波長掃引光源（Wavelength Swept Light Source）とは
概要
波長掃引光源（Wavelength Swept Light Source、波長掃引レーザ光源、波長スイープ光源）は、波長を連続的に変化させたレーザ光を発生させる光源です。レーザ光のコヒーレンス性（可干渉性）を利用した光計測法のひとつであるOFDR（Optical Frequency Domain Reflectometry）を応用した形状計測や変位計測に適しています。OFDR方式は、FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）方式としても広く知られております。
波長掃引光源はセンシング用光源として、精密厚さ計測、振動計測、表面検査、産業用OCT（工業用OCT）といった産業用途、眼科OCTや血管内OCTといった医療用途、大型構造物の変位・ゆらぎ計測などのインフラ／プラント計測用途、測長分野のほか、幅広い分野で活用されています。
アンリツの波長掃引光源は、狭線幅の縦単一モードを連続で、かつモードホップを抑制して波長掃引できるため、高コヒーレンスな波長掃引光が得られます。この波長掃引光源を使用することで、距離範囲を広く、より高精度な計測ができます。
アンリツの波長掃引光源は、高速な波長掃引を実現するMEMSスキャニングミラーを利用できるように、一般的なリットマン配置を独自の光学的配置に改良しました。この光学系では、実効共振器端面からMEMSスキャニングミラーの反射面までで外部共振器が構成されており、この共振器長で決まる複数の縦モードのうち、回折格子の波長選択性で得られた１つのモードのみが選択され、発振するように工夫しています。
アンリツの波長掃引光源の概略図
下図は、MEMSスキャニングミラーの回転に伴う回折格子の波長選択性と、選択された発振モードの変化の様子を模式的に示したものです。
アンリツ製波長掃引光源の発振モードの変化の様子
代表スペック
- 掃引中心波長：1550 nm（1060 nmも対応可ですのでご相談ください）
- 掃引周波数：150 Hz＊1または1250 Hz＊2
- 波長掃引幅 Δλ：15 nm～70 nm＊1または30 nm～110 nm＊2
- 平均光出力：≧10 mW
- 発振モード：縦単一かつ位相連続（モードホップフリー）
- コヒーレンス長（参考値）：＞100 m＊1（Δλ =25 nm）、＞10 m＊2（Δλ =30 nm）
＊1：AQB5500P/AQB5500D
＊2：AQA5500P/AQA5500D
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用途
精密厚み計測
- 光学部品の厚さ計測：ガラスやレンズなどの透明体の厚さ計測
- フィルムや鉄板の厚さ計測、表面粗さ計測
- 半導体ウェハの厚さ計測
振動計測
- 回転体の振動幅の計測：ドリルや円盤などの偏心や面振れ計測
- 振動体の振幅幅計測および周波数計測：スピーカーなど
表面検査
OCT（Optical Coherence Tomography/ 光コヒーレンストモグラフィー：光干渉断層計）
OCTとは、光の干渉を利用して物体や人体の内部を断層撮影し、さらにビームスキャンすることで、立体的な構造を精密に計測する技術です。近赤外光を利用して、非破壊および非接触で撮影できるのが特長で、薄膜製品の不良・不具合検査や、眼科医療の検査などに使用されています。
産業用OCT
- 樹脂・プラスチック製品の厚さ計測、接着部分の検査
- 半導体ウェハの厚さ計測
医療用OCT
- 眼軸長測定装置（バイオメータ）
- 血管内OCT：IVUS（血管内超音波法：intravascular ultrasound）よりも高解像度な断層撮影
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