3,第三聚焦透鏡13將光聚焦到線陣CCD14的感光元件上，線陣CCD14將光信號轉換為電 信號輸入電腦15中處理得到OCT圖像。
[0019] 所述光纖親合器2為50:50的2 X 2光纖親合器。
[0020] 所述線性位移臺16為Thorlabs公司的LNR50S/M帶梯形步進器的50毫米 TravelMax平臺、最大行程為50毫米，增量運動的最小單位為0. 05微米。
[0021] 所述衍射光柵12的入射角為30度。
[0022] 本發(fā)明全深度譜域光學相干層析成像方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟1，將光纖耦合器2參考臂的輸出端置于第一準直透鏡3的前焦點處，將平面 鏡5置于第一聚焦透鏡4后焦面上；所述光纖親合器2為50:50的2X2光纖親合器。
[0024] 步驟2,將光纖耦合器2的樣品臂的輸出端置于第二準直透鏡6的前焦點處，調(diào)節(jié) X掃描振鏡7、Y掃描振鏡8相對的位置方向使得光路轉折90度，并且使得準直后的光斑偏 離Y掃描振鏡8的轉軸但在X掃描振鏡7的轉軸上，調(diào)節(jié)第二聚焦透鏡9使得準直光聚焦 到載物臺10的平面鏡上并沿原路返回；
[0025] 步驟3,將光纖耦合器2的探測臂輸出端置于第三準直透鏡11的前焦點處產(chǎn)生準 直光，調(diào)節(jié)衍射光柵12的位置及方向使得該準直光以30度角入射至衍射光柵12,調(diào)節(jié)第三 聚焦透鏡13的位置使得第三聚焦透鏡13的光軸與衍射光的方向同軸并且使得衍射光斑處 于第三聚焦透鏡13中心，調(diào)節(jié)線陣CCD14的位置，使得CCD的探測面處于第三聚焦透鏡13 的后焦面上；
[0026] 步驟4,在樣品臂中的載物臺10上設置平面鏡，調(diào)節(jié)使光聚焦在該平面鏡上，使樣 品臂和參考臂重新耦合進光纖耦合器2的光束發(fā)生干涉，啟動線性位移臺16獲得不同光程 差下的干涉光譜，探測臂中的線陣CCD14將干涉光譜信號轉換為電信號輸入電腦15存儲于 電腦中；
[0027] 步驟5,保持樣品臂不變，將樣品臂中載物臺10上的平面鏡換為待測樣品，調(diào)節(jié)載 物臺10使樣品臂和參考臂重新耦合進光纖耦合器2的光束發(fā)生干涉，驅動X掃描振鏡7、Y 掃描振鏡8進行橫向掃描獲得三維干涉光譜信號；其中光斑偏離Y掃描振鏡8的轉軸，產(chǎn)生 調(diào)制頻率，用于去除譜域光學相干層析成像技術中的復共軛像問題，光斑的偏置距離滿足 以下條件：
[0028]
【主權項】
1. 一種全深度譜域光學相干層析成像裝置，其特征在于，包括沿光路方向依次設置的 光源（1)、光纖親合器（2)、第一準直透鏡（3)、第一聚焦透鏡（4)、平面鏡（5)、第二準直透鏡 (6)、X掃描振鏡（7)、Y掃描振鏡（8)、第二聚焦透鏡（9)、載物臺（10)、第三準直透鏡（11)、 衍射光柵（12)、第三聚焦透鏡（13)、線陣CCD(H)、電腦（15)和線性位移臺（16)，其中平 面鏡（5)固定于線性位移臺（16)上且平面鏡（5)位于第一聚焦透鏡（4)的焦平面，線陣 CCD(H)設于第三聚焦透鏡（13)的焦平面，線陣CCD(H)的輸出端接入電腦（15)，所有光 學元件相對于基底同軸等高，即相對于光學平臺或儀器底座同軸等高； 所述光源（1)發(fā)出的光通過光纖耦合器（2)分成兩路：其中一路光置于第一準直透 鏡（3)的焦點上產(chǎn)生準直光，該準直光通過第一聚焦透鏡（4)聚焦到平面鏡（5)后，平面 鏡（5)的反射光沿原光路返回經(jīng)第一準直透鏡（3)重新耦合進光纖耦合器（2);另一路光 置于第二準直透鏡（6)的焦點處，經(jīng)第二準直透鏡（6)后形成準直光，該準直光依次經(jīng)過X 掃描振鏡（7)、Y掃描振鏡（8)后經(jīng)第二聚焦透鏡（9)聚焦到載物臺（10)上的樣品上，經(jīng) 樣品后向散射或后向反射的光沿原光路返回經(jīng)第二準直透鏡（6)重新耦合進光纖耦合器 (2);重新耦合進光纖耦合器（2)的兩路光發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉光經(jīng)光纖耦合器（2)的輸 出端置于第三準直透鏡（11)的焦點處，經(jīng)第三準直透鏡（11)產(chǎn)生的準直光入射至衍射光 柵（12)，經(jīng)衍射光柵（12)分光后入射至第三聚焦透鏡（13)，第三聚焦透鏡（13)將光聚焦 到線陣CCD (14)的感光元件上，線陣CCD (14)將光信號轉換為電信號輸入電腦（15)中處理 得到OCT圖像。
