[發(fā)明專利]用于雙波長OCT系統(tǒng)的聚焦鏡頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810053557.6
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN101354477A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉青;周文遠(yuǎn);劉宇;田建國
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B27/00;A61B5/00;G01B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于雙波長OCT系統(tǒng)的聚焦鏡頭。

背景技術(shù)

OCT(Optical?Coherence?Tomography，光學(xué)相干層析技術(shù))是一種基于干涉測量法的無損層析成像技術(shù)，綜合了相干門技術(shù)和空間門技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效濾除與信號光無關(guān)的各種雜散光，成為一種很有發(fā)展前景的成像診斷技術(shù)。采用不同波長的光對生物組織進(jìn)行OCT探測，獲得的圖像和探測深度等參數(shù)可能會(huì)不同。利用OCT技術(shù)研究生物組織的光譜特性，就形成了一種新的功能OCT技術(shù)——波長相關(guān)OCT技術(shù)。多波長OCT技術(shù)是波長相關(guān)OCT技術(shù)的一種，其中研究者最普遍采用的是雙波長OCT技術(shù)。

OCT系統(tǒng)的橫向分辨率主要取決于聚焦在生物組織樣品上的光斑的大小。如果透鏡系統(tǒng)的聚焦性能良好，我們便可以將從光纖發(fā)散的激光在樣品和反射鏡上會(huì)聚成很小的光斑，這樣便可以得到在盡量小的生物組織范圍內(nèi)的干涉圖像從而提高系統(tǒng)的橫行分辨率。對于單波長OCT系統(tǒng)，由于聚焦鏡頭存在除色差外的各種像差，會(huì)降低系統(tǒng)的分辨率，使得到的圖像質(zhì)量下降，這就需要我們很好的校正除色差外的各種像差。

對于雙波長OCT系統(tǒng)，在系統(tǒng)的樣品臂端，兩個(gè)波長的光需要使用同一光路，才能實(shí)現(xiàn)對樣品同一位置的兩個(gè)波長的同時(shí)測量。為獲得樣品的準(zhǔn)確的波長相關(guān)信息，樣品臂聚焦透鏡需要將不同的光聚焦至同一位置，一般來說兩個(gè)波長的間隔較大，且OCT系統(tǒng)的光源為寬帶光源，這樣就需要在單波長OCT系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行色差的校正。樣品臂的聚焦透鏡對于不同波長激光的焦距是不同的，使用單一透鏡不可能將兩個(gè)波長的激光會(huì)聚到同一位置，也就是不能在同一位置同時(shí)得到兩種激光的最小的光斑，這樣就失去了同時(shí)采用兩個(gè)波長的激光的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于雙波長OCT系統(tǒng)的聚焦鏡頭。它對球差等像差進(jìn)行了很好的校正，可以得到較小的光斑，有效地提高了OCT系統(tǒng)的分辨率，更重要的是，它還對色差進(jìn)行了較好地校正，可用于雙波長乃至多波長的OCT系統(tǒng)探測成像。其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，像差小，成像清晰。

本發(fā)明的解決方案是：一種用于雙波長OCT系統(tǒng)的聚焦鏡頭。

該鏡頭包括兩個(gè)雙膠合透鏡，自光線入射方向依次為：凸凹透鏡1、凸透鏡2、凸透鏡3、凸凹透鏡4，各透鏡排列在一條中軸線上。

在所述鏡頭中，可以使用兩種不同型號的光學(xué)玻璃材料，型號為F2型、BK7型。各透鏡的光學(xué)玻璃型號：凸凹透鏡1為F2型，凸透鏡2為BK7型，凸透鏡3為BK7型，凸凹透鏡4為F2型。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例的空間頻率曲線圖。

圖3是本發(fā)明的一實(shí)施例的焦斑的能量分布示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

為了滿足雙波長OCT系統(tǒng)中兩個(gè)波長對樣品的同一位置同時(shí)測量的要求，我們必須對雙波長OCT系統(tǒng)的樣品臂聚焦鏡頭進(jìn)行特殊的加工設(shè)計(jì)。本發(fā)明正是針對以上的應(yīng)用要求，進(jìn)行雙波長OCT系統(tǒng)的樣品臂聚焦鏡頭的特殊發(fā)明設(shè)計(jì)，此鏡頭可應(yīng)用于雙波長OCT系統(tǒng)乃至多波長OCT系統(tǒng)。

本發(fā)明的聚焦鏡頭的設(shè)計(jì)采用光線追跡的原理，通過改變鏡片的厚度及其之間的間距、鏡片的材料，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減少鏡片的數(shù)量和使用材料的數(shù)量，以最少的成本獲得良好的聚焦效果。

圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，由4片透鏡組成，包括兩個(gè)雙膠合透鏡。自光線入射方向依次為：凸凹透鏡1、凸透鏡2、凸透鏡3、凸凹透鏡4，各透鏡排列在一條中軸線上。圖中鏡片1的左端為OCT系統(tǒng)樣品臂光纖出射光位置，鏡片4的右邊為聚焦位置。OCT系統(tǒng)樣品臂光纖的出射光經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例的鏡頭聚焦在樣品中。

本發(fā)明的一實(shí)施例總長度為60mm(毫米)，直徑10mm(毫米)，工作距離14mm(毫米)，分辨率小于20um(微米)，光纖出射光波長分別為980nm和1300nm。其作用在于：(1)將光纖出射的光聚焦到樣品中(2)收集樣品的背向散射光并返回聚焦至光纖端面。

鏡頭的材料采用兩種常用的光學(xué)玻璃材料，對應(yīng)的玻璃牌號分別為F2、BK7。鏡頭的材料順序?yàn)镕2→BK7→BK7→F2。

在本發(fā)明的聚焦鏡頭的一優(yōu)選實(shí)施例中，各鏡片所采用的具體設(shè)計(jì)尺寸及排列如下表所示(單位：毫米)。以下結(jié)構(gòu)尺寸的變化范圍為±0.02mm(毫米)。

鏡頭表面序號????曲率半徑????頂點(diǎn)間距????材料????表面半徑