光合成器和共焦觀察系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】第一WDM型光耦合器(18)的第四端口(P4)和第二WDM型光耦合器(19)的第五端口(P5)光學(xué)連接，第一WDM型光耦合器(18)的第二端口(P2)和第二WDM型光耦合器(19)的第八端口(P8)光學(xué)連接。用于發(fā)射激發(fā)光的光源(11)連接到第一WDM型光耦合器(18)的第一端口(P1)，光接收部分(光探測器)(15)連接到第二WDM型光耦合器(19)的第六端口(P6)。激發(fā)光通過第二WDM型光耦合器(19)的第七端口(P7)發(fā)射到觀察對象，通過第二WDM型光耦合器(19)的第七端口(P7)獲取來自觀察對象的熒光，輸入的熒光通過光接收部分(15)進(jìn)行探測。
【專利說明】光合成器和共焦觀察系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用光耦合器的光耦合器設(shè)備，具體而言，涉及使用該光耦合器設(shè)備的共焦觀察系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]光耦合器(光纖耦合器)被用作對光進(jìn)行分路和合路的無源光學(xué)設(shè)備。近年來，光耦合器不僅用于光纖通信，還用于共焦內(nèi)窺鏡系統(tǒng)等。例如，作為使用激發(fā)光的共焦內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，使用2X2 WDM(波分復(fù)用)型光耦合器的配置是已知的，其設(shè)置有在輸入側(cè)(輸出偵D上的第一端口和第二端口以及在輸出側(cè)(輸入側(cè))上的第三端口和第四端口(PLT I)。在該共焦內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，從激光光源發(fā)射的激發(fā)光進(jìn)入第一端口并從第三端口射出。由射出的激發(fā)光引起的對象的熒光進(jìn)入第三端口并且通過第二端口被引導(dǎo)到光接收部分。此外，該光耦合器被理想地設(shè)計使得具有488nm波長的激發(fā)光從第一端口進(jìn)入，并以90:10的比率被分路到第三端口和第四端口，而具有515nm峰值波長的熒光從第三端口進(jìn)入，并以0:100的比率被分路到第一端口和第二端口。
[0003]引文列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]PLT 1:日本未審專利公布 N0.2010-262149A


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]在2X2 WDM型光耦合器中，從一個輸入側(cè)端口進(jìn)入并從輸出側(cè)端口出射的光的透過率關(guān)于波長正弦變化，并且在直通端口和交叉端口處互補(bǔ)(180度反相)。因此，為了將激發(fā)光有效地引導(dǎo)到掃描光纖側(cè)并且將熒光主要分路到光接收部分側(cè)，到一個端口的透過率的峰必須與激發(fā)光的波長盡可能匹配(基本單一波長)，而到另一端口的透過率的峰必須與熒光的峰值波長相匹配。但是，熒光的光譜通常比激發(fā)光的波長與熒光的峰值波長之差更寬，因此大部分波長在光譜邊緣附近的熒光最終是被分路到與激光光源相連接的第一端口側(cè)。
[0008]也就是說，在使用根據(jù)PLT I的共焦系統(tǒng)的掃描(單光纖)內(nèi)窺鏡(SFE)中，理想的情況是不但能夠有效地探測熒光光譜的峰值波長的成分，而且能有效地探測邊緣部分附近的波段成分。此外，在上述常規(guī)配置中，由于其限制了所獲取的熒光波長峰，因此如果熒光峰值波長稍稍偏離，就會發(fā)生熒光獲取效率的顯著下降，或者光耦合器的改變對于不同類型的熒光試劑而言成為必要的。
[0009]本發(fā)明的目的在于使用WDM型光耦合器有效地獲得寬的帶寬上的光學(xué)信號。
