专利名称：Oct医学成像的过滤ase扫频光源的制作方法图10是根据涉及自追踪设置的本发明的第四实施例的具有使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和环放大级的扫频光源的框图；图IlA和B是根据涉及自追踪设置的本发明的第五实施例的具有使用偏振多祥性的反向自追踪放大器和环放大级的扫频光源的比例俯视图和透视图；图12是根据涉及自追踪设置的本发明的第六实施例的具有使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和具有双放大器的环放大级的扫频光源的框图；图13是根据涉及自追踪设置的本发明的第七实施例的具有使用偏振 多祥性的反向自追踪过滤器和具有附加的、追踪过滤器的环放大级的扫频光源的框图；图14是根据涉及自追踪设置的本发明的第八实施例的具有使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和环放大级和输出放大级的扫频光源的框图；图15是根据涉及自追踪设置的本发明的第九实施例的具有使用偏振多祥性的同向自追踪过滤器和双通过环放大级的扫频光源的框图；图16是根据涉及自追踪设置的本发明的第十实施例的具有使用偏振多祥性的同向自追踪过滤器和环放大级的扫频光源的框图；图17是根据涉及自追踪设置的本发明的第十一实施例的具有使用偏振多祥性的过滤器环中的同向自追踪过滤器和双通过反射放大级的扫频光源的框图；图18是根据涉及自追踪设置的本发明的第十二实施例的具有使用偏振多祥性的过滤器环中的同向自追踪过滤器和双通过反射放大级的扫频光源的框图；图19是根据涉及自追踪设置的本发明的第十三实施例的使用偏振多祥性的双通过放大器-过滤器环中的同向自追踪过滤器和具有追踪过滤器的附加放大级的扫频光源的框图；图20是根据涉及自追踪设置的本发明的第十四实施例的具有使用偏振多祥性的同向双通过自追踪过滤器和双环的扫频光源的框图；图21是根据涉及自追踪设置的本发明的第十五实施例的具有使用偏振多祥性的被放大的双通过环中的同向自追踪过滤器和第二输出环的扫频光源的框图；图22是采用了创新性的扫频光源的OCT系统的框图；图23是采用了创新性的扫频光源的光谱系统的框图；以及图24是功率随波长(纳米)而变化的图，示出宽带光信号、扫描带以及可调谐光信号的光谱范围之间的关系。优选实施例的详细描述在接下来的描述中，不同实施例中的类似组件在很多情况下被给予相同或类似的附图标记来表示类似的构造和功能。图I示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第一个实施例。扫频光源200包括产生宽带光信号的宽带光源112。一般地，宽带信号由连续光谱在波长上延伸至少超过40纳米(nm)的带宽(在很多实现中是半最大值处全宽(FWHM))所表征。典型地，连续光谱延伸超过至少70nm且优选地超过IOOnm或更大。然而，在其他实施例中(其中较窄的扫描带是可接受的)，宽带信号小于40nm的带宽。在又一些实施例中，宽带光源112由覆盖不同带的多个独立光源或芯片所构建，其中分立的较窄带信号被组合以创建有效地较宽带光源。在此处描述的当前实施例中，所提出的过滤的扫频光源开始于宽带放大的自发发射(ASE)光源。半导体光学放大器或S0A，是这样的宽带ASE的有效光源。SOA被典型地配置有光输入和光输出，用于输入光的放大。没有输入光的话，只有ASE出现在SOA输出处。有时超辐射发光二极管、或SLED被用作宽带ASE光源。SLED —般是SOA被配置有光通路至输出ASE信号且没有光通路至SOA输入。在优选实施例中，宽带光源112是电泵浦半导体ニ极管芯片增益介质，被结合或附着至具座110。这样的设备由ASE产生宽带光。光源112的普通示例包括超辐射发光二极管(SLED)和以SLED设置实现的(即，用作为产生ASE光)半导体光放大器(SOA)。这样 的宽带ASE光源经常被制造为，例如，靠近840纳米(nm)、1060nm、或13IOnm的中心波长。基于所期望的光谱操作范围而选择芯片增益介质的材料系统。普遍的材料系统是基于III-V半导体材料，包括ニ元材料，诸如GaN、GaAs、InP、GaSb、InAs以及三元、四元、以及五兀合金，诸如 InGaN、InAlGaN、InGaP> AlGaAs> InGaAs、GaInNAs、GaInNAsSb、AlInGaAs、InGaAsP、AlGaAsSb、AlGalnAsSb、AlAsSb、InGaSb> InAsSb、以及 InGaAsSb。总体地，这些材料系统支持从约400nm到2000nm的操作波长，包括延伸到数微米波长中的更长的波长范围。一般使用半导体量子阱和量子点増益区来获取特别宽的増益带宽。当前，使用边缘发射芯片，而在不同实现中可使用垂直腔表面发射激光器(VCSEL)芯片。对光源112使用半导体芯片增益介质具有系统集成方面的优势，其可被结合至垫块，垫块又被直接结合至具座110。然而，可在其他实现中使用其他可能的増益介质。在这些示例中，宽带信号一般经由光纤被传送至具座110。这样的示例包括固态增益介质，诸如掺杂稀土(如，Yb、Er、Tm)的晶体、块状玻璃、波导或光纤。芯片或增益波导/光纤的输出刻面被抗反射涂覆、且可能为成角，这样输出的ASE信号不被反馈到增益介质，且该增益介质不发射激光而是经由ASE产生宽带光。有时使用通过SOA放大器的两个同向或反向光通路。