[發明專利]基于光開關和微透鏡陣列的多光束彈性測量系統及方法

有效

• 申請號: 201811533179.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109674441B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 藍公仆;譚海曙;安林;許景江;黃燕平;秦嘉;陳國杰
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝泳祥

1.基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量方法，其特征在于，利用基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量系統，所述基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量系統包括：多光束OCT探測子系統、載荷激勵子系統，所述多光束OCT探測子系統包括寬光譜光源、光纖耦合器、光開關、樣品臂、參考臂以及光譜探測器，所述寬光譜光源連接所述光纖耦合器的輸入端，由所述寬光譜光源發出的光經過光纖耦合器分光，一路通向所述參考臂，另一路由所述光開關控制通向所述樣品臂，從所述參考臂和所述樣品臂返回的光經所述光纖耦合器后其干涉光譜由光譜探測器接收，所述樣品臂的每一條光路均設置有相互配合的準直鏡和柱鏡，各光路在角膜前的位置還設置有微透鏡陣列，所述載荷激勵子系統用于激勵角膜使角膜產生微量的機械波和形變以便于多光束OCT探測子系統進行探測；

所述的基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量系統還包括角膜定位子系統，所述角膜定位子系統用于對待測角膜位置進行定位，所述角膜定位子系統包括定位相機，其中，角膜沿相干測量系統軸向方向的動態位移由OCT進行追蹤，角膜沿相干測量系統橫向方向的動態位移由定位相機進行跟蹤定位；所述的微透鏡陣列包括各個方向的焦距不同且光程差各異的微透鏡單元；所述樣品臂對角膜激勵點周圍不少于4個方位進行測量，每個方位上的測量點數不少于2個；所述光開關為超快速光開關，超開速光開關的開/關轉換時間不超過1ms，實現各方位按順序的交替重復采集；

還包括步驟：

S1、使用定位相機對人眼角膜及瞳孔成像，根據瞳孔的邊緣及中心點位置對角膜進行橫向定位，并通過OCT信號中A-scan上標志點的深度變化進行軸向追蹤，當角膜的軸向位置和橫向位置在測量誤差范圍之內，開始通過載荷激勵子系統對角膜表面進行激勵，并通過OCT探測子系統對產生的機械波及角膜的微量形變進行探測，評估其彈性特性；

S2、在OCT探測子系統中，寬光譜光源發出的光通過光纖傳入光纖耦合器，測量光在光纖耦合器內分光后，一端通向參考臂、一端通向超快速光開關，超快速光開關控制了多方位的探測光路；每路探測光路對應了一個測量方向，各探測光路的光經過準直鏡與柱鏡的組合作用后，其光束被延展成了長條形光斑，并分別照射到角膜前的微透鏡陣列的對應方位上，并由微透鏡陣列分成若干個測量點，聚焦于角膜上；各路探測光在超快速光開關的控制下，對角膜激勵點周圍多方位按順序進行交替重復采集；各路參考光和其對應的樣品臂的各路探測光將返回并兩兩干涉，并被光譜探測器組對應的光譜探測器探測；

同時測量單次載荷激勵下角膜的激勵點周圍多方向、多位置的彈性響應。

2.根據權利要求1所述的基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量方法，其特征在于：獲取各測量點的圖像強度信號和隨時間變化的相位信號，通過計算各測量點的相位信號可以得到該測量點的表面形變信息。

3.根據權利要求1所述的基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量方法，其特征在于：獲取被測量角膜的恢復曲線，并通過將恢復曲線擬合成指數衰減曲線，得到角膜的固有頻率。

4.根據權利要求1所述的基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量方法，其特征在于：獲取角膜的受激阻尼振動信息，進行快速傅里葉變換，得到角膜的固有頻率。

5.根據權利要求1所述的基于光開關和微透鏡陣列的多光束光學彈性測量方法，其特征在于：獲取各測量點的變形信息及時間延遲信息，根據機械波傳播模型計算出楊氏模量。