[發(fā)明專利]一種雙通道譜域光學(xué)相干層析成像方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610893809.0
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN106645027B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董博;劉嘉健;周延周;何昭水;謝勝利
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/45
• 分類號(hào): G01N21/45
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種雙通道譜域光學(xué)相干層析成像方法，其特征在于，包括：

相干光束通過第一光路入射至待測樣品，經(jīng)過所述待測樣品內(nèi)部同一截面反射產(chǎn)生第一反射光束以及第二反射光束；

所述第一反射光束通過第一成像通道至第一分光鏡的輸入端，所述第二反射光束通過第二成像通道至第二分光鏡的第一輸入端，并經(jīng)過所述第二分光鏡的第一輸出端輸出至所述第一分光鏡的輸入端；

從所述第一分光鏡的輸出端輸出的所述第一反射光以及所述第二反射光均入射至第二光路；

經(jīng)過第三光路輸出至所述第二分光鏡的第二輸入端的參考光束，所述參考光束經(jīng)過所述第二分光鏡入射至所述第一分光鏡的輸入端，經(jīng)過所述第一分光鏡入射至所述第二光路；

采集經(jīng)過所述第二光路的所述第一反射光束以及所述第二反射光束形成的干涉光譜；

當(dāng)所述待測樣品發(fā)生形變時(shí)，根據(jù)所述干涉光譜分別計(jì)算所述待測樣品內(nèi)部的面內(nèi)位移和離面位移。

2.如權(quán)利要求1所述的雙通道譜域光學(xué)相干層析成像方法，其特征在于，所述當(dāng)所述待測樣品發(fā)生形變時(shí)，根據(jù)所述干涉光譜分別計(jì)算所述待測樣品內(nèi)部的面內(nèi)位移和離面位移，包括：

根據(jù)所述計(jì)算待測樣品的截面輪廓：

其中，α為所述待測樣品的散射角，f_c1為通過所述第一成像通道的所述第一反射光的頻率，f_c2為通過所述第二成像通道的所述第二反射光的頻率；

當(dāng)所述待測樣品發(fā)生形變時(shí)，所述待測樣品內(nèi)部的面內(nèi)位移u和離面位移w分別為：

其中，Δφ_c1為所述待測樣品在形變前后的干涉光譜的第一反射光的相位變化量，Δφ_c2為所述待測樣品在形變前后的干涉光譜的第二反射光的相位變化量，λ_c為所述相干光束的中心波長，n₁為所述待測樣品的折射率，n₀為空氣的折射率，z為深度方向的坐標(biāo)，Δn₁為所述待測樣品折射率的變化量，fs為所述待測樣品前表面。

3.一種雙通道譜域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

相干光源，用于產(chǎn)生相干光束；

第一光路，包括在所述相干光源輸出端依次放置的第一凸透鏡以及第一柱面鏡；

第一成像通道，設(shè)置于所述相干光束經(jīng)過待測樣品內(nèi)部同一截面反射產(chǎn)生第一反射光束光路上，包括依次放置的靠近所述待測樣品設(shè)置的第二凸透鏡、平板玻璃以及平面反射鏡；

第二成像通道，設(shè)置于所述相干光經(jīng)過所述待測樣品內(nèi)部同一截面反射產(chǎn)生第一反射光束光路上，包括第三凸透鏡；

第一分光鏡，所述第一分光鏡的輸入端用于接收通過所述第一成像通道的所述第一反射光束；

第二分光鏡，所述第二分光鏡的第一輸入端用于接收通過所述第二成像通道的第二反射光束；

所述第一分光鏡的輸入端還用于接收經(jīng)過所述第二分光鏡的第一輸出端輸出的所述第二反射光束；

第二光路，包括在所述第一分光鏡的輸出端依次放置的衍射光柵和第四凸透鏡；

可見光光源，用于產(chǎn)生參考光束；圖像采集裝置，用于采集經(jīng)過所述第二光路的所述第一反射光束以及所述第二反射光束形成的干涉光譜；

數(shù)據(jù)處理器，用于當(dāng)所述待測樣品發(fā)生形變時(shí)，根據(jù)所述干涉光譜分別計(jì)算所述待測樣品內(nèi)部的面內(nèi)位移和離面位移；所述參考光束經(jīng)過的第三光路，包括在所述相干光源輸出端依次放置的第五凸透鏡以及第二柱面鏡；

光纖耦合器，用于將所述相干光束分配至所述第一光路的輸入端，和將所述參考光束分配至所述第三光路的第二輸入端。

4.如權(quán)利要求3所述的雙通道譜域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖耦合器的分光比為90:10或者99:1。

5.如權(quán)利要求4所述的雙通道譜域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)，其特征在于，所述相干光源為低相干寬帶光源，其中心波長范圍為750nm-840nm，帶寬范圍為20nm-100nm。

6.如權(quán)利要求5所述的雙通道譜域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置為CCD相機(jī)。