[實用新型]基于LPG的單光纖OCT系統

有效

• 申請號: 201820954102.0
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN208334210U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 張明;王笑;鄭健;鄒俊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于LPG的單光纖OCT系統，包括輸入光源、光環行器、OCT干涉檢測單元以及信號處理單元；OCT干涉檢測單元是一種單光纖麥克爾遜干涉儀，單光纖麥克爾遜干涉儀包括輸入雙包層光纖及輸入LPFG、空芯光纖和纖芯模式反射器、輸出雙包層光纖及輸出LPFG、光纖透鏡和反射棱鏡，整個OCT干涉檢測單元被封裝在一個毛細管中；輸入LPFG位于輸入雙包層光纖的纖芯內，輸出LPFG位于輸出雙包層光纖的纖芯內，空芯光纖熔接在輸入雙包層光纖和輸出雙包層光纖之間形成一根單光纖，信號臂和參考臂集成到所述一根單光纖中。本實用新型有效縮小整個系統的尺寸，使整個OCT系統更加緊湊、方便。

技術領域

本實用新型涉及生物醫學光學和光纖光學、生物組織檢測以及工業無損檢測領域，尤其涉及傅里葉域的光學相干層析成像技術(OCT) 領域。

背景技術

上個世紀90年代誕生的一種全新的生物成像技術，被稱為光學相干層析成像技術(OCT)。與其他的生物成像技術相比較，OCT具有實時成像、無侵入、無損、分辨率高等優勢。時至今日，OCT仍無法被其他技術替代，廣泛的應用于生物醫學、生物組織檢測以及工業無損檢測等領域。迄今為止，OCT技術的發展經過了兩代，即時域OCT 與傅里葉域OCT。傅里葉域OCT不需要借助機械結構進行軸向光程掃描，能夠一次性采集某一橫向位置不同深度的干涉光譜信息，通過對其進行傅里葉變換獲取樣品深度域結構信息，提高了成像速度。根據光譜探測機制的不同，傅里葉域OCT又可分為譜域OCT和掃頻 OCT。譜域OCT基于光譜儀，將干涉光譜分散并聚焦到線陣電荷耦合元件進行探測；掃頻OCT基于瞬時線寬極窄且輸出波長隨時間快速掃描變化的掃頻光源，利用單點探測器獲取干涉光譜。小型化和緊湊化的內窺OCT探針可在低侵入的條件下進入人體內部腔道，這為人體內部組織的高分辨率在體成像提供了可能。OCT技術不僅被廣泛的應用在生物醫學領域，同時在工業上的無損撿測也可以發揮很重要的作用，例如在某些工業應用中，對工件表面顆粒的顆粒形狀、大小以及分布有著很嚴格的要求，OCT系統可以對這些指標進行有效的測量。

但是，目前的OCT探針仍然存在很多的問題。由于OCT系統需要采集干涉信號，所以不可避免的導致目前的OCT系統需要一個參考臂和一個測量臂；雖然探針是可以小型化的，但是整個干涉檢測單元還是比較大的，所以整個OCT系統的結構還是比較復雜的，這就限制了OCT系統在生物醫學以及工業無損檢測等領域的應用。

發明內容

為了克服現有的光學相干斷層掃描技術(OCT)在醫療檢查和工業無損檢測上存在的結構復雜、靈活性差和成本昂貴的問題，本實用新型提供了一種利用雙包層光纖制成的長周期光纖光柵和空芯光纖做成的單光纖干涉檢測器件來改進光學相干斷層掃描技術(OCT)，使用雙包層光纖和光纖光柵實現單光纖OCT。相比于目前的OCT系統，本實用新型將OCT的參考臂和測量臂集成到一根光纖中，有效的縮小了整個系統的尺寸，使整個OCT系統更加緊湊、方便。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于LPG的單光纖OCT系統，包括輸入光源、光環行器、 OCT干涉檢測單元以及信號處理單元；所述OCT干涉檢測單元是一種單光纖麥克爾遜干涉儀，所述OCT干涉檢測單元包括輸入雙包層光纖及輸入LPFG、空芯光纖和纖芯模式反射器、輸出雙包層光纖及輸出LPFG、光纖透鏡和反射棱鏡，整個OCT干涉檢測單元被封裝在一個毛細管中；所述輸入LPFG位于輸入雙包層光纖的纖芯內，所述輸出LPFG位于輸出雙包層光纖的纖芯內，所述空芯光纖熔接在輸入雙包層光纖和輸出雙包層光纖之間形成一根單光纖，信號臂和參考臂集成到所述一根單光纖中；在輸入雙包層光纖與空芯光纖熔接的一端端面設置所述纖芯模式反射器，空芯光纖中心孔的直徑和輸入雙包層光纖、輸出雙包層光纖的纖芯直徑相等，空芯光纖的外層直徑和輸入雙包層光纖、輸出雙包層光纖包層的外徑相等；所述纖芯模式反射器是通過在輸入雙包層光纖與空芯光纖熔接一端的纖芯端面鍍膜，以形成反射鏡進而制成的；從輸出LPFG出射的光束經過光纖透鏡和反射棱鏡，聚焦于光纖外部的樣品上從而成像。

進一步，用于纖芯模式反射器的鍍膜包括金屬膜和介質膜。