專利名稱：利用光的傳播模式測量物質中的光學不均勻性和其他屬性的制作方法
技術領域：
本申請涉及多種物質的非侵入、光學探測，包括但不限于人類和動物的皮膚、身體組織和器官。
背景技術：
通過非侵入光學手段來勘測物質是許多研究的目標，因為物質中的光-物質相互作用的不均勻性可以揭示其結構、組成、生理和生物信息。多種基于光學相干區(qū)域反射法(OCDR)的技術可以用于多種物質的光學探測，包括但不限于人類和動物的皮膚、身體組織和器官，以提供這些物質的層析成像測量。在許多OCDR系統(tǒng)中，將來自光源的光分為采樣光束和基準光束，分別沿兩個分離的光路傳播。光源可以是部分相干光源。采樣光束沿著其自身的光路傳播，照射在待研究的物質(或樣品)上，而基準光束沿分離的路徑朝向基準表面?zhèn)鞑ァＨ缓?，使樣品反射的光束與基準表面反射的光束彼此疊加，以進行光學干涉。因為基于波長的相位延遲的緣故，干涉不會導致可觀察的條紋，除非采樣和基準光束的兩個光路長度非常近似。這提供了測距的物理機制。分束器可以用于分路來自光源的光，并組合反射米樣光束和反射基準光束，以便在光檢測器進行檢測。使用相同的器件來分路和重組輻射主要是根據公知的邁克爾遜(Michelson)干涉儀。在 Born 和 Wolf 的“光學原理(Principles of Optics) ”, PergamonPress (1980)中總結了針對部分相干光的干涉的發(fā)現和理論。
自由空間Michelson干涉儀中的低相干光用于測量目的?；诠饫w元件的光學干涉儀用在以低相干光作為表現物質的特性的手段的多種儀器中。光纖OCDR的多種實施例可以在以下文件中所公開的器件中找到Sorin等,美國專利5，202, 745 ;Marcus等,美國專利 5，659，392 ；Mandella 等，美國專利 6，252，666 ；以及 Tearney 等，美國專利 6，421，164。將OOTR以特定光學結構應用在醫(yī)學診斷中已經公知為“光學相干層析成像”(OCT)。圖I示出了用在如美國專利6，421，164和其他公開中所公開的多種光纖0⑶R系統(tǒng)中的典型光學布局。光纖分束器與兩根光纖哨合，這兩根光纖分別用于傳導Michelson結構中的采樣和基準光束。對于這些和其他實施方式中的大多數共同的是，首先，將來自低相干光源的光福射分為兩個分離的光束，其中米樣光束在樣品波導中傳播，與樣品相互作用，而基準光束在基準波導中傳 播。然后，光纖分束器組合來自樣品的反射輻射和來自基準波導的基準光，以引起干涉。

發(fā)明內容
在本申請中描述的、用于非侵入光學探測的設計、技術和典型實施方式利用了沿一個或多個公共光波導內部實質上相同的光路傳播的不同光波和模式的疊加和相互作用。當光波或模式之一與待研究物質相互作用時，其與另一光波或模式的疊加可以用于獲取與物質的光學屬性有關的信息的目的。在本申請中描述的方法和設備至少部分基于對多種技術問題的重視和在商用和用戶友好設備中實現OCDR的實際考慮，以及由上述參考專利和其他公開所公開的OCDR系統(tǒng)中的各種技術限制。作為示例，與圖I所示或前述專利中所描述的OCDR系統(tǒng)設計相關聯(lián)的至少一個缺點是將基準光束與采樣光束分離。由于光路的分離，兩個光束之間的相對光學相位或差分延遲可能會經歷不受控制的波動和變化，如不同的物理長度、振動、溫度、波導彎曲等。例如，當樣品臂是與基準臂分離的基于光纖的導管的形式時，對光纖的操作可能會引起采樣和基準光束之間的差分相位的顯著波動和漂移。這種波動和漂移可能會對測量造成不利的影響。例如，兩個光束之間的差分相位的波動和漂移可能會引起相位敏感測量中的技術難題，如絕對折射率和雙折射測量。在本申請中描述的多種示例中，并未物理地分隔光輻射，使其沿不同的光路傳播。代替地，沿通過一個或多個公共光波導的實質上相同的光路，傳導所有傳播波和模式。這種具有公共光路的設計可以有利地用于在系統(tǒng)中出現環(huán)境波動時、穩(wěn)定不同輻射波和模式之間的相對相位，如溫度變化、系統(tǒng)尤其是波導的物理移動、對波導和系統(tǒng)的振動和聲學沖擊。在這個和其他方案中，設計本系統(tǒng)以廢除多種基于干涉儀的系統(tǒng)中的雙光束路徑結構(其中樣品光和基準光在部分不同的光路中傳播)，以極大地減小差分相位延遲的上述波動和漂移。因此，本系統(tǒng)借助于其光學設計具有差分光學路徑的“內在”穩(wěn)定性，并且對于一些相位敏感測量是有益的，如確定絕對反射相位和雙折射等。此外，本申請中所描述的技術和器件通過使用公共光路來傳導光，簡化了用于光學探測的器件的結構和光學配置。在多種應用中，獲得樣品內部、隔離體內的材料的吸收特性可能是有益的。在其他情況下，可能希望通過其特征譜吸收率，標識出一些物質的分布。在一些OCDR系統(tǒng)中，如前述專利中的系統(tǒng)，困難的是，針對這些和其他譜特性，直接進行光學不均勻性的測量。可以配置本申請中所描述的系統(tǒng)和技術，允許樣品的這些和其他譜特性的直接測量。
下面，描述典型實施方式，以示出本系統(tǒng)和技術的多種特征和優(yōu)點。這種特征之一是通過利用低相干輻射的非侵入手段獲取與物質中的光學不均勻性有關的信息的方法和設備。另一特征是通過消除將光輻射分為樣品路徑和基準路徑的必要，實現高信號穩(wěn)定性和高信噪比。例如，額外的特征包括可以進行如雙折射和絕對折射率等相位解析測量的平臺、獲得與譜吸收率有關的光學不均勻性的能力、解決各種基于干涉儀的光學系統(tǒng)中由于偏振變化而引起的信號漂移和衰落的問題、以及以簡單的光學排列有效地使用源輻射。這里所描述的系統(tǒng)和技術的優(yōu)點尤其包括提高性能和設備可靠性、簡化操作和維護、簡化光學布局、降低設備復雜性、降低制造復雜性和成本。將描述用于光學傳感樣品的多種典型方法和技術。在一些實施方式中，兩個不同光學傳播模式(例如，第一和第二模式)的輸入光通過公共輸入光路通往光學探頭，所述光學探頭將第二模式的部分輸入光發(fā)送到樣品上。探頭將第一模式的光和來自樣品的、第二模式的返回光通過公共光路送往檢測模塊。