[0010]問題的解決方案
[0011]本發(fā)明的光耦合器設(shè)備包括第一 WDM型光耦合器和第二 WDM型光耦合器。第一WDM型光耦合器具有第一端口、第二端口和第四端口，當(dāng)把第一端口當(dāng)作輸入端時，第四端口被定位成交叉端口，當(dāng)把第二端口當(dāng)作輸入端時，第四端口被定位成直通端口。第二 WDM型光耦合器具有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，當(dāng)把第五端口當(dāng)作輸入端時，第七端口被定位成直通端口，當(dāng)把第六端口當(dāng)作輸入端時，第七端口被定位成交叉端口，當(dāng)把第五端口當(dāng)作輸入端時，第八端口被定位成交叉端口，當(dāng)把第六端口當(dāng)作輸入端時，第八端口被定位成直通端口。第一 WDM型光稱合器的第四端口和第二 WDM型光稱合器的第五端口進(jìn)行光稱合，第一 WDM型光稱合器的第二端口和第二 WDM型光稱合器的第八端口也進(jìn)行光率禹合。
[0012]優(yōu)選地，第一 WDM型光耦合器和第二 WDM型光耦合器具有如下透過率特性:具有第一峰值波長的光進(jìn)入第一端口并且在從第七端口射出之前經(jīng)過第四端口和第五端口，而進(jìn)入第七端口的光具有大于第一峰值波長的第二峰值波長，其要么直接從第六端口射出，要么在經(jīng)過第五、第四、第二和第八端口的每一個之后從第六端口射出。
[0013]例如，第一 WDM型光耦合器的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率的周期優(yōu)選是第二 WDM型光耦合器的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率的周期的2倍。優(yōu)選地，在這種情況下，第二 WDM型光耦合器的峰值波長的交叉端口之間的透過率基本匹配第二峰值波長。此外，第一 WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率在第一峰值波長處優(yōu)選是例如80%或更多。此外，第二 WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率優(yōu)選在第一峰值波長處與第一 WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率一同達(dá)到峰值，然后與第一 WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率一同達(dá)到下一個峰值。
[0014]此外，例如，第一 WDM型光耦合器和第二 WDM型光耦合器具有相同的透過率特性。在這種情況下，第一和第二 WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率的峰值波長優(yōu)選基本匹配第二峰值波長。優(yōu)選地，從50%至小于100%的第一和第二 WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率包括第一峰值波長。
[0015]此外，第一 WDM型光耦合器具有第三端口，當(dāng)把第一端口當(dāng)作輸入端時并把第三端口當(dāng)作無連接的終端時，第三端口被定位成直通端口。
[0016]本發(fā)明的共焦觀察系統(tǒng)是包括上述光耦合器設(shè)備的共焦觀察系統(tǒng)。該共焦觀察系統(tǒng)包括:光源和光探測器，光源發(fā)射具有第一峰值波長的光，第一 WDM型光耦合器的第一端口與光源進(jìn)行光耦合，第二 WDM型光耦合器的第六端口與光探測器進(jìn)行光耦合，光源通過第二 WDM型光耦合器的第七端口將光發(fā)射至觀察對象，光探測器通過第二 WDM型光耦合器的第七端口獲得來自觀察對象的回光，回光具有大于第一峰值波長的第二峰值波長。
