトル形状は単峰性に限らず、フラットトップな形状でも良い。これは、測定用の光源として用いた場合に光量の変動が少なく、受光器のダイナミックレンジや特性に左右されずに安定した信号が取れる点で好適である。
この場合、Ｒ（λ）×ｇ（λ）で表される総合的なゲインスペクトルがフラットトップ形状となるよう、反射率分布Ｒ（λ）を設計される。
【００１６】
なお、本発明は、上記した本実施形態のスリットミラーの構成に限定されるものではない。
例えば、スリットミラーは回転円板の上面側だけでなく、スリットミラーが所定の波長帯域に対して透明な回転円板の下面側に形成された構成でも良い。
これは回転円板を形成する基板の面精度を反映し、光学的に平坦な反射面を形成しやすい点で好適である。
均一な反射面を持つミラーの直上で回転する透過型のスリットによる構成でも良い。その際、透過型のスリットの透過率に対して位置による分布を設けることにより前記の効果が得られる。
また、一様な透過率を持つスリットに対し、直下の反射ミラーが位置による分布を持つ構成でも良い。
さらに、回折格子と回転円板の間に位置による透過率分布を持ったフィルターを介することでゲインスペクトルの複峰性を相殺する構成でも良い。
いずれにしても、スリットミラーや透過スリット、フィルターなどの光学面に対して、一様に波長依存性を持たせるのではなく、反射位置や透過位置によって波長依存性を持たせた構成であれば良い。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用したスリットミラーが位置による反射率分布を持つ波長掃引光源装置の構成例について、図７を用いて説明する。
本実施例の波長掃引光源装置は、図７に示すように、半透明ミラー（（第１の反射部））７０１と、回転円板７０８と、その上に形成されたスリットミラー（第２の反射部）７０２と、半導体光増幅器７０３と、回折格子７０４と、コリメートレンズ７０５、７０６と、集光レンズ７０７と、を備える。なお、各光学素子をつなぐ線分は光束を示す。
そして、半透明ミラー７０１とスリットミラー７０２によって光共振器７００が形成されている。
回折格子７０４によって空間的に分散された光が集光レンズ７０７によって回転円板７０８上の異なる位置に集光スポットを形成し、円板７０８の回転によりスリットミラー７０２が移動し、異なる波長を反射することで掃引された波長が得られる光源である。
【００１８】
図８を用いて、本実施例のスリットミラーの構成例について説明する。
スリットミラーは位置によって異なる反射率を示すように構成されている。
このような構成はスリットミラーが金属の微細構造によって形成され、その充填率が位置によって異なることにより得られる。
具体的には図８（ａ）に示すように、金属ドットの充填率が高いことにより反射率が高い領域８０１と、充填率が低いことにより反射率が低い領域８０２からなり、その間は連続的に分布している。
充填率の高低は配置されるドットの個数の差や、ドット径の大きさの差によって形成される。
このような構造は、ＥＢ描画を用いてパターニングし、そこへ金属を蒸着することによって得られる。
パターンのサイズによっては、フォトリソグラフィーを用いることも生産性の観点から好適である。反射率の観点から金属には金を用いることが好適である。
また、銀を用いることも高反射率の観点から好適であるが、酸化耐性のために二酸化ケイ素などの透明材料を上部にコーティングすることが好ましい。
さらに、高反射率かつ加工プロセスの容易性からアルミニウムを用いることも好適である。
金属の微細構造は、充填率の調整が容易なことからドット形状が好適である。そのとき、ドットの形状が正方形や三角形、丸であることは偏光に依存した光学特性が生じにくいことから好適である。
また、形状が長方形である場合には前記とは逆に偏光を利用して光学特性を設計できる。
さらに、金属の微細構造は、図８（ｂ）に示すようなストライプ状でも良く、同様に高反射率な８０３と低反射率な８０４が連続的に分布している構成でも良い。
これはパターニングの容易性から加工時のスループット向上の観点で好適である。
【００１９】
このような構成のスリットミラーが円板上の同一反形上に複数配置されることで、本発明の実施形態で説明した動作原理により波長掃引光源が構成される。
その際に、回折格子による空間的な分散方向とスリットミラーの移動方向の配置にはいくつかの種類を取り得る。
例えば、図９（ａ）のような配置では波長９０１、９０２、９０３に対してスリットミラー９０４上の反射位置は外周から中心方向、そして外周方向へと一往復する。
また、図９（ｂ）のような配置では波長９０１、９０２、９０３に対してスリットミラー９０５上の反射位置は外周から中心方向へと一方向へ移動する。
このように空間的な波長分散方向とスリットミラーの移動方向の配置によって、スリットミラーの反射率分布はそれぞれ異なるものとなる。
また、反射率分布を持ったスリットミラーが回転円板の裏面側に形成されている構成も、基板の面精度を反映した反射面を得られる点で好適である。
【００２０】
［実施例２］
実施例２として、透過率が位置による分布を持つ透過型のスリットを用いたスリットミラーによる波長掃引光源装置の構成例について、図１０を用いて説明する。
本実施例の波長掃引光源装置は、図１０に示すように、実施例１とほぼ同様な構成を持つ光共振器１０００において、つぎのように構成されている。
スリットミラーの部分が透過型のスリット１００１を配した回転円板１００２と、その直下の面全体で一様な反射率を持つ反射ミラー１００３とによる構成（第２の反射部）を備える。
この透過型のスリット１００１が位置によって異なる透過率分布を持つことにより本発明の効果が得られる。すなわち、共振器内の総合的な利得が単峰性となる。
【００２１】
このような透過率分布を持つスリットは、実施例１に記載のスリットミラーにおいて、金属ドットやストライプ構造を吸収体や散乱体に置き換えた構成で形成される。
吸収体は酸化チタンや酸化クロム、酸化スズなど、吸収特性を持つ酸化金属で構成されることが好ましい。
また、シリコンなども吸収体として好適である。さらに散乱体としては金属や誘電体の微小球を形成したパターンに充填し、その上部に二酸化ケイ素などでコーティングした構成からなる。
このような透過スリットと一様な反射ミラーからなる構成は、反射ミラーの面が回転せず、共振器長が変動しないので、レーザ発振の安定性の面から好適である。
反射ミラーは回転円板上の表面に限らず裏面に形成されていることも、基板の面精度を反映した反射面を得られる点で好適である。