例如，這里所描述的一種方法包括以下步驟。通過光波導，向樣品傳導第一傳播模式和第二、不同傳播模式的光輻射。使第一傳播模式的輻射遠離樣品，不到達樣品。傳導第二傳播模式的輻射，與樣品相互作用，以根據相互作用，產生返回輻射。將第二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射耦合到遠離樣品的光波導中。接下來，使用來自光波導的第二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射，以提取出樣品的信息。作為另一示例，描述了一種用于對樣品進行光學測量的器件，包括波導、探頭和檢測模塊。波導支持第一傳播模式和第二、不同傳播模式，并用于接收和傳導第一和第二傳播模式的輸入光束。探頭與波導相耦合，以接收輸入光束，并將第一傳播模式的第一部分輸入光束以第一傳播模式反射回波導，并將第二傳播模式的第二部分輸入光束送往樣品。探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射，并將反射輸出到波導，作為第二傳播模式的反射第二部分。檢測模塊用于接收波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。本申請還描述了使用一個輸入波導向光學探頭傳導輸入光以及使用另一輸出波導傳導來自光學探頭的輸出的器件。例如，一種用于對樣品進行光學測量的器件可以包括輸入波導，支持第一傳播模式和第二、不同傳播模式，接收并傳導第一和第二傳播模式的輸入光束。所述器件還可以包括輸出波導，支持第一和第二傳播模式。在此器件中，探頭可以與輸入波導相I禹合以接收輸入光束，并與輸出波導相I禹合，探頭可用于將第一傳播模式的第一部分輸入光束以第一傳播模式傳導到輸出波導中，并將第二傳播模式的第二部分輸入光束傳導到樣品上。探頭收集來自樣品的、對第二波分的反射，并將發(fā)射輸出到輸出波導，作為第二傳播模式的反射第二部分。此外，此器件中可以包括檢測模塊，用于接收輸出波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。在一些其他實施方式中，將單一光傳播模式(例如，第一預定模式)的光送往待測樣品附近的光學探頭。光學探頭使輸入光的第一部分以第一模式遠離樣品，將輸入光的第二部分送往樣品。然后，光學探頭以第二、不同模式傳導來自樣品的返回光，在公共光路中與第一模式的第一部分共同傳播。例如，一種用于對樣品進行光學測量的方法包括以下步驟。將第一傳播模式的傳導光束送往樣品。在第一傳播模式的第一部分傳導光到達樣品之前，在樣品附近的位置處，使第一部分遠離樣品。傳導第一傳播模式的第二部分到達樣品?？刂苼碜詷悠返?、對第二部分的反射，使其處于不同于第一傳播模式的第二傳播模式，以產生反射第二部分。然后，通過公共波導，將第一傳播模式的反射第一部分和第二傳播模式的反射第二部分傳導到檢測模塊中，以從反射第二部分中提取出與樣品有關的信息。還描述了另一種用于對樣品進行光學測量的方法。在此方法中，將第一傳播模式的光送往待測樣品附近。然后，在樣品附近，不到 達樣品，使第一傳播模式的第一部分光遠離樣品傳播。將第一傳播模式的第二部分光送往樣品，引起在樣品處的反射。控制來自樣品的反射光，使其處于與第一傳播模式獨立的第二傳播模式，以便沿公共光路與第一部分共同傳播。利用第一傳播模式的第一部分和第二傳播模式的反射光來獲得樣品的信息。本申請還描述了用于對樣品進行光學測量的器件和系統(tǒng)的典型實施方式，其中光探頭接收一個模式的輸入光并輸出兩個模式的光。這種器件的一個示例包括波導，用于接收和傳導第一傳播模式的輸入光束；和探頭，與波導相稱合以接收輸入光束，并將輸入光束的第一部分以第一傳播模式反射回波導，以及將輸入光束的第二部分送往樣品。此探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射，并將反射以不同于第一傳播模式的第二傳播模式輸出到波導，作為反射第二部分。此器件還包括檢測模塊，用于接收波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。在另一示例中，公開了一種用于對樣品進行光學測量的設備，包括光源；波導，至少支持第一和第二獨立傳播模式，并將來自光源的、第一傳播模式的光輻射傳導到待測樣品的附近；探頭，在樣品的附近，端接波導，并反轉波導中、一部分第一傳播模式的傳播方向，同時將剩余的光輻射傳向樣品，所述探頭可用于將來自樣品的反射光轉換為第二傳播模式；以及差分延遲調制器，傳輸來自探頭和波導的、第一和第二傳播模式的光，并改變第一和第二傳播模式之間的相對光路長度。在此設備中，包括模式組合器，用于接收來自差分延遲調制器的光，并用于通過將每個模式的一部分轉換為一對新模式，疊加第一和第二傳播模式。在此設備中，使用至少一個光電檢測器，用于接收兩個新模式中的至少一個的光。此外，使用電子控制器與光電檢測器進行通信，并用于從光電檢測器的輸出中提取出樣品的信息。在另一示例中，描述了一種器件，包括光波導、光學探頭和光學檢測模塊。光波導用于傳導第一光學模式的光輻射。光學探頭與光波導相耦合，用于接收光輻射。所述光學探頭可用于(I)將光輻射的一部分重定向回光波導，同時向樣品傳播剩余的輻射；(2)接收來自樣品的反射或后向散射輻射，并將其送入波導；以及(3)控制來自樣品的反射或后向散射光，使其處于不同于第一光學模式的第二光學模式。光學檢測模塊用于通過波導接收由探頭重定向的輻射，并將第一和第二光學模式的光輻射，至少一部分，轉換為公共光學模式。用于對樣品進行光學測量的器件的另一示例包括輸入波導、輸出波導和探頭。輸入波導支持第一和第二不同傳播模式，并用于接收和傳導第一傳播模式的輸入光束。輸出波導支持第一和第二不同傳播模式。探頭與輸入波導相I禹合以接收輸入光束，并與輸出波導相I禹合以輸出光。探頭可用于將第一傳播模式的第一部分輸入光束送入輸出波導，以及將第二部分輸入光束送往樣品。此外，探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射，并以第二傳播模式將反射輸出到輸出波導，作為反射第二部分。此外，此器件包括檢測模塊，用于接收輸出波導中的反射 第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信