[0017]共焦觀察系統(tǒng)優(yōu)選設(shè)置有掃描裝置，所述掃描裝置通過產(chǎn)生經(jīng)過第二 WDM型光耦合器的第七端口的具有第一峰值波長的光來掃描觀察對象以進(jìn)行共焦觀察。例如，從光源發(fā)射的光被用作激發(fā)光，從觀察對象獲得的光是由激發(fā)光引起的熒光。
[0018]本發(fā)明的掃描型共焦內(nèi)窺鏡設(shè)置有上述共焦觀察系統(tǒng)。
[0019]發(fā)明的有利技術(shù)效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，可以使用WDM型光耦合器來有效地獲得更寬的帶寬上的光學(xué)信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是顯示應(yīng)用本實施例的共焦觀察系統(tǒng)的掃描型共焦內(nèi)窺鏡的配置的框圖。
[0022]圖2是顯示本實施例的共焦觀察系統(tǒng)中所使用的光傳輸系統(tǒng)的配置的框圖。
[0023]圖3是顯示構(gòu)成第一實施例的光耦合器設(shè)備的第一和第二 WDM型光耦合器的透過率特性以及激發(fā)光和熒光的光譜分布的曲線圖。
[0024]圖4是顯示第一實施例的光耦合器設(shè)備中第一端口和第七端口之間的透過率以及第七端口與第六端口之間的透過率以及激發(fā)光和熒光的光譜分布的曲線圖。
[0025]圖5是顯示構(gòu)成第二實施例的光耦合器設(shè)備的第一 WDM型光耦合器的透過率特性以及激發(fā)光和熒光的光譜分布的曲線圖。
[0026]圖6是顯示構(gòu)成第二實施例的光耦合器設(shè)備的第二 WDM型光耦合器的透過率特性以及激發(fā)光和熒光的光譜分布的曲線圖。
[0027]圖7是顯示第二實施例中第一和第二 WDM型光耦合器的透過率之間的關(guān)系的曲線圖。
[0028]圖8是顯示第二實施例的光耦合器設(shè)備中第一端口和第七端口之間的透過率、第七端口和第六端口之間的透過率以及激發(fā)光和熒光的光譜分布之間的關(guān)系的曲線圖。
[0029]圖9是圖示觀察對象關(guān)于555 nm激光的熒光光譜分布的曲線圖。
[0030]附圖標(biāo)記列表
[0031]10共焦觀察系統(tǒng)
[0032]11 光源
[0033]12光稱合器設(shè)備
[0034]14 SFE 掃描器
[0035]15光接收部分(光探測器)
[0036]18第一 WDM型光耦合器
[0037]19第二 WDM型光耦合器。

【具體實施方式】
[0038]下面將參照附圖解釋本發(fā)明的實施例。圖1是顯示使用本發(fā)明的第一實施例的光耦合器設(shè)備的共焦觀察系統(tǒng)的配置的框圖。
[0039]在本實施例中，共焦觀察系統(tǒng)10例如為掃描型共焦內(nèi)窺鏡，其將經(jīng)過光耦合器設(shè)備12、光連接器13、SFE掃描器14的來自光源11的光(例如激發(fā)光)通過內(nèi)窺鏡的尖端引到對象S。來自對象S的反射光(例如熒光)通過SFE掃描器14、光連接器13和光耦合器設(shè)備12在光電倍增管(PMT)或其他光接收部分(光探測器)15處進(jìn)行探測，所述光電倍增管(PMT)或其他光接收部分(光探測器)15在其前級處具有激發(fā)濾光片。來自光接收部分15的信號被發(fā)送到信號處理器16。在監(jiān)視器17上顯示信號處理器16所生成的對象S的圖像。
[0040]圖2是顯示本實施例的光傳輸系統(tǒng)20的配置的框圖。通過耦合第一 WDM型光耦合器18和第二 WDM型光稱合器19來配置本實施例的光稱合器設(shè)備12。對于第一和第二WDM型光耦合器18和19而言，例如，使用2輸入2輸出(2 X 2) WDM型光耦合器。應(yīng)注意，在圖2中省略了光連接器13。
[0041]第一 WDM型光耦合器18設(shè)置有第一至第四端口。當(dāng)把第一端口當(dāng)作輸入端時，第三端口被定位成直通端口，當(dāng)把第二端口當(dāng)作輸入端時，第三端口被定位成交叉端口。此夕卜，當(dāng)把第一端口當(dāng)作輸入端時，第四端口被定位成交叉端口，當(dāng)把第二端口當(dāng)作輸入端時，第四端口被定位成直通端口。