诸如从光学腔馈入增益介质的重复周期性光的存在，将会导致设备发出激光且将损坏过滤的ASE扫频光源的所要求的操作方案，例如通过使得设备不可调谐。在此处所提出的所有ASE扫频光源设置中，花费极大努力(诸如通过使用隔离件)来防止増益元件周围的光学腔的形成并因此防止设备发出激光(这将损坏设备操作)。这个和其他实施例中的宽带光源112并不受限于仅经由ASE产生光的光源。在其他实施例中，宽带光源112被实现为例如基于非线性光纤的超连续光源、拉曼光源、或參数光源。具座110被术语表达为微型光学具座110且优选地在宽度上小于10毫米(mm)且在长度上约50mm或更小。这个尺寸能使具座110被安装在标准、或接近标准尺寸的蝶形或DIP (双列直插管脚)气密封装中。在一个实现中，具座110由氮化铝制造。在具座110和封装(附着/焊接结合至具座110的背侧以及封装的内部顶部面板)之间设置热电散热器以控制具座110的温度。来自宽带光源112的宽带光信号耦合至隔离件214，其优选地也结合至或附着至具座110。这个隔离件214防止反馈进入宽带光源112，反馈可导致光源发出激光或改变来自宽带光源的宽带光信号的发射光谱(如，在其中产生波纹)。第一可调谐过滤器216用作可调谐带通过滤器来将宽带信号转换为窄带可调谐信号。在当前实施例中，第一可调谐过滤器的通带具有小于20或10千兆赫(GHz)的全宽半峰值(FWHM)带宽，且优选为5GHz或更小。对于光谱，这个相对窄的通带获得较高的光谱分辨率。对于光相干断层扫描，这个较高的光谱分辨率意味着光源的较长的相干长度且因此确保进入样本的成像更深，例如深于5mm。在较低的性能应用中，例如OCT成像进入样本小于Imm深，较宽的FWHM通带有时是合适的，诸如约200GHz或更小的通带。在当前实施例中，第一可调谐过滤器是法布里-波罗可调谐过滤器，其使用微机电系统(MEMS)技术被制造且被附着(诸如直接地焊接结合)至具座110。当前，过滤器216如美国专利No. 6，608, 711或6，373，632中所描述的那样被制造，这些专利通过这个參考被结合于此。使用弯曲-平坦谐振器结构，其中基本平坦的镜子和相対的弯曲的镜子定义过滤器光学腔，其光学长度由至少ー个镜子的静电偏转所调制。在这个和下文描述的其他实施例中，其他可调谐过滤器和光谱过滤器技术是可能的。在一些实现中，使用基于光栅的过滤器，包括旋转光栅和具有旋转镜子的光柵。进ー 步，在又一些实现中，使用其他法布里-波罗过滤器技木，包括被压电地且热地调谐的法布里-波罗过滤器。在又一些示例中，使用角度调谐的包括自旋法布里-波罗标准具，和角度调谐的包括自旋、相干过滤器。薄膜相干过滤器是ー组数个被耦合的FP过滤器，通过将具有介于其间的间隔件的薄膜反射涂层沉积在衬底上而被形成；这些被广泛地用于波分复用(WDM)通道选择应用中。声光可调谐过滤器(AOTF)是另ー个可选示例。由第一可调谐过滤器216的通带所产生的可调谐光信号在第一放大级的第一光放大器220中被放大。优选地，第一光放大器是有被防反射涂覆且成角的前和后刻面的S0A，能通过附着(一般经由垫块)而集成在具座110上。位于第一可调谐过滤器216和第一放大器220之间的第二隔离件218防止第一放大器220的前刻面与第一可调谐过滤器216之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波紋。优选地，第二隔离件218也被结合或以其他方式附着至具座110。来自第一放大器220的被放大的可调谐信号再次被第二可调谐放大器222通带过滤。第二过滤器222优选地是如前所述的可调谐MEMS法布里-波罗过滤器，且优选地也类似地经由垫块被焊接结合或以其他方式附着至具座110。在一些实现中，第一可调谐过滤器216和第二可调谐过滤器222之间的仅有的差异在于第二可调谐过滤器222相比第一可调谐过滤器216具有略宽的通带，诸如频率上的2到20倍宽。这个第二过滤器222被术语表达为追踪过滤器，因为它被控制以与第一可调谐过滤器216同步地扫描并因此追踪第一过滤器的调谐。追踪过滤器主要用于移除由第一放大器220所引入的ASE噪声且进ー步光谱地成型可调谐信号并使其变窄。第二可调谐过滤器222和第一可调谐过滤器216的同步追踪由驱动可调谐过滤器216,222 二者的追踪控制器152所控制。优选地，追踪控制器152光谱地将追踪可调谐过滤器222的通带中心定位于第一可调谐过滤器的通带上，且然后将两个通带一起调谐在于宽带光源112和放大器220、226的增益带上延伸的扫描带上。当前表现为当过滤器216、222被调谐控制器152在时间上正弦地、在不远离于其谐振的频率上驱动，则它们的追踪是较为容易的。位于第一放大器220和第二可调谐过滤器222之间的第三隔离件221防止第一放大器220的后刻面与第二可调谐过滤器222之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波紋。优选地，第三隔离件221也被结合或以其他方式附着至具座110。由第一光放大器220产生并由追踪过滤器222所过滤的经放大的可调谐光信号再次在第二放大级的第二放大器226中被放大。优选地，第二光放大器226也是有被防反射涂覆且具有成角的前和后刻面的S0A，能通过垫块附着而集成在具座110上。在控制方面，第二级光放大器226 —般在饱和中被操作，用较低的输入饱和功率来最小化来自这个最后增益级的宽带ASE贡献。