[發(fā)明專利]用于OCT平衡探測的透射式快速光學(xué)掃描延遲線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710069738.3
• 申請日: 2007-06-27
• 公開（公告）號: CN101077296A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁志華;王玲;劉旭;王凱;楊亞良;孟婕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于OCT平衡探測的透射式快速光學(xué)掃描延遲線。

背景技術(shù)

光學(xué)相干層析成像(Optical?Coherence?Tomography，簡稱OCT)是近年發(fā)展起來的層析成像技術(shù)，能對生物活體內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)與生理功能進(jìn)行非接觸、無損傷、高分辨率成像。因而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。平衡探測OCT系統(tǒng)可有效抑制系統(tǒng)的共模噪聲，提高系統(tǒng)信噪比和動態(tài)范圍，對于提高OCT系統(tǒng)的成像質(zhì)量有重要意義。

快速掃描光學(xué)延遲線(Rapid?Scanning?Optical?Delay?Line，簡稱RSOD)能實現(xiàn)群延遲和相延遲分離控制的目標(biāo)，同時具有調(diào)節(jié)色散的功能。因而用在OCT系統(tǒng)可實現(xiàn)參考臂和樣品臂的色散匹配；用于時域OCT系統(tǒng)同時可實現(xiàn)縱向掃描和相位調(diào)制，用在譜域OCT系統(tǒng)可實現(xiàn)無色散相移消除自相關(guān)噪聲。目前的RSOD系統(tǒng)多是基于反射時設(shè)計的，用反射式的RSOD做OCT系統(tǒng)的參考臂，一方面RSOD返回的光反射到出射光源會影響光的穩(wěn)定性，另一方面由于掃描振鏡的溫度熱效應(yīng)和運(yùn)動洄滯引入的高頻噪聲，以及掃描過程光耦合效率不均勻造成的光強(qiáng)變化等原因引入的系統(tǒng)噪聲也會影響OCT系統(tǒng)的成像質(zhì)量，降低系統(tǒng)的信噪比，而平衡探測OCT系統(tǒng)可有效抑制系統(tǒng)的共模噪聲，彌補(bǔ)反射式RSOD的缺陷。

但目前基于反射式設(shè)計的快速掃描光學(xué)延遲線用于平衡探測OCT系統(tǒng)需要額外的光環(huán)行器，如圖1所示，這一方面增加了成本；另一方面光電產(chǎn)業(yè)的原因造成某些波段(如適合視網(wǎng)膜成像的800nm附近的波段)光纖型光環(huán)行器的欠缺更是增加了系統(tǒng)設(shè)計的困難。透射式RSOD用于平衡探測OCT系統(tǒng)可解決這一困難。基于透射式RSOD的平衡探測OCT系統(tǒng)設(shè)計見于專利“Optical?imaging?device”，J.A.Izatt?et?al.Patent?No.U.S.6,564,089，May?13，2003。該專利提到兩種透射式RSOD的設(shè)計方案，一種用分光棱鏡實現(xiàn)RSOD返回光束方向的偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，光束兩次通過色散元件光柵，單通的掃描設(shè)計導(dǎo)致入射光束和出射光束在垂直光學(xué)平臺方向存在縱向偏移，其偏移距離與入射光束打在透鏡的位置有關(guān)，不利出射光束接收準(zhǔn)直鏡的安放和調(diào)節(jié)；另一方面，各色光的出射方向存在偏移，光強(qiáng)耦合效率低。另一種方案與反射式雙通RSOD的設(shè)計類似，如圖3所示，不同的是雙通反射鏡的鏡面方向不再與入射光的方向垂直，而是存在一個偏角，因而光束經(jīng)過光柵四次衍射后不再原路返回到入射準(zhǔn)直鏡，出射光束的方向與雙通反射鏡的方向以及RSOD的掃描范圍有密切關(guān)系，給RSOD的設(shè)計和調(diào)試帶來困難。

Carla?C.Rosa等提出和制作過一種單通透射式RSOD(“Fast?scanningtransmissive?delay?line?for?optical?coherence?tomography”，Carla?C.Rosa，JohnRpgers，Adrian?Gh.Podoleanu.Optics?Letters，Vol.30，No.24，Page?3263～3265，Dec.15，2005)，采用兩面平面反射鏡消除振鏡掃描造成的光束出射位置的偏移，如圖4所示。但這種設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且振鏡的掃描范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中反射式雙通RSOD用于OCT系統(tǒng)的不足和其應(yīng)用于平衡探測OCT系統(tǒng)遇到的實際困難；以及現(xiàn)有透射式RSOD設(shè)計存在出射光束偏移、掃描范圍受限、安裝調(diào)試復(fù)雜等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于OCT平衡探測的透射式快速光學(xué)掃描延遲線。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：所述的透射式RSOD為準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后的入射光經(jīng)閃耀光柵分光，分光后的光譜分量通過傅立葉透鏡聚焦在掃描振鏡上，經(jīng)掃描振鏡反射后通過傅立葉透鏡返回到閃耀光柵，并被閃耀光柵再次衍射后投射到反射式光束平移器上，經(jīng)過反射式光束平移器的光在與光學(xué)平臺所在平面xy垂直的方向錯開后原方向返回到閃耀光柵，經(jīng)過傅立葉透鏡、掃描振鏡，被掃描振鏡反射后再次經(jīng)過傅立葉透鏡、閃耀光柵，最后經(jīng)閃耀光柵四次衍射后重新匯合成出射光，出射光經(jīng)接收反射鏡的反射光再到接收光纖耦合鏡。

所述的反射式光束平移器為直角棱鏡或角錐棱鏡。

所述的透射式RSOD，其閃耀光柵和傅立葉透鏡相互平行，閃耀光柵與透鏡的前焦面有個可調(diào)節(jié)的離焦量Δz，掃描振鏡位于傅立葉透鏡的后焦面，且掃描振鏡的轉(zhuǎn)軸和傅立葉透鏡的光軸存在可調(diào)節(jié)的偏移量x。