[0042]此外，第二 WDM型光耦合器19設(shè)置有第五至第八端口。當(dāng)把第五端口當(dāng)作輸入端時，第七端口被定位成直通端口，當(dāng)把第六端口當(dāng)作輸入端時，第七端口被定位成交叉端口。此外，當(dāng)把第五端口當(dāng)作輸入端時，第八端口被定位成交叉端口，當(dāng)把第六端口當(dāng)作輸入端時，第八端口被定位成直通端口。
[0043]第一 WDM型光耦合器18的第四端口 P4光學(xué)連接到第二 WDM型光耦合器19的第五端口 P5，而第一 WDM型光耦合器18的第二端口 P2光學(xué)連接到第二 WDM型光耦合器19的第八端口 P8。此外，在本實施例中，第一 WDM型光耦合器18的第三端口 P3是無連接的終端。通過如上配置，第一和第二 WDM型光稱合器18和19具有單一光稱合器設(shè)備12的功能，光耦合器設(shè)備12具有作為輸入/輸出端口的第一端口 P1、第六端口 P6和第七端口 P7。例如，通過熱熔粘合來形成端口之間的光學(xué)連接。
[0044]此外，在本實施例中，光源11連接到光耦合器設(shè)備12的第一端口 P1，而光接收部分15和SFE掃描器14分別連接到第六端口 P6和第七端口 P7。本實施例的掃描型共焦內(nèi)窺鏡10例如被用于身體的熒光觀察。光源11為發(fā)射激發(fā)光的激光光源或LED光源，所述激發(fā)光引起觀察對象或試劑的熒光。
[0045]來自光源11的激發(fā)光通過光耦合器設(shè)備12的第一端口 Pl輸入并且通過第七端口 P7提供到SFE掃描器14。提供到SFE掃描器14的激發(fā)光經(jīng)過掃描光纖(未顯示)并從內(nèi)窺鏡的插入部分的前端朝向例如施用了試劑的觀察對象射出。由激發(fā)光引起的熒光從觀察對象的表面射出，經(jīng)過SFE掃描器14的掃描光纖,通過第七端口 P7輸入到光稱合器設(shè)備12，然后通過第六端口 P6射出至光接收部分15。激發(fā)光例如為480nm附近的激光。從觀察對象獲得的光為500至600nm波段的熒光，例如，其由于激發(fā)光而在515nm處具有峰值。
[0046]此外，激發(fā)光可以為555nm附近的激光，從觀察對象獲得的光為540至650nm(700nm)波段的熒光，例如，其由于激發(fā)光而在585nm處具有峰值。圖9顯示了上述情況的光譜分布(對應(yīng)于羅丹明B的熒光)。應(yīng)注意，在圖9中，橫坐標(biāo)表示波長(nm)，而縱坐標(biāo)表示任意單位(au)的光強(qiáng)。
[0047]SFE掃描器14的掃描光纖例如包括單光纖。掃描光纖的前端附近設(shè)置有掃描機(jī)構(gòu)(未顯示)，所述掃描機(jī)構(gòu)使用壓電器件等等。掃描光纖的遠(yuǎn)端在發(fā)射激發(fā)光的同時被掃描機(jī)構(gòu)向上、向下、向右和向左彎曲，并且接收聚焦在其尖端處的回光的熒光，從而對觀察對象進(jìn)行二維掃描。所獲得的熒光由光接收部分15進(jìn)和探測并且隨后由信號處理單元16進(jìn)行處理。由此而獲得觀察對象的2D圖像。應(yīng)注意，在光接收部分15的前級處布置有激發(fā)濾光片。激發(fā)濾光片有效地去除在光接收部分15中產(chǎn)生噪聲的激發(fā)光的成分。
[0048]接下來將參考圖3和圖4來解釋第一實施例的光耦合器設(shè)備12的透過率特性、作用和效果。應(yīng)注意，第一實施例中所使用的第一和第二 WDM型光耦合器18和19具有相同的透過率和分支比特性。
[0049]圖3顯示了第一實施例中所使用的具有相同透過率特性的第一 WDM型光耦合器18或第二 WDM型光耦合器19的透過率特性。此外，圖3顯示本實施例中激發(fā)光和熒光的光譜分布。應(yīng)注意，在圖3的曲線圖中，橫坐標(biāo)表示光的波長(nm)，左側(cè)縱坐標(biāo)表示光的透過率(%)，右側(cè)縱坐標(biāo)表示任意單位(au)的光強(qiáng)。