在第二放大器226的前刻面和第二可调谐过滤器222之间的第四隔离件224防止第二放大器226的前刻面与第二可调谐过滤器222之间的向后反射导致由于这两个元件之间的寄生反射引起的发出激光或其他光谱波紋。优选地，第四隔离件224也被结合或以其他方式附着至具座110。 从第二光放大器226的后刻面被发射出来的输出可调谐或扫频光信号190被传送至干涉计50，在这个应用中光源200被用作OCT系统中的扫频光源。光源的其他应用包括更多标准的光谱应用，诸如漫反射比光谱和拉曼光谱，其中使用可调谐信号来照明样本10。如果需要的话，可使用更进ー步的增益级。在一个示例中，増加了进ー步的、第三S0A、第三放大级。对于具有更高功率要求的其他应用，在第二 S0A226之后增加掺杂稀土的光纤增益级。图2示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第二个实施例。在这个示例中，第一光放大器240用作组合的角色，既用作宽带ASE光源又用作第一放大级。更具体地，在第一光放大器240(优选地是如上所述的S0A)的前刻面产生宽带信号。这个宽带信号是由第一光放大器240的ASE发射所产生的。这些发射被耦合至第一可调谐过滤器216。在构建与设计中，优选地联系第一实施例而描述第一可调谐过滤器216。由第一可调谐过滤器产生的可调谐信号然后经由光循环器242被耦合回第一光放大器240的前刻面中。然后第一光放大器放大该可调谐信号，其被从光放大器的后刻面传送出来。然后该被放大的可调谐信号被光学成列的元件放大、过滤、以及调节隔离件221、追踪过滤器222、隔离件224、以及S0A226，如联系第一实施例所描述的那样。此处，追踪过滤器222在调谐控制器152的控制下追踪第一可调谐过滤器216。在优选的实现中，第二实施例的元件均被一起集成在通用光具座110上。第一放大器240和第二放大器226优选地是经由垫块被焊接结合至具座110的S0A。图3A示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第三个实施例。与第二实施例一祥，第一光放大器240用作组合的角色，既用作宽带ASE光源又用作第一放大级。通过使用优选结合至具座Iio的反射窄带可调谐过滤器252，避免了对于循环器的需要。这个元件仅反射窄带带宽可调谐信号。否则，第三实施例如结合第二实施例所描述的那样工作，其中窄带信号被第一光放大器240所放大。这个窄带信号是由第一光放大器240的经过滤ASE发射所产生的。然后该被放大的可调谐信号被一系列光学元件放大、调节、以及过滤隔离件221、追踪过滤器222、隔离件224、以及S0A226，如结合第一和第二实施例所描述的那样。此处，追踪过滤器222在调谐控制器152的控制下追踪反射窄带过滤器252。在一个实现中，使用倾斜光栅作为反射窄带过滤器252。然而，在优选实施例中，反射窄带过滤器252被实现为所结合的美国专利No. 7，415，049 BI中所描述的倾斜多空间模式谐振器调谐元件。更具体地，可调谐反射光过滤器252提供窄带反馈进入S0A240从而产生可调谐信号。典型地，反馈的带宽小于150GHz宽(FWHM)。更经常地，其小于15GHz宽，FWHM。图3B示出可调谐反射窄带过滤器252的优选实施例。这个可调谐谐振光过滤器252 —般被称为法 布里-波罗谐振过滤器或Gires-Tournois干涉计(GTI)。在当前实施例中，使用了弯曲-平坦谐振器结构。因此，该谐振光过滤器包括基本平坦的镜子290和相对向的弯曲镜子288，定义了过滤器光学腔284，其光学长度可被调制。在GTI结构中，更为远离入射光束的镜子(在这个示例中是镜子288)，一般相比更为接近入射光束的镜子(在这个示例中是镜子286)具有更高的反射率。通过将谐振过滤器252相对于入射光束方向傾斜，且由于这个谐振过滤器252支持更高阶的空间模式，可调整从可调谐过滤器252进入S0A240的反射从而提供窄带光谱反射峰，替代一般与法布里-波罗可调谐过滤器相关联的光谱反射凹槽。可通过变化法布里-波罗或GTI结构的镜子间隙而调整这个光谱反射峰值的光学频率或波长。图3C是对于数个入射光束角度，回入高斯光束中的所测量的过滤器回射随波长而变化的图。当入射角大于约I. 5度时，在零度入射角的回射中所观察到的光谱凹槽变成光谱峰值。图4示出根据本发明的原理构建的扫频光源200的第五个实施例。这个示例依赖于结合图3A的实施例所描述的反射带通过滤器，以避免隔离件的必要。更具体地，宽带光源112、SOA或SLED芯片，产生如结合第一实施例所描述的宽带光信号。宽带输出被传送至反射带通过滤器270。在优选实现中，如图3B中所示地使用可调谐反射谐振光过滤器。这产生由第一 S0A220放大的窄带可调谐信号。来自S0A220的这个经放大的可调谐信号再次由第一反射追踪过滤器272所过滤，然后被耦合至第二 S0A226进行第二级放大。如果需要的话，使用第二反射追踪过滤器274来进ー步过滤该可调谐信号并抑制ASE噪声。由追踪控制器152控制可调谐过滤器270、272和274，从而两个追踪过滤器272、274追踪第一可调谐过滤器270的调谐。这个第五实施例对于操作小于1200nm的波长是非常重要的，因为在这个波长及以下的隔离件一般物理地较大且较贵。优选地，第五实施例的组件被附着至通用微型光具座 110。图5A-5F示出在由增益元件的增益光谱所定义的扫描带上可调谐信号190的光谱扫描。