肩、O本申請還描述了一種用于對樣品進行光學測量的設備的示例。在此示例中，使用能夠保持至少一個傳播模式的第一波導。發(fā)射輻射的光源用于激勵第一波導中的傳播模式。光檢測器用于以其第一端口端接第一波導，使進入第一端口的光模式，至少一部分，通過第二端口，并使進入第二端口的光模式，至少一部分，通過第三端口。所述設備還包括第二波導，支持至少兩個獨立傳播模式，并具有與第二端口耦合的第一端、和第二端。具體地，探頭與第二波導的第二端相耦合，并用于將部分光的傳播方向反轉回第二波導，并將剩余的光傳向樣品。此探頭可用于將來自樣品反射的收集光變換為由第二波導支持的正交模式，并將正交模式的光送入第二波導。還包括支持至少兩個獨立傳播模式的第三波導，與光檢測器的第三端口相連，用于從中接收光。利用差分延遲調制器與第三波導相連，以接收來自第二波導的光，并參照一個模式，向另一模式施加可變相位延遲和可變路徑長度。支持至少兩個獨立模式的第四波導與差分延遲調制器相耦合，用于從中接收光。定位檢測子系統(tǒng)以接收來自第四波導的光，并疊加來自第四波導的兩個傳播模式以形成兩個相互正交的新模式。此檢測子系統(tǒng)包括兩個光電檢測器，分別接收新模式的光。此外，本申請描述了光學傳感器件和系統(tǒng)，將單一傳播模式的輸入光送往光學探頭，并使用光學探頭以相同的模式、沿可以由一個或多個連接波導形成的公共傳播路徑、向檢測模塊傳導未到達樣品的光和從樣品返回的光。例如，基于此方案的器件可以包括至少支持光的輸入傳播模式的波導、與波導耦合的探頭、和檢測模塊。波導用于接收和傳導輸入傳播模式的輸入光束。探頭用于接收輸入光束，并將第一部分輸入光束以輸入傳播模式反射回波導，以及將輸入傳播模式的第二部分輸入光束送往樣品。探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射，并以輸入傳播模式向波導輸出該反射，作為反射第二部分。檢測模塊用于接收來自波導的、輸入傳播模式的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。在附圖、文字描述和權利要求書中，詳細描述了這些和其他特征、系統(tǒng)配置、相關優(yōu)點和實施方式的變體。


圖I示出了具有位于兩個分離光路中的基準和樣品光束的、基于公知的Michelson干涉儀的傳統(tǒng)光學傳感器件的示例。圖2示出了根據一個實施方式的傳感器件的一個示例。圖3示出了圖2所示的系統(tǒng)的典型實施方式。圖4示出了用在圖3中的探頭的一個典型實施方式和偏振選擇反射器(PSR)的一個典型實施方式。圖5A和5B示出了另一典型光學傳感系統(tǒng)，使用三個波導和光定向器，在測量樣品時，向和從探頭傳導兩個模式的光。圖6作為相位的函數示出了在圖5A和5B的系統(tǒng)中的檢測器處接收到的強度波形，其中檢測光強度表現出擁有基頻及其諧波的振蕩波形。圖7示出了圖5B所示系統(tǒng)或圖3所示系統(tǒng)用于獲取光學不均勻性圖像的一個典型操作。圖8A和SB示出了光學傳感系統(tǒng)的光學布局的一個典型設計及其利用電子控制器的系統(tǒng)實施方式，其中將單一模式用作輸入光。圖9示出了系統(tǒng)實施方式的另一示例，其中光學探頭接收單一輸入模式的光，并將部分光轉換為不同的模式。圖IOA和IOB示出了用在傳感系統(tǒng)中的探頭的可能設計的兩個示例，其中輸入光
是單一模式的。圖11示出了光檢測器的一個實施方式，包括保偏光環(huán)行器和兩個偏振分束器。
圖12示出了用在此光學傳感系統(tǒng)中的光學差分延遲調制器的示例，其中施加外部控制信號，以控制差分延遲元件來改變和調制輸出中的相對延遲。圖12A和12B示出了用于實現圖12中的光學差分延遲調制器的兩個典型器件。圖13A和13B示出了適合于實現圖12所示的光學差分延遲調制器的機械可變延遲元件的兩個示例。圖14A示出了作為整個差分延遲調制器的一部分的、圖12B中的延遲器件的典型實施方式。圖14B示出了基于圖14A所示的設計的延遲器件，其中反射鏡和可變光學延遲線由圖13A所示的機械延遲器件實現。圖15示出了可代替如圖5B所示的器件的光學傳感系統(tǒng)。圖16示出了基于圖2所示的設計的系統(tǒng)，其中將可調諧濾波器插入在輸入波導中，對兩個不同模式的輸入光進行濾波。圖17示出了基于圖8A所示的設計的另一典型系統(tǒng)，其中將可調諧濾波器插入在輸入波導中，對單一模式的輸入光進行濾波。圖18示出了圖16和17所示的器件中的可調諧帶通濾波器的操作。圖19A示出了人類皮膚組織的示例，其中可利用這里所描述的光學傳感技術來測量表皮和皮下層之間的真皮層中的葡萄糖濃度。圖19B示出了在I到2. 5微米之間的波長范圍內、血液中的一些主要葡萄糖吸收峰。圖20示出了圖3所示的檢測子系統(tǒng)的一個典型實施方式，其中使用兩個衍射光柵來分離來自偏振分束器的輸出光束中的不同譜分量。圖21和22不出了向光學探頭傳導單一模式的光并以相同的單一模式傳導來自探頭的輸出光的光學傳感器件的示例。圖23示出了針對圖21和22所示的器件的光學探頭的設計的示例，其中光學探頭并不改變光的模式。
具體實施例方式在諸如光波導等光路中傳播的光的能量可以位于不同的傳播模式中。不同的傳播模式可以具有多種形式。光的光學偏振態(tài)是這種傳播模式的示例。在缺乏耦合機制時，兩個獨立的傳播模式不會彼此混合。作為示例，兩個正交的偏振模式不會彼此相互作用，即使這兩個模式沿相同的光路或波導傳播，并且空間上彼此疊加。本申請中所描述的典型技術和器件利用相同光路或波導中的光中的兩個獨立傳播模式，來測量樣品的光學屬性?？梢允褂锰筋^將光送往樣品，可以是兩個傳播模式的，也可以是單一傳播模式的，并接收來自樣品的反射或后向散射光。例如，可以將一束第一傳播模式的傳導光送往樣品?？梢园才诺谝粋鞑ツＪ降牡谝徊糠衷诘竭_樣品之間被反射，而允許第一傳播模式的第二部分到達樣品?？刂苼碜詷悠返摹Φ诙糠值姆瓷?，使其處于不同于第一傳播模式的第二傳播模式，以產生發(fā)射第二部分。通過公共波導，將第一傳播模式的反射第一部分和第二傳播模式的反射第二部分送入檢測模塊中，以便從反射第二部分中提取出與樣品有關的信息。在另一不例中,可以通過光波導，向樣品傳導第一傳播模式和第二、不同傳播模式的光輻射。傳導第一傳播模式的輻射，使其遠離樣品，不到達樣品。傳導第二傳播模式的輻射，使其與樣品相互作用，以產生來自相互作用的返回輻射。