【００２２】
［実施例３］
実施例３として、共振器内に位置によって透過率分布が異なるフィルターを配した波長掃引光源装置の構成例について、図１１を用いて説明する。
本実施例の光共振器１１００は、図１１（ａ）に示すように、一様な反射率を持つスリットミラーが配置された回転円板１１０４によって構成することができる。
また、本実施例の光共振器１１００は、図１１（ｂ）に示すように、一様な透過率を持つスリットが配置された回転円板１１０５の直下に、一様な反射率を持つミラー１１０６を配置して構成するようにしても良い。
いずれの構成においても、本実施例では集光レンズ１１０２と回転円板の中間に、位置によって異なる透過率分布を持つフィルター１１０１が配置されている。回折格子１１０３によって空間的に分散された波長群の光は集光レンズ１１０２を透過した後、異なる光路を通って回転円板上へ集光される。
よって、前記の位置にフィルター１１０１を配置することによって、波長により異なる透過率を感じ、スリットミラーもしくは透過スリットが移動することによって共振器内の総合的な利得が単峰性となる。
このようなフィルター１１０１は実施例２に記載の方法によって同様に作製される。
このようにフィルターを配した構成は、位置による透過率分布を持った光学素子を一つ作製すれば良いので、コストの面で低コスト化を図ることができ好適である。
【００２３】
［実施例４］
実施例４として、本発明の波長可変光源装置を備えたＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）による光断層画像取得装置に関して、図１２を用いて説明する。
波長可変光源１２０１から出射された光をカプラ１２０２を通じて被測定対象である被検査物１２０３へと導かれるサンプル光（測定光）１２０４と、固定ミラー１２０５へと導かれる参照光１２０６とに分割する。
分割されたあと、サンプル光１２０４はコリメータレンズ１２０７と走査鏡１２０８および対物レンズ１２０９を経て、被検査物１２０３へと導かれる。
被検査物１２０３の深さ情報を持って反射された光は戻り光としてもと来た光路を戻り、再びカプラ１２０２に戻る。
一方、参照光１２０６はコリメータレンズ１２１０、対物レンズ１２１１を通過したのち参照ミラーである固定ミラー１２０５にて反射され、この反射光がもと来た光路を戻り再びカプラ１２０２へと戻りサンプル光と共にフォトダイオード１２１２へと導かれ干渉信号（干渉光）を生成する。
計算処理機１２１３においてこの干渉信号を光源走査信号をもとに再配列し、フーリエ変換を中心とした信号処理をすることで深さ方向の断層画像を取得することができる。
【００２４】
本発明に係る波長掃引光源を用いることで、出射光のスペクトル形状が単峰性な測定に適したものを用いることができ、測定時のＳ／Ｎ比を向上させるという観点から好適である。
ＯＣＴにおいては、測定した干渉信号を波数に対しフーリエ変換し、その周波数成分の強度から反射位置を導出する。
このとき、スペクトル形状に凹凸が存在するとその形状に応じた信号がフーリエ変換後にも重畳されるため好ましくない。
また、測定用光源のスペクトルが単峰性ではない場合、フーリエ変換した信号の両側にサイドローブが出現し、本来の反射位置を示す信号の分解能を劣化させるため、本発明に係る光源装置を用いることは分解能向上の観点からも好適である。
【符号の説明】
【００２５】
１００：光共振器
１０１：半透膜ミラー
１０２：スリットミラー
１０３：半導体光増幅器
１０４：回折格子
１０５、１０６：コリメートレンズ
１０７：集光レンズ
１０８：円板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、
前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備え、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配され、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
前記第２の反射部は、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、
前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されていることを特徴とする波長掃引光源装置。
【請求項２】
前記反射率分布をＲ（λ）とし、前記利得媒体の利得スペクトルをｇ（λ）とするとき、両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域において単峰性となることを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源装置。
【請求項３】
前記反射率分布をＲ（λ）とし、前記利得媒体の利得スペクトルをｇ（λ）とするとき、両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域においてフラットトップ形状となることを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源装置。
【請求項４】
前記第２の反射部が、回転円板に形成されたスリット状の反射ミラーによって構成され、
前記スリット状の反射ミラーは、位置によって異なる反射率分布を持つようにした構造を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項５】
前記スリット状の反射ミラーにおける前記構造が、金属による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の波長掃引光源装置。
【請求項６】
前記第２の反射部が、回転円板に形成された透過型のスリットと、該透過型のスリットの直下に配置された一様な反射率を持つミラーと、によって構成され、
前記透過型のスリットは、位置によって異なる透過率分布を持つようにした構造を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項７】
前記透過型のスリットにおける前記構造が、吸収体による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の波長掃引光源装置。
【請求項８】