诸如宽带光源112和放大器220、226、240之类的增益元件的增益光谱，定义了有用的扫描带390。此处它在波长上从约1240伸展到1360nm。可调谐过滤器的通带定义了可调谐信号390的宽度。在指挥所描述的实施例的主可调谐过滤器261、252、262、270和任何追踪过滤器222、272、274的调谐控制器152的控制下在扫描带上扫描这个可调谐信号390。具体地，图5A-5F示出在扫描带390上调谐可调谐信号190。图5G示出当主和追踪可调谐过滤器同步地从1250nm到1350nm的超过IOOnm的范围上以50kHz速率扫描时，所测得的过滤的ASE扫频光源的时间平均的光谱。图6A和6B是根据第一个实施例的扫频光源的俯视图和透视图，示出特定的实现细节和含有系统组件的气密蝶形封装750 (图示为封装的盖子被移除)。SLED宽带光源112和第一与第二 SOA放大器芯片220、226被图示为安装在(一般是焊接结合)各自的垫块SM上。然后将这些垫块附着、焊接结合至具座110。使用一系列耦合透镜结构来耦合组件之间的光。一般透镜结构各自包含LIGA金属安装结构MS(其可变形以实现安装后对齐)，以及其中形成透镜的光透射的衬底S。透射 衬底S —般焊接或热压缩结合至安装结构MS，MS又被焊接结合至光具座110。透镜结构410耦合来自SLED芯片112的宽带信号进入隔离件214。透镜结构412耦合来自隔离件214的宽带信号进入第一可调谐过滤器216。来自可调谐过滤器216的可调谐信号通过透镜结构414被耦合至第二隔离件218。透镜结构415耦合来自第二隔离件218的可调谐信号进入第一 SOA/放大器芯片220。透镜结构416稱合来自第一 SOA/放大器芯片220的可调谐信号进入第三隔离件221。透镜结构418耦合来自第三隔离件221的可调谐信号进入追踪过滤器222。透镜结构420耦合来自追踪过滤器222的可调谐信号进入第四隔离件224。透镜结构422耦合来自第四隔离件224的可调谐信号进入第二放大器/SOA芯片226。最后，透镜结构426耦合来自第二 S0A226的光进入将可调谐信号传送至干涉计和/或样本的光纤320的端面。LIGA可变形金属光纤安装结构428保持光纤端面向着具座110。光纤320延伸穿过封装450的被密封的光纤馈通。图6C示出示意界面图的系统，简洁起见没有耦合光学元件。由于一般产生热和稳定温度的有源元件被要求长期且一致的操作，具座110被安装在热电冷却器460上，其将具座110连接至封装450的底部面板。这样热从有源元件和具座100泵浦出来至气密封装450。用盖450L封住封装来产生具座110上组件的气密密封、受控的环境。图7示出第一实施例，具有使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和反射双通过放大级的扫频光源100a，其根据本发明的原理而被构建。优选地，光源IOOa被整体地实现在单个具座110上，以自由空间光学件在光学元件之间耦合光束。在图中的坐标系中，具座在x-z平面上延伸，且Y轴从具座平面垂直地延伸出来。在其他示例中，光学元件中的很多或大多被共同地实现在单个光学具座上。在又一些示例中，使用两个或更多个分立的光学具座来实现扫频光源，将ー些光学组件放在一个具座上而其他光学组件放在另ー个具座上，在不同具座之间具有自由空间或光纤连接。在这个和其他实施例中使用光学具座和自由空间光学件对于至少两个理由而言是重要的。在这个和其他所公开的实施例中，使用偏振多祥性方案来实现自追踪过滤器。单个光学具座的使用使得组件要求易于确保正交偏振穿过自追踪过滤器。当使用光纤连接时，可能难以确保系统中不同光信号的合适的偏振对齐。另外，使用标准单模光纤导致输出光的随机化偏振状态，这要求元件之间的偏振控制器。附加地，高速调谐光源中自追踪过滤器的使用要求穿过典型快速调谐的自追踪过滤器的光信号的単独穿过之间仅有较小的时间延迟。当系统的调谐速度增加时，仅越来越小的时间延迟是可容忍的。在几乎没有或没有光纤连接的单个(例如，微型光学的)具座上的实现确保该系统具有非常短的光学传播时间延迟且能在非常高的调谐速度操作。具座110被术语表达为微型光具座且优选地在宽度上小于10毫米(mm)且在长度上约20mm或更小。这个尺寸能使具座110被安装在标准、或接近标准尺寸的蝶形或DIP (双列直插管脚)气密封装中。在一个实现中，具座110由氮化铝制造。在具座110和封装(附着/焊接结合至具座的背侧以及封装的内部顶部面板)之间设置热电散热器以控制具座110的温度。扫频光源IOOa包括如上所述产生宽带光信号的宽带光源112。来自宽带光源112的宽带光信号114 一般是被高度偏振的。这是量子阱增益半导体芯片所产生的光的特性。在大多数常见量子阱SOA或SLED ASE光源中，光在光晶片或芯片的平面中被偏振，一般被称为TE偏振。在所例的实施例中，宽带光信号114在与具座110的表面平行的方向中被偏振。这在一系列插图中有说明，不出偏振P的角度，从光信号 114的角度看入光束，沿其传播的光轴。其他SOA或SLED芯片具有被偏振为垂直于芯片平面的光，通常被称为TM偏振。如果使用了这样的芯片，将宽带光信号114偏振在与具座110表面垂直的方向中。任ー种偏振类型，TE或TM、光源或放大器，可在过滤的光源设置中使用，只要沿光束路径设置合适的偏振方向和旋转。第一半波片192将宽带信号的偏振旋转45度。起偏器116过滤来自宽带光源112的被旋转的宽带信号114。