2. 根據(jù)權利要求1所述的全深度譜域光學相干層析成像裝置，其特征在于，所述光纖 親合器⑵為50:50的2X2光纖親合器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的全深度譜域光學相干層析成像裝置，其特征在于，所述線性 位移臺（16)為Thorlabs公司的LNR50S/M帶梯形步進器的50毫米TravelMax平臺、最大 行程為50毫米，增量運動的最小單位為0. 05微米。
4. 根據(jù)權利要求1所述的全深度譜域光學相干層析成像裝置，其特征在于，所述衍射 光柵（12)的入射角為30度。
5. -種基于權利要求1所述的全深度譜域光學相干層析成像裝置的成像方法，其特征 在于，包括以下步驟： 步驟1，將光纖耦合器（2)參考臂的輸出端置于第一準直透鏡（3)的前焦點處，將平面 鏡（5)置于第一聚焦透鏡（4)后焦面上； 步驟2,將光纖耦合器（2)的樣品臂的輸出端置于第二準直透鏡（6)的前焦點處，調(diào)節(jié) X掃描振鏡（7)、Υ掃描振鏡（8)相對的位置方向使得光路轉折90度，并且使得準直后的光 斑偏離Y掃描振鏡（8)的轉軸但在X掃描振鏡（7)的轉軸上，調(diào)節(jié)第二聚焦透鏡（9)使得 準直光聚焦到載物臺（10)的平面鏡上并沿原路返回； 步驟3,將光纖耦合器（2)的探測臂輸出端置于第三準直透鏡（11)的前焦點處產(chǎn)生準 直光，調(diào)節(jié)衍射光柵（12)的位置及方向使得該準直光以30度角入射至衍射光柵（12)，調(diào)節(jié) 第三聚焦透鏡（13)的位置使得第三聚焦透鏡（13)的光軸與衍射光的方向同軸并且使得衍 射光斑處于第三聚焦透鏡（13)中心，調(diào)節(jié)線陣CCD(14)的位置，使得CCD的探測面處于第 三聚焦透鏡（13)的后焦面上； 步驟4,在樣品臂中的載物臺（10)上設置平面鏡，調(diào)節(jié)使光聚焦在該平面鏡上，使樣品 臂和參考臂重新耦合進光纖耦合器（2)的光束發(fā)生干涉，啟動線性位移臺（16)獲得不同光 程差下的干涉光譜，探測臂中的線陣CCD(H)將干涉光譜信號轉換為電信號輸入電腦（15) 存儲于電腦中； 步驟5,保持樣品臂不變，將樣品臂中載物臺（10)上的平面鏡換為待測樣品，調(diào)節(jié)載物 臺（10)使樣品臂和參考臂重新耦合進光纖耦合器（2)的光束發(fā)生干涉，驅動X掃描振鏡 (7)、Y掃描振鏡（8)進行橫向掃描獲得三維干涉光譜信號； 步驟6,探測臂中的線陣CCD(H)將干涉光譜信號轉換為電信號輸入電腦（15)，通過 步驟4中存儲的干涉光譜重構二維圖像，并將一系列的二維圖像合成待測樣品的三維結構 圖。
6. 根據(jù)權利要求5所述的全深度譜域光學相干層析成像方法，其特征在于，所述光纖 親合器⑵為50:50的2X2光纖親合器。
7. 根據(jù)權利要求5所述的全深度譜域光學相干層析成像方法，其特征在于，步驟5所述 驅動X掃描振鏡（7)、Y掃描振鏡（8)進行橫向掃描獲得三維干涉光譜信號，其中光斑偏離 Y掃描振鏡（8)的轉軸，產(chǎn)生調(diào)制頻率，用于去除譜域光學相干層析成像技術中的復共軛像 問題，光斑的偏置距離滿足以下條件：
式中，f。為調(diào)制頻率，k為波數(shù)，δ為光斑偏離Y振鏡轉軸的距離，ω為Y掃描振鏡（7) 掃描時的角速度，fs為縱向掃描的頻率。
8. 根據(jù)權利要求5所述的全深度譜域光學相干層析成像方法，其特征在于，步驟6中所 述重構二維圖像中進行去除復共軛像時，先對同一像素不同橫向位置處的干涉光譜信號進 行傅里葉變換，然后對傅里葉變換后的信號進行加窗逆傅里葉變換以濾除直流項，從而獲 得復干涉光譜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全深度譜域光學相干層析成像裝置及方法，該裝置包括沿光路方向依次設置的光源、光纖型邁克爾遜干涉系統(tǒng)、光譜儀和信號處理系統(tǒng)。寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過2×2光纖耦合器后分別經(jīng)過參考臂和樣品臂后返回，經(jīng)光譜儀分光后聚焦的線陣CCD上，得到干涉光譜。利用預存在電腦里的不同光程差下的干涉光譜信號對獲得的樣品的干涉光譜進行處理得到二維圖像，相比于傳統(tǒng)的傅里葉變換算法，該圖像重構算法能夠使得縱向分辨率不隨深度的改變而改變。利用重構的一系列二維圖像合成樣品的三維結構圖，實現(xiàn)對樣品的微米級別的測量。
【IPC分類】A61B5-00
【公開號】CN104523239
【申請?zhí)枴緾N201510014093
【發(fā)明人】高萬榮, 卞海溢, 陳朝良, 廖九零, 朱越, 劉浩
【申請人】南京理工大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月12日