[发明专利]光合成器和共焦观察系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用光耦合器的光耦合器设备，具体而言，涉及使用该光耦合器设备的共焦观察系统。

背景技术

光耦合器(光纤耦合器)被用作对光进行分路和合路的无源光学设备。近年来，光耦合器不仅用于光纤通信，还用于共焦内窥镜系统等。例如，作为使用激发光的共焦内窥镜系统，使用2×2 WDM(波分复用)型光耦合器的配置是已知的，其设置有在输入侧(输出侧)上的第一端口和第二端口以及在输出侧(输入侧)上的第三端口和第四端口(PLT 1)。在该共焦内窥镜系统中，从激光光源发射的激发光进入第一端口并从第三端口射出。由射出的激发光引起的对象的荧光进入第三端口并且通过第二端口被引导到光接收部分。此外，该光耦合器被理想地设计使得具有488nm波长的激发光从第一端口进入，并以90:10的比率被分路到第三端口和第四端口，而具有515nm峰值波长的荧光从第三端口进入，并以0:100的比率被分路到第一端口和第二端口。

引文列表

专利文献

PLT 1：日本未审专利公布No.2010-262149A

发明内容

技术问题

在2×2 WDM型光耦合器中，从一个输入侧端口进入并从输出侧端口出射的光的透过率关于波长正弦变化，并且在直通端口和交叉端口处互补(180度反相)。因此，为了将激发光有效地引导到扫描光纤侧并且将荧光主要分路到光接收部分侧，到一个端口的透过率的峰必须与激发光的波长尽可能匹配(基本单一波长)，而到另一端口的透过率的峰必须与荧光的峰值波长相匹配。但是，荧光的光谱通常比激发光的波长与荧光的峰值波长之差更宽，因此大部分波长在光谱边缘附近的荧光最终是被分路到与激光光源相连接的第一端口侧。

也就是说，在使用根据PLT 1的共焦系统的扫描(单光纤)内窥镜(SFE)中，理想的情况是不但能够有效地探测荧光光谱的峰值波长的成分，而且能有效地探测边缘部分附近的波段成分。此外，在上述常规配置中，由于其限制了所获取的荧光波长峰，因此如果荧光峰值波长稍稍偏离，就会发生荧光获取效率的显著下降，或者光耦合器的改变对于不同类型的荧光试剂而言成为必要的。

本发明的目的在于使用WDM型光耦合器有效地获得宽的带宽上的光学信号。

问题的解决方案

本发明的光耦合器设备包括第一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，当把第一端口当作输入端时，第四端口被定位成交叉端口，当把第二端口当作输入端时，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，当把第五端口当作输入端时，第七端口被定位成直通端口，当把第六端口当作输入端时，第七端口被定位成交叉端口，当把第五端口当作输入端时，第八端口被定位成交叉端口，当把第六端口当作输入端时，第八端口被定位成直通端口。第一WDM型光耦合器的第四端口和第二WDM型光耦合器的第五端口进行光耦合，第一WDM型光耦合器的第二端口和第二WDM型光耦合器的第八端口也进行光耦合。

优选地，第一WDM型光耦合器和第二WDM型光耦合器具有如下透过率特性：具有第一峰值波长的光进入第一端口并且在从第七端口射出之前经过第四端口和第五端口，而进入第七端口的光具有大于第一峰值波长的第二峰值波长，其要么直接从第六端口射出，要么在经过第五、第四、第二和第八端口的每一个之后从第六端口射出。

例如，第一WDM型光耦合器的直通端口之间以及交叉端口之间的透过率的周期优选是第二WDM型光耦合器的直通端口之间以及交叉端口之间的透过率的周期的2倍。优选地，在这种情况下，第二WDM型光耦合器的峰值波长的交叉端口之间的透过率基本匹配第二峰值波长。此外，第一WDM型光耦合器的交叉端口之间的透过率在第一峰值波长处优选是例如80％或更多。此外，第二WDM型光耦合器的直通端口之间的透过率优选在第一峰值波长处与第一WDM型光耦合器的交叉端口之间的透过率一同达到峰值，然后与第一WDM型光耦合器的直通端口之间的透过率一同达到下一个峰值。

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过率特性。在这种情况下，第一和第二WDM型光耦合器的交叉端口之间的透过率的峰值波长优选基本匹配第二峰值波长。优选地，从50％至小于100％的第一和第二WDM型光耦合器的直通端口之间的透过率包括第一峰值波长。

此外，第一WDM型光耦合器具有第三端口，当把第一端口当作输入端时并把第三端口当作无连接的终端时，第三端口被定位成直通端口。