将起偏器取向至与由半波片192所旋转的宽带信号112的主要偏振平行。因此，宽带信号114穿过起偏器116。第一宽带非逆旋转器，或法拉第旋转器，118将宽带信号的偏振旋转回45°，从而光束再次具有水平偏振。来自法拉第旋转器118的宽带信号被传送至偏振分束器(PBS) 120。设置PBS120的方向为在所示实施例中的水平偏振角度传送宽带信号114。因此宽带信号114被直接传送通过PBS120。一般地，半导体增益介质的被高度偏振的输出特性确保了高透射效率。在其他实现中，偏振分束器176被实现为偏振涂覆或双折射离散起偏器。在又ー实现中，使用循环器替代PBS120。在其他示例中进ー步使用简单分束器或耦合器。然而，由于伴随的光学损失这被认为是不理想的。在这个和其他实施例中的自追踪可调谐过滤器150首先用作可调谐带通过滤器来将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。在当前实施例中，自追踪可调谐过滤器150的通带具有小于20或10千兆赫(GHz)的全宽半峰值(FWHM)带宽，且优选为5GHz或更小。对于光谱，这个相对窄的通带获得较高的光谱分辨率。对于光相干断层扫描，这个较高的光谱分辨率意味着光源的较长的相干长度且因此确保进入样本的成像更深，例如深于5_。在较低的性能应用中，例如OCT成像进入样本小于Imm深，较宽的FWHM通带有时是合适的，诸如约200GHz或更小的通带。在这个和其他实施例中的自追踪可调谐过滤器150优选地是法布里-波罗可调谐过滤器，其使用微机电系统(MEMS)技术被制造且被附着(诸如直接地焊接结合)至具座110。类似于相关之前的实施例中所描述的过滤器，如美国专利No. 6，608，711或6，373，632所述地制造过滤器150。使用弯曲-平坦谐振器结构，其中基本平坦的镜子和相对向的弯曲的镜子定义过滤器光学腔，其光学长度由至少ー个镜子的静电偏转所调制。在当前实施例中，过滤器被安装为与光轴垂直且由位于最靠近放大级的侧上的被固定的镜子所取向。薄膜侧对于光压(photon pressure)更敏感。因此,取向过滤器以使后放大侧首先碰到被固定的镜子是优选的。此处也是，且在下述的进一步的实施例中，其他可调谐过滤器和光谱过滤器技术是可能的。在一些实现中，使用基于光栅的过滤器，包括旋转光栅和具有旋转镜子的光柵。进ー步，在又一些实现中，使用其他法布里-波罗过滤器技木，包括被压电地且热地调谐的法布里-波罗过滤器。在又一些示例中，使用角度调谐的包括自旋法布里-波罗标准具和角度调谐的包括自旋、相干过滤器。薄膜相干过滤器是ー组数个被耦合的FP过滤器，通过将具有介于其间的间隔件的薄膜反射涂层沉积在衬底上而被形成；这些被广泛地用于波分复用(WDM)通道选择应用中。声光可调谐过滤器(AOTF)是另ー个可选示例。在这个和其他实施例中的调谐控制器152驱动自追踪可调谐过滤器150。优选地， 调谐控制器152调谐在宽带光源112的增益带上延伸的扫描带的通带。在所说明的实施例中，这通过调制施加至MEMS可调谐过滤器的静电驱动电压而实现。特别地，在覆盖与宽带光信号114相关联的连续光谱的扫描带上调谐通带，且因此在约70nm到IOOnm或更大的光谱扫描带上调谐。其他波长调谐范围为大于(i) 10nm、(ii)40nm, (iii)80nm。扫频光源IOOa和下文所讨论的其他实施例一般意在高速地调谐以在高于10千赫(kHz)的速度在扫描带上产生可调谐光信号。在当前实施例中，扫频光源IOOa以大于50或IOOkHz的速度调谐。在很高速的实施例中，扫频光源IOOa以大于200或500kHz或更快的速度调谐。调谐控制器152，优选地用随时间线性变化的光学频率，提供在跨调谐带的通带光学频率上扫频的调谐电压功能。调谐控制器还优选地以锯齿形式在上下波长调谐方向中提供双向可调谐过滤器扫频。可选地，调谐控制器，例如在向上调谐波长方向，提供单向波长调谐扫频，对于时间频率扫频中线性的高占空比用较快的扫频折回。由调谐控制器所提供的调谐速度还用每単元时间的波长来表达。在一个示例中，对于约IlOnm的调谐范围或扫描带以及IOOkHz的速率，假设基本线性的上调谐的60%的占空比，峰值扫频速度将是 110nm*100kHz/0. 60 = 18, 300nm/msec = 18. 3nm/ μ sec。在另一个示例中，对于约90nm的调谐范围以及50kHz的速率，假设基本线性的上调谐的50%的占空比，峰值扫频速度将是90nm*50kHz/0. 50 = 9, OOOnm/msec = 9. Onm/ μ sec。在具有约30nm调谐范围和2kHz扫描速率的较小的扫描带示例中，假设基本线性的上调谐的80%的占空比，峰值扫频速度将是 30nm*2kHz/0. 80 = 75nm/msec = 0. 075nm/ μ sec。因此，在扫描速率方面，在此处所描述的优选实施例中，扫频速度大于0. 05nm/μ sec,且优选地大于5nm/ μ sec。在更高的速度的应用中，扫描速率大于IOnm/ μ sec。通带之外的光(在法布里-波罗可调谐过滤器的情况下)被反射。这个被反射的光，然而，没有与宽带光源112周围的当前设置形成激光腔。任何来自可调谐过滤器150的背反射的光被进ー步由非逆、或法拉第旋转器118所旋转，由于法拉第旋转器118的非逆操作，从而具有现在与起偏器116的轴垂直的偏振。因此该被反射的光由起偏器116所停止。