將第二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射耦合到遠離樣品的光波導中。然后，利用來自光波導的第 二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射，來提取出樣品的信息。在基于本申請公開的這些和其他實施方式中，限定兩個獨立模式在自由空間中的相同波導或相同光路中進行傳播，除了探測光在探頭和樣品之間傳播了額外的距離。此特征穩(wěn)定了光的兩個模式之間的相對相位或差分光路徑，即使是發(fā)生波導的機械移動。這與其中樣品光和基準光在不同光路中傳播的干涉儀傳感器件相反。這些具有分離光路的干涉儀傳感器件易于受到由于差分光路中的變化而引起的噪聲的影響，通常在光學結構上較為復雜，難于操作和實施。下述基于波導的示例部分設計用于克服這些和其他限制。圖2示出了根據一個實施方式的傳感器件的一個示例。此器件沿相同的波導將兩個傳播模式的光送往樣品205附近的光學探頭，用于獲取樣品中的光學不均勻性信息。在一些應用中，可以使用樣品夾具來支撐樣品205。將來自寬帶光源201的光輻射耦合到第一雙模波導271中，以激勵兩個正交傳播模式001和002。光定向器210用于將兩個模式傳向第二雙模波導272，第二雙模波導272端接探頭220。探頭220可以配置為至少執(zhí)行以下功能。探頭220的第一個功能是反轉波導272中、模式001的部分光的傳播方向；探頭220的第二個功能是重新整形模式002的剩余部分光，并將其傳遞到樣品205 ；以及探頭220的第三個功能是將從樣品205反射的光收集到第二雙模波導272中。然后，光定向器210將模式001和002的后向傳播光送往第三波導273，并進一步傳向差分延遲調制器250。差分延遲調制器250能夠改變兩個模式001和002之間的相對光路長度和光學相位。檢測子系統(tǒng)260用于疊加兩個傳播模式001和002，以形成兩個彼此正交的新模式，以便由光電檢測器接收。每個新模式均為模式001和模式002的混合模式。在檢測子系統(tǒng)260中、兩個模式001和002的疊加允許進行距離檢測。以模式002進入檢測子系統(tǒng)260的光被樣品反射，承載有與樣品的光學不均勻性有關的信息，而另一模式001在探頭220的內部旁路了樣品205。只要這兩個模式001和002保持獨立地通過波導，其在檢測子系統(tǒng)260中的疊加就可以用于獲得與樣品205有關的信息，而無需用在一些傳統(tǒng)Michelson干涉儀系統(tǒng)中的分離光路。為了簡化分析，通過在第一波導271中，假設模式001的振幅是第一線偏振E■，模式002的振幅是第二、正交線偏振E■，考慮源光譜的薄切片。樣品205的特征在于本質上較為復雜的有效反射系數r ;差分延遲調制器350的特征在于作用于模式001的純相移r?，F在，通過將其投影到在矢量空間中相對旋轉45度的一對新模式Ea和Eb上，疊加兩個模式OOl和002?？梢匀缦卤硎拘履Ｊ紼a和Eb :
Ea=^t E(m+rEim)-^( I)
Eb = -j^(ejTEm -rEmz).假設系統(tǒng)中除了樣品205以外的所有組件都是無損的。所得到的兩個疊加模式的
強度為
1A =去fei+五COS(r —爐)];
< ^(Z)
,B= ^ \^m +^('xc _ H五Iim 五IKC COS(r —爐)],其中識是與來自樣品的反射相關聯(lián)的相位延遲。反映反射系數!■的特征的較為方便的方式是測量上述兩個強度的差，即
Ia-1B =Ij I En A02 cos(r -(p).U )如果通過差分延遲調制器250調制r，則相應地調制測量信號，等式(3)。對于r的周期或時間線性變化，測量到的、具有周期振蕩的響應及其峰峰值與r的絕對值成正比。對于圖2中的寬帶光源201，考慮兩個相位r和供與波長相關。如果兩個模式001和002在其到達檢測系統(tǒng)260時經歷了有較大不同的路徑，整體相位角r-爐也應當是極為波長相關的。因此，測量到的信號(應該是等式(3)在源光譜上的積分)產生了平滑的函數，即使r是變化的。在測量到的信號中發(fā)生顯著振蕩的條件是在其疊加位置處，兩個模式001和002經歷類似的路徑長度。在這種情況下，整體相位角r-p變得波長無關或幾乎波長無關。換句話說，對于有調制器250設置的給定相對路徑長度，測量信號中的振蕩表示來自等于兩個模式001和002所傳播的光路長度的距離的、另一模式的反射。因此，可以利用圖2所示的系統(tǒng)來測定反射源的距離。由于兩個模式001和002之間的相對相位的穩(wěn)定性，可以利用圖2所示的系統(tǒng)相對容易地進行相位敏感測量。以下將描述基于圖2所示的系統(tǒng)的典型方法，用于確定與從樣品205反射的輻射相關聯(lián)的絕對相位。在此方法中，差分相位調制器250將正弦調制應用于差分相位，調制大小為M，調
制頻率為Q。測量兩個新模式的強度差，并可以如下表示
I ,-In =I1.1 Knn1^uc cosIm sin(Q/)-￠)].("I )由等式⑷可知，測量結果表現出基頻Q的振蕩和基頻Q的諧波頻率的振蕩?；l和每個諧波的振幅與爐和|r|有關?？梢缘贸鰎與諧波之間的關系。例如，基頻振蕩和第二諧波的振幅可以從等式(4)中得到，為
= EmEfmJl(M) I r I sin( oa )
權利要求
1.一種用于對樣品進行光學測量的方法，包括 將一束傳導光送往樣品； 在第一部分傳導光到達樣品之前，在樣品附近的位置處，反射第一部分傳導光使第一部分傳導光遠離樣品，同時使傳導光的第二部分到達樣品； 傳導來自樣品的、對第二部分的反射作為反射第二部分，所述反射第二部分在反射所述第一部分的位置處與所述第一部分重疊并且共同傳播；以及 通過公共波導，將反射第一部分和反射第二部分兩者傳導到檢測模塊中，以從反射第二部分中提取出與樣品有關的信息。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于將傳導光按照第一傳播模式送往所述樣品中，所述第一部分處于第一傳播模式，并且所述反射第二部分處于與所述第一傳播模式不同的第二傳播模式，其中第一傳播模式和第二傳播模式是彼此正交的兩個偏振模式。