[0050]在圖3中，曲線SI顯示第一 WDM型光耦合器18和第二 WDM型光耦合器19之間的直通端口之間的透過率(％ )，而曲線Cl顯示交叉端口之間的透過率(％ )。直線LI為輸入到光耦合器設(shè)備12的來自于光源11的激發(fā)光的光譜。峰值顯示為100(au)。此外，曲線L2為輸入到光稱合器設(shè)備12的突光的光譜。峰值顯不為100 (au)。
[0051]透過率SI和Cl呈現(xiàn)互補(bǔ)的正弦波形，其總和為100%。一個偏移180°，與另一個反相。本實施例的第一和第二 WDM型光耦合器18和19的透過率特性如下:對于熒光的光譜分布L2，交叉端口之間的透過率Cl的峰值波長被設(shè)置為基本匹配光譜分布L2的峰值波長，而對于激發(fā)光的光譜LI，直通端口之間的透過率SI的50%至小于100%的波段被設(shè)置為包括光譜LI (激發(fā)光的峰值波長)。優(yōu)選的是，直通端口之間的透過率SI對于激發(fā)光的峰值波長LI而言為50%。
[0052]圖4顯示了光耦合器設(shè)備12的從第一端口 Pl到第七端口 P7(P1_P7)的光的透過率特性以及從第七端口 P7到第六端口 P6 (P7-P6)的光的透過率特性，所述光耦合器設(shè)備12包括稱合在一起的第一 WDM型光稱合器18和第二 WDM型光稱合器19。橫坐標(biāo)表不光的波長(nm)，而左側(cè)縱坐標(biāo)表示光的透過率(％)。此外，以與圖3相同的方式，圖4顯示了激發(fā)光和熒光的光譜分布LI和L2，因此右側(cè)縱坐標(biāo)顯示了任意單位(au)的光強(qiáng)。
[0053]在本實施例中，第二端口 P2光學(xué)連接到第八端口 P8以形成環(huán)路，從而從第五端口P5輸入到第二 WDM型光耦合器19的光被進(jìn)一步分路到第八端口 P8并且通過第二端口 P2再次輸入到第一 WDM型光耦合器18。此外，從第七端口 P7輸入到第二 WDM型光耦合器19的光被進(jìn)一步分路到第五端口 P5并且通過第一 WDM型光耦合器18的第二端口 P2再次輸入到第二 WDM型光f禹合器19。由于這一原因,通過曲線Tl表不光I禹合器設(shè)備12的端口 Pl到P7之間的透過率，而通過曲線T2表示端口 P7到P6之間的透過率。
[0054]也就是說，當(dāng)使用本實施例的光耦合器設(shè)備12時，對于通過第一端口 Pl到第七端口 P7引導(dǎo)到SFE掃描器14的激發(fā)光的透過率穩(wěn)定在大約40%。如果注意到從第七端口P7輸入的熒光，則峰附近的波段中的熒光成分(熒光I)從第七端口 P7直接被輸出到第六端口 P6。此外，大部分被分路到第五端口 P5的熒光成分(熒光2)經(jīng)由第二端口 P2和第八端口 P8之間的環(huán)路再次輸入到第二 WDM型光耦合器19，然后通過第六端口 P6輸出。因此，如圖3所示，在光接收部分15中，不僅可以幾乎無損地獲得熒光成分的峰值波段中的光，而且還可以獲得比使用單一 WDM型光耦合器時更寬的波段。
[0055]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，可以有效地探測在現(xiàn)有技術(shù)中不能獲得的熒光2，從而可以使用WDM型光耦合器有效地獲得更寬的帶寬上的光學(xué)信號。此外，根據(jù)本實施例，即使熒光峰的波長稍微偏離，也可以防止熒光的獲取效率下降，因此可以處理大范圍的突光試劑。
[0056]接下來，將參考圖5至圖8解釋本發(fā)明的第二實施例的光傳輸系統(tǒng)。第二實施例的光傳輸系統(tǒng)與第一實施例類似，除了將具有彼此不同的透過率特性的WDM型光耦合器用于光稱合器設(shè)備12的第一 WDM型光稱合器和第二 WDM型光稱合器。因此，為與第一實施例類似配置的部件分配了同樣的附圖標(biāo)記，并省略它們的解釋。