这防止反馈进入宽带光源112，这可能导致光源发出激光或改变来自宽带光源112的宽带光信号的发射光谱(如，在其中产生波紋)。如果光源112开始在来自可调谐过滤器150的宽带反射上发出激光，发出激光将发生在光源的光谱增益峰附近且将不会用可调谐过滤器调谐来光谱地调谐，因此损坏了所意在和所要求的光源的扫频操作。由自追踪可调谐过滤器150的通带所产生的可调谐光信号150被传送至第二非逆、法拉第旋转器170。第二法拉第旋转器170的取向与第一法拉第旋转器118的取向相反。因此，可调谐光信号的偏振被旋转了 45度。然后可调谐光信号被传送通过第二起偏器172。第二起偏器的取向传输具有被相关于水平旋转了 45度的偏振的光。后继的半波片194将偏振旋转回水平。因此，来自第二法拉第旋转器170的可调谐信号被基本传送至光放大器174。优选地，在这个和其他实施例中的光放大器174是有被防反射涂覆且具有倾斜的前刻面176的S0A，能通过附着(一般经由垫块)而集成在具座110上。在双通过反射设置中，可调谐信号在半导体光学放大器174中被放大。水平偏振允许标准边缘发射増益芯片 被用在具座110上的标准平坦、平面化安装中。在一个实施例中，使用单个成角刻面(SAF) SOA在放大第一次通过SOA的可调谐信号。然后来自反射后刻面的被反射的信号在SOA中被放大第二次，被放大的光离开SOA芯片174的前刻面。在所说明的实施例中，S0A174具有被防反射涂覆的前刻面176和后刻面178。从后刻面178离开的光被耦合至分立的镜子180，该镜子将光反射回后刻面178用于第二次通过S0A174。两个通过S0A174的反向光在同一个偏振取向中有光；因此，此处可使用单个偏振(是偏振敏感的)、SOA放大器。从S0A174的前刻面176离开的光被发送通过半波片194和第二起偏器172至第ニ法拉第旋转器170。第二次通过可调谐滤波器150的可调谐光信号(现在位干与第一次通过相反的方向中)，确保可调谐滤波器通带之外的噪声被进ー步衰减且可调谐信号的线宽被进一歩变窄。由自追踪过滤器150所拒绝或反射的光由第二起偏器172过滤。具体地，第二起偏器172防止、过滤，从可调谐过滤器150返回通过法拉第旋转器170的光到达SOA放大器芯片174。S卩，由可调谐滤波器150所反射的光，例如，通过法拉第旋转器170总共两次且因此被旋转了 90度并因此由第二起偏器172所吸收。这防止了激光腔的形成，此处激光腔形成将破坏设备操作。来自S0A174并穿过可调谐过滤器150的光的偏振具有与由宽带光源112所产生的宽带光114的原始偏振正交的偏振。这是由于可调谐光两次通过法拉第旋转器170。因此，可调谐信号现在处于由PBS120所反射的偏振，垂直于具座110的平面。因此可调谐信号154离开作为输出信号190。优选地，在这个实施例和下面讨论的其他实施例中，所有的光学组件，诸如通过焊接连接，连接至单个的、公用光具座110。在所说明的实施例中，为了便于描述，诸如微透镜之类的耦合和瞄准光学器件没有被图示于光学系列中。一般地，至少在半导体芯片(即，宽带光源112和S0A174)的离开刻面处需要透镜，且来将光耦合如或耦合出可调谐过滤器150。更具体地,相关于本实施例，宽带光源112、第一起偏器116、第一半波片210、第一法拉第旋转器118、PBS120、可调谐过滤器150、第二法拉第旋转器170、第二起偏器172、第二半波片212、S0A174、以及镜子180被连接至公用具座110。可选地，在其他实现中，使用两个或更多具座。在所说明的示例中，两个半波片192、194并不是严格地必须的。如果移除它们，光束将在PBS 120处具有45度偏振。然而，为了适应这样的偏振，需要非标准光学组件，其可能影响整体成本和性能。图24示出宽带光信号的光谱范围、扫描带以及可调谐输出光信号190之间的关系。更具体地，宽带光源112在光谱范围1810上发射或产生光能量的有用级别。然后在覆盖宽带光源范围1810的期望光谱扫描区的扫描带390上调谐可调谐过滤器150的通帯。这个处理产生了然后在扫描带390上被调谐的窄带可调谐输出光信号190。图8示出了作为图7的实施例扫频光源IOOa的变型的扫频光源100b，也结合了使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和双通过反射放大级。总体上，对于之前扫频光源IOOa的描述适用于这个实施例100b,存在一些例外。 由宽带光源112产生的光114穿过隔离件196。这是个偏振保持隔离件。因此，在所说明的实施例中，由宽带光源112发射的水平偏振光P带着同样的平行偏振离开隔离件196。隔离件196替代了图7的实施例的第一起偏器192、半波片116、以及第一法拉第旋转器118。PBS120被取向为以水平偏振传送光。这个平行光穿过可调谐过滤器150。在法拉第旋转器170中，光被旋转至45°角度。起偏器172被取向为让光以45°偏振角通过。在后继的半波片194中，光被旋转至在SOA光学放大器174中被放大的水平偏振。从S0A174返回的光穿过半波片212、起偏器172和法拉第旋转器170，现在被偏振在与具座110垂直的方向中，并因此由PBS 120所反射作为输出信号190。图9是与图8的实施例的扫频光源IOOb很相关的具有使用偏振多样性的自追踪过滤器的扫频光源IOOc的比例示图。这个图对于示出在具座110上的扫频光源的实际实现是有用的。其示出被用于耦合光信号进出具座上的元件的耦合光学器件和透镜。