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于按照第一傳播模式和與所述第一傳播模式不同的第二傳播模式將所述傳導光送往樣品，并且其中所述第一部分處于第一傳播模式，以及所述反射第二部分處于第二傳播模式。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于將傳導光按照第一模式送往樣品中，以及其中當在共同波導中共同傳播時，所述第一部分和所述反射第二部分處于所述第一傳播模式。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于還包括使用法拉第旋轉器，使反射第二部分處于第二傳播模式。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于還包括使用四分之一波片，使反射第二部分處于第二傳播模式。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述公共波導是保偏波導。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括使用不同于公共波導的第一波導，將傳導光送往樣品。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括調整第一部分和反射第二部分之間的相對相位延遲。
10.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括 在檢測模塊中混合由公共波導輸出的共同傳播的第一部分和反射第二部分的能量，以產生第一光信號和第二光信號；以及 檢測第一和第二光信號，以提取出樣品的信息。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于還包括使用第一光信號和第二光信號之間的差來提取樣品的信息。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于還包括 以調制頻率調制反射第一部分和反射第二部分之間的相對相位延遲；以及 利用調制頻率和調制頻率的諧波的差的幅度信息來提取樣品的信息。
13.根據權利要求10所述的方法，其特征在于還包括 分離第一光信號中的不同光譜分量； 測量第一光信號中的不同光譜分量； 分離第二光信號中的不同光譜分量；測量第二光信號中的不同光譜分量；以及 利用測量結果，獲得從不同光譜分量中選擇的光譜分量處的樣品光譜響應。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于還包括使用光學光柵，通過光學衍射，分離第一光信號中的不同光譜分量。
15.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括控制去往樣品的傳導光的譜屬性，以獲得樣品的信息。
16.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括使用可調諧光學帶通濾波器選擇去往樣品的傳導光的光譜范圍的中心波長，以獲得樣品在光譜范圍內的光譜響應。
17.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括 將反射第一部分和反射第二部分之間的相對相位延遲調整為第一數值，以測量與樣品內的第一層相關聯(lián)的第一信號； 將相對相位延遲調整為第二、不同數值，以測量與樣品內的第二層相關聯(lián)的第二信號；以及 獲得第一和第二信號之間的比值，以提取出與位于第一和第二層之間的樣品層有關的信息。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于還包括使用可調諧光學帶通濾波器選擇去往樣品的傳導光的光譜范圍的中心波長，以獲得位于第一和第二層之間的樣品層在光譜范圍內的光譜響應。
19.根據權利要求17所述的方法，其特征在于還包括使用比值來測量皮膚組織的真皮層中的葡萄糖濃度。
20.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括 將反射第一部分和反射第二部分之間的相對相位延遲調整為一數值，選擇來自其的反射第二部分中的反射分量實質上與反射第一部分相位匹配的層； 以調制器頻率在所述數值周圍調制相對相位，以獲得測量結果；以及 處理測量結果，以獲得與該層有關的信息。
21.根據權利要求20所述的方法，其特征在于還包括 使用光學延遲器件產生和調整相對相位延遲；以及 使用光學延遲調制器調制相對相位。
22.根據權利要求I所述的方法，其特征在于還包括調整第二部分和樣品之間的相對橫向位置，以傳導第二部分到達樣品上的不同位置，以獲得不同位置處的信息。
23.一種器件，包括 光波導，用于傳導第一光學模式的光輻射； 光學探頭，與光波導相耦合，以接收光輻射，所述光學探頭用于(I)將光輻射的一部分重定向回光波導，同時向樣品傳播剩余的輻射；(2)接收來自樣品的反射或后向散射輻射以與重新送入的部分重疊和共同傳播，并將其送入波導；以及(3)控制來自樣品的反射或后向散射光，使其處于不同于第一光學模式的第二光學模式；以及 光學檢測模塊，用于通過波導接收由探頭重定向的輻射，并將第一和第二光學模式的光輻射，至少一部分，轉換為公共光學模式。
24.根據權利要求23所述的器件，其特征在于光波導包括光纖。
25.根據權利要求23所述的器件，其特征在于光波導包括保偏光纖。
26.根據權利要求23所述的器件，其特征在于還包括差分延遲器件，位于光學探頭和光學檢測模塊之間的光路中，用于調制兩個傳播模式的相對光學路徑長度。
27.一種用于對樣品進行光學測量的器件，包括 輸入波導，支持第一和第二不同傳播模式，用于接收和傳導第一傳播模式的輸入光束； 輸出波導，支持第一和第二不同傳播模式； 探頭，與輸入波導相I禹合以接收輸入光束，并與輸出波導相I禹合以輸出光，探頭將第一傳播模式的第一部分輸入光束送入輸出波導，以及將第二部分輸入光束送往樣品，探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射作為第二傳播模式的反射第二部分，以在對反射第一部分進行反射的位置處與反射第一部分空間重疊和共同傳播，并且將反射第一和第二部分輸出到輸出波導；以及 檢測模塊，用于接收輸出波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。
