[發明專利]干涉相位參數定標反饋調控穩頻方法及其系統

有效

• 申請號: 201110269652.1
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102440762A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 朱銳;高強
• 申請（專利權）人: 深圳沃夫特影像技術有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 廣東星辰律師事務所 44263
• 代理人: 陳良

【技術領域】

本發明涉及掃頻激光技術領域和光學相干層析成像領域，尤其是涉及一種利用掃頻激光干涉的相位參數定標反饋調控對掃頻激光進行穩頻的方法和穩頻系統。

【背景技術】

近年來，掃頻激光在光學相干層析成像（Optical?Coherence?Tomography，簡稱OCT）領域的研究和應用開發越來越受到重視。OCT是生物醫學成像領域的新興技術，具有無損傷、高分辨率等獨特優點，在眼科領域、心血管內窺成像領域等逐步得到廣泛應用。OCT技術經過了時域、譜域（頻域）技術階段的發展，最新一代高性能OCT采用掃頻激光作為系統光源，利用掃頻激光高速頻率掃描、高光譜分辨率的特性，大大提升了OCT系統的檢測速率和成像分辨率，使OCT實時二維、三維成像更具有可實現性，真正具備臨床“光學顯微活體解剖成像”的功能。

經過研究，應用于OCT系統的掃頻激光光源產生了幾類技術實現方式。哈佛大學的Bouma小組，發展了基于光柵與旋轉多面鏡調諧濾波器的掃頻激光光源；我國浙江大學丁志華小組也發展了基于雙光柵和旋轉多面鏡的超精細調諧濾波器掃頻激光光源（發明專利申請號：201010108236.9）。這類含有旋轉多面鏡的作為調諧濾波器件的光源方案，都面臨多面鏡旋轉精度不穩定帶來的掃頻激光輸出相位不穩定的問題；而且，帶有自由空間結構調諧濾波器的掃頻光源，體積較大，光路易受外界影響，可在實驗室做研究用，卻不適合開發成穩定性好、便攜性高的掃頻光源模塊產品。美國麻省理工大學（MIT）的Fujimoto小組和加州大學的Chen小組等，發展出了基于光纖法布里珀羅調諧濾波器（fiber?Fabry-Perot?tunable?filter，FFP-TF）的掃頻光源，這種技術實現方案結構緊湊，但在應用中面臨一個關鍵性障礙：FFP-TF的調諧頻率漂移不穩定性問題。實驗表明，影響FFP-TF調諧頻率漂移的主要原因是環境變化因素，特別是溫度變化因素。由外界溫度變化和FFP-TF本身器件發熱引起的溫度變化，都會影響FFP-TF驅動機構的電壓響應特性，從而使調諧頻率發生漂移。

因此，如何在FFP-TF方案基礎上實現有效的調諧頻率穩頻，是此類掃頻激光光源能真正應用于臨床用OCT系統的關鍵。

【發明內容】

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種利用掃頻激光輸出光的干涉得到特定的相位參數進行定標，并利用定標參數對光源系統進行反饋式調控穩頻的方法。

本發明還提供了一種基于上述調控穩頻方法的穩頻系統。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案為：

一種干涉相位參數定標反饋調控穩頻方法，該方法包括以下步驟：第一步，耦合器模塊將掃頻激光系統輸出的激光分成兩路，其中一路激光繼續輸出，另一路激光進入干涉模塊；第二步，所述干涉模塊對進入的激光進行分光干涉并耦合；第三步，探測器模塊將干涉光信號轉化為電信號，并輸出到數據采集模塊；第四步，所述數據采集模塊將采集和存儲的干涉光電信號轉化為數據，并輸出到數據處理模塊；第五步，所述數據處理模塊根據進行干涉光電信號數據進行處理，得到干涉相位參數作為相位定標參數值，并與標定參照值作對比，得到兩者間的偏差值，并將偏差值作為穩頻調控反饋信號值，并根據偏差值計算得到濾波器調控參數調控量；第六步，濾波器參數調控執行模塊根據所述濾波器調控參數調控量對濾波器的工作參量進行調控，實現所述掃頻激光系統穩頻輸出。

所述干涉模塊包括有第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第一光纖和第二光纖，所述第一光纖耦合器再次將進入的激光分成兩路光，并分別經過不同光程長度的所述第一光纖和第二光纖傳送至所述第二光纖耦合器進行干涉、耦合。

所述掃頻激光系統運行時，同時將濾波器掃頻的時間周期的時間起點信號輸出到所述數據采集模塊，并與所述干涉光信號一并轉化為數據，輸出到數據處理模塊。

所述耦合器模塊將所述掃頻激光系統輸出的激光分成兩路激光，其中一路激光繼續輸出作為光源輸出激光，另一路激光進入所述干涉模塊。

所述數據處理模塊計算出干涉相位參數后，將其作為相位定標參數值，并與標定參照值進行對比，還進行兩者偏差值是否在允許范圍內的判斷，作出保持當前濾波器工作參數，還是根據偏差值計算得到濾波器調控參數調控量并通過所述調控執行模塊對濾波器進行穩頻調控的選擇。