[0057]圖5和圖6是顯示第二實施例中的第一 WDM型光耦合器18和第二 WDM型光耦合器19的透過率特性以及激發(fā)光和熒光的光譜分布LI和L2的曲線圖。圖5的曲線S2顯示了第一 WDM型光耦合器18的直通端口(P1-P3，P4-P2)之間的透過率(％)，曲線C2顯示了第一 WDM型光耦合器18的交叉端口(P1-P4)之間的透過率(％)，圖6的曲線S3顯示了第二 WDM型光耦合器19的直通端口(P5-P7，P8-P6)之間的透過率(％ )，曲線C3顯示了第二WDM型光耦合器19的交叉端口(P5-P8，P7-P6)之間的透過率)。此外，圖7在同一曲線圖中顯示了圖5和圖6的曲線。應(yīng)注意，在不同的曲線圖中用于軸的物理量與圖3和圖4中那些用于軸的物理量是類似的。
[0058]如圖5所不,在第二實施例的第一 WDM型光I禹合器18中，為了將從第一端口 Pl輸入的激發(fā)光盡可能多地引入第四端口 P4，選擇透過率C2為交叉端口(P1-P4)之間的透過率。此外，在第二實施例的第一 WDM型光耦合器18中，選擇直通端口(P4-P2)之間的透過率S2以將從第四端口 P4輸入的熒光2盡可能多(無損)地引入第二端口 P2。例如，端口P1-P3之間的激發(fā)光的分路率為0%至20% (也就是說，端口 P1-P4之間的分路率為100%至80%)。應(yīng)注意，在這種情況下，即使從第四端口 P4輸入激發(fā)光，也根本沒有多少激發(fā)光的反射成分會進(jìn)入第二端口 P2。
[0059]另一方面，如圖6所示，在第二實施例的第二 WDM型光耦合器19中，為了將從第五端口 P5輸入的激發(fā)光盡可能多地引入第七端口 P7，選擇透過率S3為直通端口(P5-P7)之間的透過率。此外，在第二實施例的第二WDM型光耦合器19中，選擇交叉端口(P7-P6)之間的透過率C3以將熒光I無損地引到端口 P6，熒光I代表從SFE掃描器14輸入到第七端口P7的熒光的峰附近的波段成分。例如，端口 P5-P7之間的激發(fā)光的分路率為100%至80%(也就是說，端口 P5-P8之間的分路率為0%至20% )。此外，選擇透過率C3，使得從第七端口 P7輸入的熒光的峰基本匹配第二 WDM型光耦合器19的交叉端口(P7-P6)之間的透過率C3的峰。應(yīng)注意，在這種情況下，即使從第七端口 P7輸入激發(fā)光，也根本沒有多少激發(fā)光的反射成分會進(jìn)入第六端口 P6。
[0060]此外，如圖5和圖6所不,在第二實施例中，例如，第一 WDM型光I禹合器18的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率S2和C2的周期被設(shè)置為第二 WDM型光耦合器19的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率S3和C3的周期大約兩倍或更多的值(例如，2或2以上的整數(shù))。在本實施例中，設(shè)想為2倍。
[0061]圖8顯示了第二實施例的光耦合器設(shè)備12的從第一端口 Pl到第七端口P7(P1-P7))的光的透過率特性以及從第七端口 P7到第六端口 P6(P7-P6)的光的透過率特性。橫坐標(biāo)顯示光的波長(nm)，而左側(cè)縱坐標(biāo)顯示光的透過率(％ )。此外，以與圖5至7相同的方式，圖8顯示了激發(fā)光和熒光的光譜分布LI和L2，而右側(cè)縱坐標(biāo)顯示了任意單位(au)的光強(qiáng)。
[0062]當(dāng)光耦合器18和19的透過率的關(guān)系被設(shè)置成上述情形時，端口之間的透過率具有如圖7所示的關(guān)系。具體而言，第一 WDM型光耦合器18的交叉端口之間的透過率C2和第二 WDM型光耦合器19的直通端口之間的透過率S3都在激發(fā)光的480nm峰值波長附近具有峰。此外，大約480nm處的峰旁邊的透過率S3的峰出現(xiàn)在與第一 WDM型光耦合器18的直通端口透過率S2的峰相同的波長范圍附近(在本實施例中為540nm附近)。