28.根據權利要求27所述的器件，其特征在于輸入和輸出波導是保偏光纖。
29.根據權利要求27所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學帶通濾波器，對其進行定位以對由檢測模塊接收的光進行濾波。
30.一種方法,包括 通過光波導，向樣品傳導第一傳播模式和第二、不同傳播模式的光輻射； 使第一傳播模式的輻射遠離樣品，不到達樣品； 傳導第二傳播模式的輻射，與樣品相互作用，以根據相互作用，產生返回輻射，以在將第一傳播模式的輻射傳送遠離樣品的位置處，與第一傳播模式的輻射空間重疊和共同傳播； 將第二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射耦合到遠離樣品的光波導中；以及 使用來自光波導的第二傳播模式的返回輻射和第一傳播模式的輻射，以提取出樣品的信息。
31.根據權利要求30所述的方法，其特征在于第一傳播模式和第二傳播模式是彼此正交的兩個偏振模式。
32.根據權利要求31所述的方法,其特征在于第一傳播模式和第二傳播模式是兩個正交線偏振模式。
33.根據權利要求30所述的方法，其特征在于波導是保偏光纖。
34.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括調整在遠離樣品的光波導中傳導的第一傳播模式的福射和第二傳播模式的福射之間的相對相位延遲，以選擇樣品層進行測量。
35.根據權利要求34所述的方法，其特征在于還包括在測量樣品時，以調制頻率調制相對相位延遲。
36.根據權利要求34所述的方法，其特征在于還包括 將相對相位延遲調整為第一數值，以測量與樣品內的第一層相關聯(lián)的第一信號； 將相對相位延遲調整為第二、不同數值，以測量與樣品內的第二層相關聯(lián)的第二信號；以及 獲得第一和第二信號之間的比值，以提取出與位于第一和第二層之間的樣品層有關的信息。
37.根據權利要求36所述的方法，其特征在于還包括使用可調諧光學帶通濾波器對輻射進行濾波，以獲得位于第一和第二層之間的樣品層在光譜范圍內的光譜響應。
38.根據權利36所述的方法，其特征在于還包括在皮膚組織被用作樣品時，使用比值來測量皮膚組織的真皮層中的葡萄糖濃度。
39.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括控制第一和第二傳播模式的輻射的譜屬性，以獲得樣品的信息。
40.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括使用可調諧光學帶通濾波器選擇去往樣品的輻射的光譜范圍的中心波長，以獲得樣品在光譜范圍內的光譜響應。
41.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括使用可調諧光學帶通濾波器選擇通過波導遠離樣品的輻射的光譜范圍的中心波長，以獲得樣品在光譜范圍內的光譜響應。
42.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括 混合第一傳播模式和第二傳播模式的能量，以產生第一光信號和第二光信號；以及 檢測第一和第二光信號，以提取出樣品的信息。
43.根據權利要求42所述的方法，其特征在于還包括使用第一光信號和第二光信號之間的差來提取樣品的信息。
44.根據權利要求43所述的方法，其特征在于還包括 以調制頻率調制在遠離樣品的光波導中傳導的第一傳播模式的輻射和第二傳播模式的輻射之間的相對相位延遲；以及 利用調制頻率和調制頻率的諧波的差的幅度信息來提取樣品的信息。
45.根據權利要求42所述的方法，其特征在于還包括 分離第一光信號中的不同光譜分量； 測量第一光信號中的不同光譜分量； 分離第二光信號中的不同光譜分量； 測量第二光信號中的不同光譜分量；以及 利用測量結果，獲得從不同光譜分量中選擇的光譜分量處的樣品光譜響應。
46.根據權利要求45所述的方法，其特征在于還包括使用光學光柵，通過光學衍射，分離第一光信號中的不同光譜分量。
47.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括 將在遠離樣品的光波導中傳導的第一傳播模式的輻射和第二傳播模式的輻射之間的相對相位延遲調整為一數值，選擇來自其的第二傳播模式的返回輻射中的反射分量實質上與第一傳播模式的輻射相位匹配的層； 以調制器頻率在所述數值周圍調制相對相位，以獲得測量結果；以及 處理測量結果，以獲得與該層有關的信息。
48.根據權利要求47所述的方法，其特征在于還包括 使用光學延遲器件產生和調整相對相位延遲；以及使用光學延遲調制器調制相對相位。
49.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括調整第二傳播模式的輻射和樣品之間的相對橫向位置，以傳導該輻射到達樣品上的不同位置，以獲得不同位置處的信息。
50.根據權利要求30所述的方法，其特征在于還包括 將第一和第二傳播模式的光輻射，至少一部分，轉換為一對新傳播模式；以及 檢測這對新傳播模式的強度，以提取出與樣品有關的信息。
51.根據權利要求30所述的方法,其特征在于第一和第二傳播模式是兩個正交線偏振模式，所述方法還包括 使用偏振器，部分混合第一和第二傳播模式，以產生新線偏振模式的光信號；以及 檢測光信號，以獲得樣品的信息。
52.一種用于對樣品進行光學測量的器件，包括 波導，支持第一傳播模式和第二、不同傳播模式，并用于接收和傳導第一和第二傳播模式的輸入光束； 探頭，與波導相耦合，以接收輸入光束，并將第一傳播模式的第一部分輸入光束以第一傳播模式反射回波導，并將第二傳播模式的第二部分輸入光束送往樣品，探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射作為第二傳播模式的反射第二部分，以在對反射第一部分進行反射的位置處與反射第一部分空間地重疊和共同傳播，并且探頭將反射第一和第二部分輸出到波導；以及 檢測模塊，用于接收波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。
