[發明專利]基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統及方法

有效

• 申請號: 201410258287.8
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104027073A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王東琳;謝會開
• 申請（專利權）人: 無錫微奧科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬;張海英

1.一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：包括寬帶掃頻光源(1)、三端環形器(2)、探頭(3)、干涉系統及控制處理系統，所述探頭(3)包括格林透鏡(4)及MEMS反射鏡(6)；所述寬帶掃頻光源(1)發出的激光經所述三端環形器(2)進入所述探頭(3)，所述探頭(3)中的所述格林透鏡(4)將一部分激光進行匯聚形成匯聚激光，所述匯聚激光經所述MEMS反射鏡(6)反射出所述探頭(3)后照射到樣品上，所述控制處理系統對所述MEMS反射鏡(6)加電控制使經所述MEMS反射鏡(6)反射的所述匯聚激光對樣品進行一維或二維掃描，以得到一維或二維的樣品信息，帶有樣品信息的匯聚激光經過樣品不同深度的后向散射后被所述探頭(3)收集并回到所述三端環形器(2)，形成樣品光；另一部分激光經所述格林透鏡(4)的端面(5)后直接反射回所述三端環形器(2)，形成參考光；所述樣品光與所述參考光經所述三端環形器(2)后進入所述干涉系統干涉后形成干涉信號，該干涉信號經所述控制處理系統轉換為電信號并處理，形成樣品的二維或三維圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：所述干涉系統包括第一耦合器(7)、第一光纖(8)、第二光纖(9)、第二耦合器(10)，所述樣品光經所述三端環形器(2)后進入所述第一耦合器(7)分成兩束樣品光，其中一束樣品光進入所述第一光纖(8)，另一束樣品光進入所述第二光纖(9)，所述參考光經所述三端環形器(2)后進入所述第一耦合器(7)分成兩束參考光，其中一束參考光進入所述第一光纖(8)，另一束參考光進入所述第二光纖(9)，經所述第一光纖(8)、所述第二光纖(9)的參考光與樣品光進入所述第二耦合器(10)后，形成具有相位差的兩路干涉信號。

3.根據權利要求2所述的一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：所述第一耦合器(7)為一分二耦合器，所述第二耦合器(10)為二分二耦合器，所述第一光纖(8)與第二光纖(9)分別具有不同長度。

4.根據權利要求2所述的一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：所述控制處理系統包括平衡探測器(11)、高速采集卡(12)、計算機(13)、控制卡(14)；所述控制卡(14)輸出用于驅動所述MEMS反射鏡(6)使經所述MEMS反射鏡(6)反射的匯聚激光對樣品進行一維或二維掃描的驅動信號以及樣品掃描的同步信號，所述兩路干涉信號經所述平衡探測器(11)后形成一路差分后的電信號，該電信號進入所述高速采集卡(12)的數據采集端，該高速采集卡(12)根據所述同步信號采集樣品的一維或二維掃描信息，并接收所述寬帶掃頻光源(1)發出的采樣信號，根據所述同步信號與所述采樣信號對接收的所述電信號進行信號采集轉換，使其轉換成離散的包含樣品信息的干涉信號，該離散的干涉信號在所述計算機(13)中進行傅里葉變換，以得到樣品的二維圖像，所述二維圖像進一步重構為三維圖像。

5.根據權利要求4所述的一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：所述控制卡(14)為一塊板卡或者多塊板卡。

6.根據權利要求1所述的一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像系統，其特征在于：所述激光為寬帶掃頻可見光、近紅外或紅外光。

7.一種基于掃頻光源的共路光學相干層析成像方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟A：寬帶掃頻光源(1)發出激光和采樣信號，控制卡(14)輸出樣品掃描的同步信號、以及用于驅動MEMS反射鏡(6)使經所述MEMS反射鏡(6)反射的激光對樣品進行一維或二維掃描的驅動信號；

步驟B：所述步驟A中的激光經過三端環形器(2)進入探頭(3)，探頭(3)中的格林透鏡(4)將一部分激光進行匯聚形成匯聚激光，該匯聚激光經所述MEMS反射鏡(6)反射出所述探頭(3)后照射到樣品上，同時，所述驅動信號驅動所述MEMS反射鏡(6)使經所述MEMS反射鏡(6)反射的匯聚激光對樣品進行一維或二維掃描，以得到一維或二維的樣品信息，帶有樣品信息的匯聚激光經樣品不同深度的后向散射后經探頭(3)收集并回到三端環形器(2)，形成樣品光；另一部分激光經過格林透鏡(4)的端面(5)后直接反射回三端環形器(2)，形成參考光；

步驟C：所述步驟B中的參考光和樣品光均進入干涉系統形成干涉信號；樣品光經三端環形器(2)后進入第一耦合器(7)分成兩束樣品光，其中一束樣品光進入第一光纖(8)，另一束樣品光進入第二光纖(9)，參考光經三端環形器(2)后進入第一耦合器(7)分成兩束參考光，其中一束參考光進入第一光纖(8)，另一束參考光進入第二光纖(9)，經第一光纖(8)、第二光纖(9)的參考光與樣品光進入第二耦合器(10)后，形成具有相位差的兩路干涉信號；

步驟D：所述步驟C中的兩路干涉信號進入控制處理系統；兩路干涉信號進入平衡探測器(11)，經平衡探測器(11)后形成一路差分后的電信號；

步驟E：所述高速采集卡(12)根據所述同步信號采集樣品的掃描信息，并接收寬帶掃頻光源(1)發出的采樣信號，根據同步信號與采樣信號對所述步驟D中形成的電信號進行信號采集轉換，使其轉換成離散的包含樣品信息的干涉信號；

步驟F：將所述步驟E中采集到的離散的干涉信號傳入計算機(13)進行運算，以得到樣品的二維圖像，并實時顯示，所述二維圖像進一步重構為三維圖像。