[0063]因此，如圖8所示，在第二實施例中，通過曲線T3表示光耦合器設(shè)備12的端口P1-P7之間的透過率，而通過曲線T4表示端口 P7-P6之間的透過率。也就是說，在第二實施例中，端口 P1-P7之間的透過率T3呈現(xiàn)僅在激發(fā)光的峰值波長附近具有高透過率的窄帶透過率分布。此外，如上所述，通過在預(yù)定波段中使透過率S3的峰與透過率S2的峰基本匹配，端口 P7-P6之間的透過率T4呈現(xiàn)在包括熒光的整個光譜的寬波段上具有高透過率的透過率分布。
[0064]因此，在本發(fā)明的第二實施例中，也可以獲得與第一實施例類似的效果，并且可以配置這樣的光耦合器:對于照射光具有相對較窄的波段上的透過率分布，對于回光具有相對較寬的波段上的透過率分布。
[0065]在本實施例中使用具有線光譜的激光束作為照射光(激發(fā)光)的示例，但是本實施例也可以使用產(chǎn)生具有連續(xù)光譜分布的窄帶光的LED等等作為照射光(激發(fā)光)源。此夕卜，在本實施例中，作為回光，使用熒光作為示例，但是本發(fā)明不限于熒光作為回光。也就是說，本發(fā)明也可以應(yīng)用于這樣的情況:用具有峰值波長λ I的光進(jìn)行照射，并且探測作為回光的具有峰值波長λ2(古λ?)的反射光。如果基于照射光和回光的峰值波長入1和入2來選擇兩個WDM型光耦合器的直通端口和交叉端口之間的透過率，如在本實施例中那樣，則可以有效地獲得寬波段上的回光。
[0066]應(yīng)注意，除內(nèi)窺鏡之外，本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)也可以用于顯微鏡或其他應(yīng)用。此夕卜，在掃描型共焦內(nèi)窺鏡中，移動光纖以掃描觀察對象，但是當(dāng)用于顯微鏡等等時，也可以移動樣本側(cè)以供掃描。
[0067]在本實施例中使用了 2X2輸入/輸出WDM型光耦合器，但是也可以使用2輸入I輸出的耦合器作為第一 WDM型光耦合器。此外，輸入/輸出端口的數(shù)量不限于本實施例的數(shù)量。
【權(quán)利要求】
1.一種光稱合器設(shè)備，包括: 第一 WDM型光稱合器,所述第一 WDM型光稱合器具有第一端口、第二端口和第四端口，當(dāng)把所述第一端口當(dāng)作輸入端時，所述第四端口被定位成交叉端口，當(dāng)把所述第二端口當(dāng)作輸入端時，所述第四端口被定位成直通端口 ；以及 第二 WDM型光耦合器，所述第二 WDM型光耦合器具有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，當(dāng)把所述第五端口當(dāng)作輸入端時，所述第七端口被定位成直通端口，當(dāng)把所述第六端口當(dāng)作輸入端時，所述第七端口被定位成交叉端口，當(dāng)把所述第五端口當(dāng)作輸入端時，所述第八端口被定位成交叉端口，當(dāng)把所述第六端口當(dāng)作輸入端時，所述第八端口被定位成直通端口； 所述第一 WDM型光耦合器的所述第四端口和所述第二 WDM型光耦合器的所述第五端口進(jìn)行光耦合，所述第一 WDM型光耦合器的所述第二端口和所述第二 WDM型光耦合器的所述第八端口進(jìn)行光耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一WDM型光耦合器和所述第二WDM型光耦合器具有如下透過率特性， 進(jìn)入所述第一端口的具有第一峰值波長的光通過所述第四端口和所述第五端口從所述第七端口射出， 從所述第七端口進(jìn)入的具有大于第一峰值波長的第二峰值波長的光直接從所述第六端口射出或者在經(jīng)過所述第五端口、所述第四端口、所述第二端口和所述第八端口的每一個之后從所述第六端口射出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一WDM型光耦合器的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率的周期是所述第二 WDM型光耦合器的直通端口之間以及交叉端口之間的透過率的周期的2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第二WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率的峰值波長基本匹配所述第二峰值波長。