53.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括 光學延遲器件，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的相對相位延遲；以及 光學延遲調制器，位于反射第一和第二部分的光路中，用于調制相對相位。
54.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括光學延遲調制器，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的相對相位延遲，以及用于調制相對相位。
55.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括可變光學延遲單元，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的可變相對相位延遲，其中所述可變光學延遲單元包括 模式分束單元，用于將第一傳播模式的反射第一部分和第二傳播模式的反射第二部分分別分離到第一光路和第二光路中；以及 可變光學延遲元件，位于第一和第二光路之一中，用于調整光路長度。
56.根據權利要求55所述的器件，其特征在于所述可變光學延遲元件包括 分束器，用于接收要延遲的輸入光束，以及透射輸入光束的一部分； 透明片，用于接收來自分束器的透射光，并進行旋轉，以改變透射光的路徑長度；以及 反射鏡，用于將透射過透明片的光反射回透明片，使其到達分束器，分束器反射來自透明片的光，作為延遲輸出。
57.根據權利要求55所述的器件，其特征在于所述可變光學延遲元件包括光環(huán)行器，用于在第一端口接收要延遲的輸入光束，并將輸入光束送往第二端口 ；透明片，用于接收來自光環(huán)行器的第二端口的光，并進行旋轉，以改變從中穿過的光的路徑長度；以及 反射鏡，用于將透射過透明片的光反射回透明片，使其到達光環(huán)行器的第二光學端口，光環(huán)行器將來自第二端口的光送往第三端口，作為延遲輸出。
58.根據權利要求55所述的器件,其特征在于可變路徑長度兀件包括光纖和與光纖哨合、用于改變光纖長度的光纖延伸器。
59.根據權利要求55所述的器件，其特征在于可變路徑長度元件包括兩個光學準直器和位于連接兩個光學準直器的光路中的可移動后向反射器。
60.根據權利要求55所述的器件，其特征在于可變路徑長度元件包括兩個光學準直器、以及位于連接兩個光學準直器的光路中的光學片和反射器，其中所述光學片旋轉，以改變光的路徑長度。
61.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括可變光學延遲單元，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的可變相對相位延遲，其中所述可變光學延遲單元包括至少一個可調諧雙折射材料和至少一個固定雙折射材料。
62.根據權利要求61所述的器件，其特征在于可調諧雙折射材料包括液晶。
63.根據權利要求61所述的器件，其特征在于可調諧雙折射材料包括電光雙折射材 料。
64.根據權利要求52所述的器件，其特征在于檢測模塊包括光檢測器。
65.根據權利要求64所述的器件，其特征在于檢測模塊還包括光學偏振器，用于接收和混合反射第一和第二部分，以產生對光檢測器的光學輸出。
66.根據權利要求65所述的器件，其特征在于還包括電子單元，用于處理來自光檢測器的輸出，并處理輸出，以提取出樣品的信息。
67.根據權利要求52所述的器件，其特征在于檢測模塊包括 光學偏振分束器，用于接收和混合分別為第一和第二傳播模式的反射第一和第二部分，以產生第一光信號和第二光信號； 第一光檢測器，用于接收第一光信號； 第二光檢測器，用于接收第二光信號；以及 電子單元，用于接收和處理來自第一和第二光檢測器的輸出，以提取出樣品的信息。
68.根據權利要求67所述的器件，其特征在于第一和第二光檢測器分別是第一和第二檢測器陣列，所述器件還包括 第一光柵，用于接收和衍射第一光信號； 第一透鏡，用于將第一光信號中的不同衍射分量聚焦到第一檢測器陣列上的不同位置； 第二光柵，用于接收和衍射第二光信號；以及 第二透鏡，用于將第二光信號中的不同衍射分量聚焦到第二檢測器陣列上的不同位置。
69.根據權利要求52所述的器件，其特征在于探頭包括 模式選擇反射器，用于選擇第一傳播模式的、第一部分輸入光束進行反射，以及選擇第二傳播模式的、第二部分輸入光束傳向樣品。
70.根據權利要求69所述的器件,其特征在于第一和第二傳播模式是正交線偏振模式，其中模式選擇反射器包括 偏振分束器，將第二傳播模式的光傳向樣品，并反射第一傳播模式的光；以及 反射器，對其進行定位以將第一傳播模式的光反射回偏振分束器。
71.根據權利要求69所述的器件，其特征在于探頭還包括位于波導和模式選擇反射器之間的透鏡系統(tǒng)。
72.根據權利要求52所述的器件，其特征在于所述波導是保偏波導。
73.根據權利要求72所述的器件，其特征在于所述波導是保偏光纖。
74.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括 光源，用于產生輸入光束； 輸入波導，用于接收來自光源的輸入光束，并以第一傳播模式傳導輸入光束； 輸出波導，用于接收來自波導的反射第一和第二部分，以及用于將反射第一和第二部分送往檢測模塊；以及 光路由器，與輸入波導、波導和輸出波導相I禹合，用于將來自輸入波導的光送往波導，以及用于將來自波導的光送往輸出波導。
75.根據權利要求74所述的器件，其特征在于光路由器是光環(huán)行器。
76.根據權利要求74所述的器件，其特征在于光路由器是保偏光環(huán)行器。
77.根據權利要求74所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學濾波器，位于輸入波導、波導和輸出波導之一中，用于選擇樣品的光譜響應的一部分進行測量。
78.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學濾波器，用于對輸入光束進行濾波，以選擇樣品的光譜響應的一部分進行測量。
79.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學濾波器，用于對反射第一和第二部分進行濾波，以選擇樣品的光譜響應的一部分進行測量。