更具体地，宽带光源112被实现为SLED或SLED实现中的S0A。光源112被安装在垫块508上。垫块然后被结合至具座110。一般在光源芯片112和垫块508之间、以及在垫块508和具座110之间使用焊接结合。离开S0A112的后刻面的光一般丢失、或由束流收集器(beam dump)捕捉，或者构成含有具座110的气密蝶形封装108中的杂散光。从SOAl 12的前刻面离开的光由第一透镜结构510所校准。在优选实施例中，透镜结构510、以及光源中的其他透镜结构，含有被焊接结合至具座110的安装结构512。透镜衬底515被结合至安装结构512。优选地，安装结构是可变形的，以实现安装后对齐。即，在焊接结合至具座110之后，安装结构512被形变以确保透镜衬底515相关于被传送通过该透镜衬底的光信号的光轴对齐。这个技术被大体地描述于美国专利No. 6，416，937 BI中。来自S0A112的经校准的宽带信号被耦合入隔离件196。这防止S0A112中的背反射从而防止其发出激光。在所说明的实施例中，隔离件196是准双级隔离件(semi doublestage isolator)。其包括一系列兀件起偏器、后跟法拉弟旋转器、后跟起偏器、后跟法拉第旋转器、以后后跟最终起偏器。在起偏器背侧添加最終半波片540从而将宽带信号旋转回水平偏振。从隔离件196离开的光被耦合入PBS120。PBS被配置为传送具有宽带光源112的偏振的光。在典型实施例中，PBS传送相对于具座110表面水平的偏振且在与具座110表面垂直的偏振处反射光。通过PBS120所传送的光被耦合至可调谐过滤器150。这将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。非逆旋转器组件170-1从可调谐过滤器150接收窄带可调谐信号154。这旋转了偏振45°。旋转器170还包括起偏器。更具体地，旋转器170包括法拉第旋转器542、起偏器544、以及半波片546，其将偏振旋转回输入偏振。离开旋转器组件170-1的光由第二透镜组件516所校准并被耦合SOA放大器芯片174的前刻面176。如前所述，垫块518将S0A174连接至具座110。离开S0A174的后刻面178的光由第三透镜组件515所校准、由镜子180所反射、并被耦合回到S0A174的后刻面178。因此，在双通过反射配置中，可调谐信号在SOA中被放大。离开S0A174的前刻面176的光由第二透镜组件516所校准并被传送通过旋转器组件170-1。这旋转了可调谐光信号154的偏振，从而在光信号由可调谐过滤器150过滤第二次之后，光信号154由PBS 120所反射，在当前实施例中是垂直的。光通过可调谐过滤器的两个通道是相反方向的且具有正交的偏振。由于位于通带之外而由可调谐过滤器150所反射的被垂直偏振的光由旋转器组件170-1中的起偏器544所吸收。在所说明的实施例中，输出信号190的光路径被折叠以获得紧凑型设计。更具体地，来自PBS 120的输出信号190由折叠镜520所反射，从而该输出光信号再一次指向与宽带信号114平行的方向。该输出信号由第四透镜组件522所校准，然后由第五透镜组件524聚焦在光纤320的入口刻面上。光纤320经由光纤安装结构526被紧固在具座110上。优选地，在被焊接结合至光具座110之后，这个安装结构也可形变以确保入口刻面相对于光具座110表面的安装后对齐。光纤经由光纤馈通离开气密封装108。单模光纤和保偏光纤、以及单偏振光纤，被用在设备输出光纤320的不同实现中。相关于图7到图9所描述的实施例共享了 SOA或光放大器174方面的共同特性。使用了双通设置，其中可调谐信号被反射为通过S0A174两次。如上相关于实施例的描述，这可通过使用诸如镜子(180)之类的分立的射器或具有被集成的反射器的SAF SOA芯片(被用在其他示例中)来实现。然而，在当前技术下，相关于对SOA 174可获得的隔离，出现了问题。在这个双通设置中，由于芯片所提供的増益，要求近乎两倍的隔离。例如，当前芯片提供大约30dB的増益。因此，要求至少60dB的隔离以防止发出激光。另外，在很多情况下，该系统在IOOnm或更大的调谐范围上起作用。在这样的带宽上起作用的法拉第旋转器和半波片一般不能提供足够的隔离。这一般是由于半波片和法拉第旋转器仅对于所指定的中心波长能充分起作用，而不能在整个扫描带上起作用。偏振串扰可导致特别是在扫描带边缘附近发出激光。图10示出具有使用偏振多祥性的反向自追踪过滤器和环放大级602的扫频光源IOOd0更具体地，宽带光源112产生经偏振的光，其相对于具座110被水平地偏振。后继、的隔离件196防止背反射进入宽带光源112。在优选实施例中，该宽带光源112可以是SLED、在SLED设置中起作用的S0A、或者诸如之前所提到的其他宽带光源。在当前实施例中，宽带光源112产生被水平偏振的光，其偏振没有被隔离件196所改变。PBS 120传送来自光源112的经偏振的光,一般是被水平偏振的光,并反射经相反偏振的光。因此，宽带光114被耦合入可调谐过滤器150，其将该宽带信号114转换至窄带可调谐信号154。光被传送通过环PBS610。第一环隔离件612提供对后继的放大器、或SOA174的隔离。在优选实施例中，第一环隔离件612保持了输入光的偏振。两个折叠镜614和616使得可调谐信号154变向。还在环602中提供第二环隔离件618。第三折叠镜620将可调谐光信号154转向环PBS610。