前記透過型のスリットにおける前記構造が、散乱体による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の波長掃引光源装置。
【請求項９】
前記波長分散素子と前記第２の反射部との間には、
前記第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際における、前記出射光の位置によって異なる透過率分布を持つフィルターが配されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１０】
前記回転円板に形成された前記第２の反射部が、前記回転円板の上面側に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１１】
前記回転円板に形成された前記第２の反射部が、前記回転円板の下面側に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１２】
光源から出射された光を、測定光と参照光とに分割し、該測定光を被測定対象である被検査物に導くと共に該参照光を参照ミラーに導き、
前記被検査物からの前記測定光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を用い、前記被検査物の断層画像を取得する光断層画像取得装置であって、
前記光源が、請求項１から１１のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置によって構成されていることを特徴とする光断層画像取得装置。
【請求項１】
第１の反射部および第２の反射部により構成される光共振器と、
前記光共振器内に配置された、利得媒体および該利得媒体からの出射光を異なる空間的位置に分散させる波長分散素子と、を備え、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子によって異なる空間的位置に分散された波長群の光を反射する側に配され、
前記第２の反射部が、前記波長分散素子により与えられる空間的分散の方向に対し非平行な方向に移動可能に構成され、その移動する位置に応じて反射する波長が変化し、時間と共に発振波長が変化する波長掃引光源装置であって、
前記第２の反射部は、該第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際、該移動する位置に依存した反射率または透過率分布を有し、
前記第２の反射部の反射率が、反射させる波長によって異なる反射率分布となるように構成されていることを特徴とする波長掃引光源装置。
【請求項２】
前記反射率分布をＲ（λ）とし、前記利得媒体の利得スペクトルをｇ（λ）とするとき、両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域において単峰性となることを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源装置。
【請求項３】
前記反射率分布をＲ（λ）とし、前記利得媒体の利得スペクトルをｇ（λ）とするとき、両者の積であるＲ（λ）×ｇ（λ）が使用する波長域においてフラットトップ形状となることを特徴とする請求項１に記載の波長掃引光源装置。
【請求項４】
前記第２の反射部が、回転円板に形成されたスリット状の反射ミラーによって構成され、
前記スリット状の反射ミラーは、位置によって異なる反射率分布を持つようにした構造を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項５】
前記スリット状の反射ミラーにおける前記構造が、金属による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の波長掃引光源装置。
【請求項６】
前記第２の反射部が、回転円板に形成された透過型のスリットと、該透過型のスリットの直下に配置された一様な反射率を持つミラーと、によって構成され、
前記透過型のスリットは、位置によって異なる透過率分布を持つようにした構造を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項７】
前記透過型のスリットにおける前記構造が、吸収体による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の波長掃引光源装置。
【請求項８】
前記透過型のスリットにおける前記構造が、散乱体による微細構造によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の波長掃引光源装置。
【請求項９】
前記波長分散素子と前記第２の反射部との間には、
前記第２の反射部が前記非平行な方向へ移動して該第２の反射部上での反射位置が移動した際における、前記出射光の位置によって異なる透過率分布を持つフィルターが配されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１０】
前記回転円板に形成された前記第２の反射部が、前記回転円板の上面側に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１１】
前記回転円板に形成された前記第２の反射部が、前記回転円板の下面側に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置。
【請求項１２】
光源から出射された光を、測定光と参照光とに分割し、該測定光を被測定対象である被検査物に導くと共に該参照光を参照ミラーに導き、
前記被検査物からの前記測定光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を用い、前記被検査物の断層画像を取得する光断層画像取得装置であって、
前記光源が、請求項１から１１のいずれか１項に記載の波長掃引光源装置によって構成されていることを特徴とする光断層画像取得装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３８１９９（Ｐ２０１３−３８１９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２６００（Ｐ２０１１−１７２６００）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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