[實用新型]一種基于超精細調諧濾波器的掃頻激光光源

無效

• 申請號: 201020111077.3
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN201623363U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 丁志華;陳明惠;吳彤;沈龍飛;王川;陶淵浩;王玲
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;A61B5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及掃頻光學相干層析成像技術，尤其是涉及一種基于超精細調諧濾波器的掃頻激光光源。

背景技術

光學相干層析成像(Optical?Coherence?Tomography，簡稱OCT)能非侵入地、無損傷地對活體組織的內部結構以及生理功能進行高分辨率的三維成像，在生物醫學光學成像中得到廣泛應用。光學頻率域成像(掃頻OCT)是新一代OCT技術，至今為止才發展十幾年的時間，它是利用寬帶快速調諧的掃頻激光光源和點探測器探測干涉信號。掃頻OCT具有可層析、高分辨、多信息的特征，有望成為臨床醫學上的“光學顯微活檢技術”實施高危人群的篩查和輔助早期診斷、過程監視和手術介導等臨床功能。

分辨率高是OCT相比于超聲等其他成像技術的一大優點，但其穿透深度比較低大大限制了OCT成像方法的應用。掃頻OCT的成像深度是由掃頻激光光源的瞬時線寬決定的。所以，獲得長相干長度的掃頻激光光源，得到樣品的深的穿透深度是各國學者奮斗的目標。掃頻激光光源主要有兩種選頻方法，一是光纖法布里珀羅調諧濾波器(fiber?Fabry-Perot?tunable?filter，FFP-TF)；二是光柵與旋轉多面鏡的調諧濾波器。美國MIT的Fujimoto小組和加州大學的Chen小組等采用的壓電陶瓷激勵的FFP-TF高速調諧是正弦、雙向的非線性掃描。哈佛大學的Bouma小組，發展了基于光柵與旋轉多面鏡的調諧濾波器的掃頻激光光源，光先到光柵后經望遠系統改變光斑和會聚角的大小來匹配多面鏡的面寬度和掃描角度的范圍，實現單向、波長線性掃描。加州理工學院的Nezam提出了光柵利特羅結構和旋轉多面鏡的調諧濾波器，光先到旋轉多面鏡再直接反射到自準直光柵選頻，這個方法沒有了望遠鏡系統，結構更加簡單緊湊。基于光柵利特羅結構的調諧濾波器有兩種不同的形式：第一種是準直光經多面鏡反射到自準直光柵選頻后按原路返回；第二種是準直光經多面鏡反射到自準直光柵后衍射到多面鏡的另外一個面上再反射到自準直光柵后選頻后按原路返回。第二種形式光線先后照射到光柵三次，提高了瞬時線寬，但對入射角度高度敏感性，很難匹配高的衍射效率。加拿大的Leung等人提出了光柵的利特曼結構和旋轉多面鏡的調諧濾波器，他們加了一塊平面反射鏡。擴束光柵-反射鏡組合系統相對于利特羅光柵結構而言，解決了對入射角度的高度嚴格限制，但瞬時線寬還是不夠窄，并且無法完全避免光束遮擋現象。日本的Changho?Chong等人用棱鏡組合來進行光擴束再照射到自準直光柵，提高了光柵的上有效照射尺度，但棱鏡組合調整麻煩，系統復雜。為了提高成像速度，Fujimoto研究小組，發展了基于傅里葉域鎖模技術的長腔掃頻激光光源替代了短腔掃頻激光光源，利用幾千米的長光纖作為色散控制延遲線。激光通過環形振蕩長腔的所需時間剛好與調諧濾波器的調諧周期匹配，各色光同時在諧振腔內振蕩。這種技術掃頻速度最后制約因素是調諧濾波器的掃頻速度，而短腔掃頻激光光源的掃頻速度則不僅受限于濾波器的調諧速度還受限于腔內激光建立時間。

縱上所述，如何獲得超精細調諧濾波器，得到更窄的瞬時線寬的掃頻激光光源，以便在深度要求高的樣品成像中應用是一大技術難點。

發明內容

為了克服背景技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于超精細調諧濾波器的掃頻激光光源。在基于傅里葉域鎖模技術的激光振蕩腔采用利特曼-利特羅結構的擴束光柵-自準直光柵的雙光柵組合色散系統和旋轉多面鏡構成的超精細的調諧濾波器。

本實用新型采用的技術方案如下：

由半導體光放大器、第一偏振控制器、色散控制延遲線、循環器、調諧濾波器、光纖耦合器和第二偏振控制器組成環形激光振蕩腔；從半導體光放大器發出的放大自發輻射光，經第一偏振控制器、色散控制延遲線接到循環器的輸入端，循環器的中間端口接調諧濾波器，循環器的輸出端接光纖耦合器后分成兩路，一路經環形激光振蕩腔的第二偏振控制器接半導體光放大器，另一路輸出掃頻激光；其特征在于：所述的調諧濾波器為超精細調諧濾波器，包括光纖準直鏡、多面鏡、電機控制器、擴束光柵、自準直光柵；從光纖準直鏡出來的準直光，經電機控制器驅動的多面鏡反射到擴束光柵后衍射到自準直光柵選通不同色光按原路反射回來進入環形激光振蕩腔形成激光振蕩；超精細調諧濾波器主要由基于利特曼-利特羅結構的擴束光柵-自準直光柵的雙光柵組合色散系統和旋轉多面鏡組成，利用擴束光柵的色散與擴束能力，提高自準直光柵入射光的口徑，同時形成不同色光對自準直光柵自準直條件的不同偏離，提高雙光柵組合色散系統的角色散能力。

與背景技術相比，本實用新型具有的有益效果是：