[發(fā)明專利]用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410044795.6
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN103845039A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李中梁;王向朝;袁春曉;南楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B3/14;G01J3/45
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜儀，特別是一種用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀。

背景技術(shù)

光學相干層析成像（Optical?Coherence?Tomography,OCT）是一種基于低相干光干涉術(shù)的非侵入高分辨層析成像技術(shù)，在活體生物組織成像、亞表面無損檢測等領(lǐng)域已有廣泛的應用。時域OCT是最早提出來的OCT技術(shù)，而之后發(fā)展起來的頻域OCT，相對于時域OCT在成像速度和靈敏度方面有較大優(yōu)勢，是OCT技術(shù)的發(fā)展方向。頻域OCT系統(tǒng)與時域OCT系統(tǒng)都是基于低相干光干涉原理，不同之處在于干涉信號的探測方式上：時域OCT在時間域探測干涉信號，而頻域OCT則利用光譜儀代替時域OCT的點光電探測器，在頻域探測干涉信號的光譜。在頻域OCT系統(tǒng)中，參考臂和探測臂的干涉光信號準直后入射到光柵上，經(jīng)光柵衍射后被一物鏡聚焦在線陣光電探測器，得到信號的干涉譜；通過對干涉譜做逆傅立葉變換可以得到被測樣品深度分辨的反射率信息。

由于頻域OCT技術(shù)利用光譜儀代替點光電探測器，相對于時域OCT技術(shù)減少了一維掃描，具有更高的成像速度。當前的超快頻域OCT系統(tǒng)的成像速度比最快的時域OCT系統(tǒng)的成像速度要高出兩個數(shù)量級。頻域OCT技術(shù)使得實時三維組織成像真正成為了可能，這是其相對于時域OCT最重要的優(yōu)勢。

頻域OCT技術(shù)首先在眼科疾病的診斷中得到應用，隨著系統(tǒng)性能的不斷提高和各種功能性O(shè)CT技術(shù)的發(fā)展，頻域OCT技術(shù)的應用也更加廣泛，目前已被廣泛應用于眼科、腸胃科、心血管、牙科和皮膚科疾病的檢測。而各種臨床應用也對頻域OCT系統(tǒng)提出了越來越高的要求，其中就包括系統(tǒng)及其儀器化后的小型化與便攜式，尤其在眼科等成熟的臨床應用領(lǐng)域，希望OCT儀器能夠小型化至便攜的手持式。

但在目前頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀中，OCT的干涉信號首先經(jīng)過一個準直鏡準直后入射至衍射光柵，經(jīng)光柵衍射后的再由聚焦鏡聚焦至CCD等線陣光電探測器上，實現(xiàn)干涉譜探測。在該種結(jié)構(gòu)的光譜儀中，入射光束的準直與衍射光束的聚焦分別使用準直鏡和聚焦鏡實現(xiàn)，入射光束準直與衍射光束聚焦為分立的兩個光路，光路較長，不利于小型化，不利于OCT儀器的緊湊與便攜化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀，該光譜儀結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，利用一個消色差透鏡同時實現(xiàn)入射光的準直與衍射光柵衍射光的聚焦，有利于頻域OCT系統(tǒng)的小型化與便攜化。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀，其結(jié)構(gòu)包括單模光纖、消色差透鏡、閃耀光柵、光電探測器和光譜儀底板；OCT系統(tǒng)的干涉光輸入至單模光纖，單模光纖的輸出光經(jīng)消色差透鏡準直后的準直光束照射至閃耀光柵上，閃耀光柵的一級衍射光經(jīng)消色差透鏡聚焦后的聚焦光束由光電探測器探測；所述的單模光纖、消色差透鏡、閃耀光柵和光電探測器均固定在光譜儀底板上。

所述的單模光纖輸出端口的輸出端面位于消色差透鏡的前焦點，且輸出端口為PC或APC接頭。

所述的閃耀光柵的閃耀角度為γ度，且閃耀光柵的刻線方向平行于光譜儀底板所在平面與閃耀光柵所在平面的交線。

所述的閃耀光柵在底板上位置的確定如下：首先使光譜儀底板所在平面與閃耀光柵所在平面的夾角等于（90-γ）度，即閃耀光柵上入射光的入射角與衍射角相等；然后以在閃耀光柵的平面內(nèi)經(jīng)過閃耀光柵中心的與閃耀光柵的刻線方向垂直的直線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)閃耀光柵θ角度，以使得一級衍射光與照射至閃耀光柵上的準直光束分開，其中θ小于5度。

所述的光電探測器的光敏面位于閃耀光柵的一級衍射光經(jīng)消色差透鏡聚焦后的焦平面上。

所述的光電探測器為線陣CCD、線陣CMOS線陣光電探測器件。

本發(fā)明與在先技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和積極效果：

1、本發(fā)明利用一個消色差透鏡同時實現(xiàn)入射光的準直與衍射光柵一級衍射光的聚焦，與OCT系統(tǒng)中常用的光譜儀結(jié)構(gòu)相比，省去了一個用于光束聚焦的消色差透鏡。

2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)緊湊型光譜儀，有利于頻域OCT系統(tǒng)的小型化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明用于頻域OCT系統(tǒng)的光譜儀所在的OCT系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。