80.根據權利要求52所述的器件，其特征在于還包括機構，用于改變探頭和樣品之間的橫向相對位置，從而將第二部分送往樣品的不同位置。
81.一種用于對樣品進行光學測量的器件，包括 輸入波導，支持第一傳播模式和第二、不同傳播模式，接收并傳導第一和第二傳播模式的輸入光束； 輸出波導，支持第一和第二傳播模式； 探頭，與輸入波導相耦合以接收輸入光束，并與輸出波導相耦合，探頭將第一傳播模式的第一部分輸入光束以第一傳播模式傳導到輸出波導中，并將第二傳播模式的第二部分輸入光束傳導到樣品上，探頭收集來自樣品的、對第二波分的反射，以在對反射第一部分進行反射的位置處與反射第一部分空間地重疊和共同傳播，并將第二部分的反射輸出到輸出波導，作為第二傳播模式的反射第二部分和第一傳播模式的反射第一部分；以及 檢測模塊，用于接收輸出波導中的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。
82.根據權利要求81所述的器件，其特征在于還包括 光學延遲器件，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的相對相位延遲；以及 光學延遲調制器，位于反射第一和第二部分的光路中，用于調制相對相位。
83.根據權利要求81所述的器件，其特征在于還包括光學延遲調制器，位于反射第一和第二部分的光路中，所述光學延遲調制器產生反射第一和第二部分之間的相對相位延遲，以及用于調制相對相位。
84.根據權利要求81所述的器件，其特征在于還包括可變光學延遲單元，位于反射第一和第二部分的光路中，用于產生反射第一和第二部分之間的可變相對相位延遲，其中所述可變光學延遲單元包括 模式分束單元，用于將第一傳播模式的反射第一部分和第二傳播模式的反射第二部分分別分離到第一光路和第二光路中；以及 可變光學延遲元件，位于第一和第二光路之一中，用于調整光路長度。
85.根據權利要求81所述的器件，其特征在于檢測模塊包括 光學偏振分束器，用于接收和混合分別為第一和第二傳播模式的反射第一和第二部分，以產生第一光信號和第二光信號； 第一光檢測器，用于接收第一光信號； 第二光檢測器，用于接收第二光信號；以及 電子單元，用于接收和處理來自第一和第二光檢測器的輸出，以提取出樣品的信息。
86.根據權利要求85所述的器件，其特征在于第一和第二光檢測器分別是第一和第二檢測器陣列，所述器件還包括 第一光柵，用于接收和衍射第一光信號； 第一透鏡，用于將第一光信號中的不同衍射分量聚焦到第一檢測器陣列上的不同位置； 第二光柵，用于接收和衍射第二光信號；以及 第二透鏡，用于將第二光信號中的不同衍射分量聚焦到第二檢測器陣列上的不同位置。
87.根據權利要求81所述的器件，其特征在于探頭包括 模式選擇反射器，用于選擇第一傳播模式的、第一部分輸入光束進行反射，以及選擇第二傳播模式的、第二部分輸入光束傳向樣品。
88.根據權利要求87所述的器件,其特征在于第一和第二傳播模式是正交線偏振模式，其中模式選擇反射器包括 偏振分束器，將第二傳播模式的光傳向樣品，并反射第一傳播模式的光；以及 反射器，對其進行定位以將第一傳播模式的光反射回偏振分束器。
89.根據權利要求87所述的器件，其特征在于探頭還包括位于波導和模式選擇反射器之間的透鏡系統(tǒng)。
90.根據權利要求81所述的器件，其特征在于所述波導是保偏波導。
91.根據權利要求81所述的器件，其特征在于所述波導是保偏光纖。
92.根據權利要求81所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學濾波器，位于輸入波導、波導和輸出波導之一中，用于選擇樣品的光譜響應的一部分進行測量。
93.根據權利要求81所述的器件，其特征在于還包括機構，用于改變探頭和樣品之間的橫向相對位置，從而將第二部分送往樣品的不同位置。
94.一種用于對樣品進行光學測量的器件，包括 波導，至少支持光的輸入傳播模式，用于接收和傳導輸入傳播模式的輸入光束； 探頭，與波導I禹合以接收輸入光束，并將第一部分輸入光束以輸入傳播模式反射回波導，以及將輸入傳播模式的第二部分輸入光束送往樣品，探頭收集來自樣品的、對第二部分的反射，以在對反射第一部分進行反射的位置處與反射第一部分空間地重疊和共同傳播，并向波導輸出第二部分的反射，作為輸入傳播模式的反射第二部分和輸入傳播模式的反射第一部分；以及 檢測模塊，用于接收來自波導的、輸入傳播模式的反射第一部分和反射第二部分，并提取出由反射第二部分攜帶的樣品的信息。
95.根據權利要求94所述的器件，其特征在于檢測模塊包括 分束器，用于將接收光分為第一光束和第二光束； 第一光路，用于接收第一光束； 第二光路，用于接收第二光束； 光束組合器，與第一和第二光路光學稱合，用于組合第一和第二光束，并將組合后的光束分為第一傳播模式的第一輸出光束和第二傳播模式的第二輸出光束； 第一光檢測器，用于接收第一輸出光束；以及 第二檢測器，用于接收第二輸出光束。
96.根據權利要求95所述的器件，其特征在于檢測模塊包括可變光學延遲元件，位于第二光路中，用于調整在光束組合器處、第一和第二光束之間的相對延遲。
97.根據權利要求95所述的器件，其特征在于光束組合器是偏振分束器，以及第一和第二傳播模式是兩個正交偏振模式。
98.根據權利要求94所述的器件，其特征在于光學探頭包括光學部分反射器，將輸入光束的第一部分反射回波導。
99.根據權利要求94所述的器件，其特征在于還包括可調諧光學濾波器，位于光線的光路中，用于調諧第一和第二輸出光束的頻率，以濾波器的譜寬來測量樣品。
100.根據權利要求94所述的器件，其特征在于還包括定位機構，用于調整光學探頭與樣品之間的相對橫向位置，從而傳導第二部分到達樣品上的不同位置，以獲得不同位置處的樣品信息。
全文摘要
本申請描述了用于控制可以包括一個或多個波導(272)的公共光路中的光的傳播模式以傳感樣品(205)的設計、實施方式和技術。
文檔編號G01N21/21GK102749287SQ20121022619
公開日2012年10月24日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權日2003年6月4日
發(fā)明者王飛凌 申請人:突慧公司