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光耦合器設(shè)備，其中對于所述第一峰值波長，所述第一WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率是80 %或更多。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第二WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率在所述第一峰值波長處與所述第一 WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率一同達(dá)到峰值，然后與所述第一 WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率一同達(dá)到下一個峰值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一WDM型光耦合器和所述第二WDM型光耦合器具有相同的透過率特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一和第二WDM型光耦合器的交叉端口之間的透過率的峰值波長基本匹配所述第二峰值波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一和第二WDM型光耦合器的直通端口之間的透過率的50%至小于100%的區(qū)域包括所述第一峰值波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的光耦合器設(shè)備，其中所述第一WDM型光耦合器包括第三端口，當(dāng)把所述第一端口當(dāng)作輸入端時并且在所述第三端口被終止的情況下，所述第三端口被定位成直通端口。
11.一種共焦觀察系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求10中任一項所述的光耦合器設(shè)備，其中所述共焦觀察系統(tǒng)包括: 光源和光探測器，所述光源發(fā)射具有第一峰值波長的光； 所述第一 WDM型光稱合器的所述第一端口與所述光源光稱合； 所述第二 WDM型光耦合器的所述第六端口與所述光探測器進(jìn)行光耦合； 所述光源通過所述第二 WDM型光耦合器的所述第七端口將光發(fā)射至觀察對象；以及所述光探測器通過所述第二 WDM型光耦合器的所述第七端口獲得來自所述觀察對象的回光，所述回光具有大于所述第一峰值波長的第二峰值波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共焦觀察系統(tǒng)，包括掃描裝置，所述掃描裝置通過使用經(jīng)過所述第二 WDM型光耦合器的所述第七端口的具有所述第一峰值波長的光來掃描所述觀察對象以進(jìn)行共焦觀察。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12其中之一所述的共焦觀察系統(tǒng)，其中從所述光源發(fā)射的光被用作激發(fā)光，從所述觀察對象獲得的光是由所述激發(fā)光引起的熒光。
14.一種掃描型共焦內(nèi)窺鏡，包括根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的共焦觀察系統(tǒng)。
【文檔編號】A61B1/00GK104350402SQ201380028326
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】山邊俊明 申請人:Hoya株式會社