第二环隔离件618将可调谐信号的偏振从相对于具座110表面水平的方向旋转至垂直偏振。因此，环PBS610将这个可调谐信号反射回来，S卩，以相反方向且以相对第一次通过正交的偏振第二次通过可调谐过滤器150。在优选实施例中，起偏器或偏振滤波器622位于环PBS610和第一环隔离件612之间。这个起偏器622防止可调谐过滤器150的反射引起环602中发出激光。所以在所说明的实施例中，起偏器阻挡被垂直地偏振的光。被传送通过可调谐过滤器150的可调谐光信号154现在具有相对于具座110垂直的偏振。因此，其由PBS120反射作为输出信号190。在这个实施例中，通过环602的光信号的传送时间相关于扫频光源IOOd的合适操作。如果环在光距离上相对较长且可调谐过滤器150的调谐速度较高和/或可调谐过滤器的通带的带宽较窄，可引起可调谐过滤器150在可调谐信号154被传送至环602的时间与可调谐信号离开环并传送至可调谐过滤器150作为输出信号190的时间之间变化。在这个情况下，可调谐信号将被反射且输出功率将是低的。这个事实使得集成的较小时间延迟的设计(在环602中几乎没有或没有光纤)成为必要。事实上，在优选实施例中，在整个环中没有使用光纤，且该系统如图所示被实现在微型光具座110上。在ー个可能的修改中，可调谐过滤器150的通带被设置为对于特别高速的调谐是偏振依赖性的。更具体地，偏振的通带随着其他偏振而光谱地变化。这允许宽带信号光以第一偏振进入，然后该过滤器根据取决于偏振的通带之间的差异调谐一増量，然后可调谐信号穿过可调谐过滤器。通过匹配不同偏振的光谱通带变化、环602的光延迟、以及调谐速度，可获得更高速的调谐。在向下方向，向上/向下波长调谐或将是不可能的。图IlA和IlB是极为相关于图10实施例的扫片光源IOOd的扫频光源IOOe的比例示图。这些附图对于示出具有使用偏振多祥的反向自追踪过滤器和环放大级的扫片光源的实际实现是有用的。它们示出了被用于将光信号耦合入或耦合出在气密封装108中的具座上和具座的安装物上的元件的耦合光学器件和透镜。在图IlB中，移除了封装108的 宽带光源112产生宽带信号114。在所说明的实施例中，宽带光源112被实现为诸如SLED或被实现为SLED的SOA之类的半导体增益芯片。在所说明的示例中，半导体增益芯片被固定至垫块710，其被结合至具座110。离开宽带光源的光由第一透镜组件712所校准。如前所述，透镜组件优选地包括被结合至安装结构的透镜衬底，安装结构又被安装至具座。然后宽带信号被传输通过隔离件196。这防止了背反射至宽带光源112以及因此发出激光。来自宽带光源112的经水平偏振的光被传送通过PBS120。如前所述，可调谐过滤器150，然后将宽带信号114转换为窄带可调谐信号154。环PBS610将可调谐信号154传送至第一环隔离件612。第二透镜组件720将可调谐光信号154耦合到 作为环602中的光放大器的SOA 174中。如前所述，优选地将SOA 174通过垫块725安装在具座110上。离开SOA 174的光由环602中的第三透镜组件722所校准。两个随后的折叠镜614和616使得可调谐光信号变向。然后可调谐光信号被传送通过第二环隔离件618和两个透镜组件第四透镜组件724和第五透镜组件726。折叠镜620将可调谐光信号返回至环PBS 610。如前所述，第二环隔离件618旋转可调谐光信号的偏振达90°，从水平转向垂直偏振。因此，由环PBS 610所接收的可调谐光信号被反射回可调谐过滤器150。可调谐光过滤器150应用其带通过滤器功能，再次过滤可调谐光信号154。在第二次通过可调谐过滤器150过程中，光以相反方向传播且具有与第一次通过正交的偏振。来自可调谐过滤器的可调谐光信号的垂直偏振由PBS 120反射作为输出信号190。输出信号路径被折叠以获得紧凑设计。更具体地，折叠镜730将输出信号190反射至与原始宽带信号114平行的方向。第六透镜组件738将光聚焦在光纤320的入口刻面上。光纤入口刻面经由光纤安装结构740被紧固在光具座110上。图12示出作为图10实施例的扫频光源IOOd的变型的扫频光源100f。总体上，对于之前扫频光源IOOd的描述适用于这个实施例IOOf,存在一些例外。扫频光源IOOf不同于图10的扫频光源之处在于在环602中添加了第二放大级。更具体地，第三隔离件810被添加至环602。在所说明的示例中，第三隔离件810位于SOA174之后且位于折叠镜614和616之间。第二环SOA 812跟随第三隔离件810。然后来自第二环SOA 812的光然后被传送通过第二隔离件618至环PBS 610。添加第二放大级改进了由扫频光源IOOf所产生的可调谐光信号的功率，从而能应用于要求甚至更高功率的光信号的应用中。图13示出作为图12实施例的扫频光源IOOf的变型的扫频光源100g。总体上，对于之前扫频光源IOOf的描述适用于这个实施例100g，不过这个实施例包括为获得潜在更高性能和添加的能力的附加组件。在这个实施例中，透射追踪过滤器910被添加在第一环SOA 174和第二环SOA 812之间。更具体地，从SOA 174离开的可调谐信号由折叠镜614反射至第三隔离件810。这防止背反射从后继的追踪过滤器910进入SOA 174。这个追踪过滤器910具有类似于可调谐过滤器150的可调谐通帯。其由调谐控制器125、以及自追踪过滤器150所调谐，从而其通带对应于可调谐过滤器150的通带的光谱位置。简而言之，在扫频光源操作中，透射追踪过滤器