[发明专利]用于光学相干断层扫描的系统和方法

说明书

本申请涉及根据权利要求1或14前序部分所述的、用于光学相干 断层扫描的系统以及相应的方法。

光学相干断层扫描(OCT)是用于对光散射的样本在其内部进行测 量的一种方法。生物组织由于其光散射的特性而尤其适合借助OCT的 诊断检查。因为OCT适于相对微小的光强，并且所使用光的波长大多 处于近红外区域(750nm至1350nm)，所以它与针对生物组织的电离 放射诊断相反而不具有辐射伤害。从而其对于医学是尤其有意义的并且 大致接近于超声诊断。在OCT中不是使用声波，而是使用具有非常短 相干长度的宽带光。在样本中不同界限层上所反射的光的传播时间借助 一种干涉仪而被探测。利用OCT典型地达到比利用超声高一至两个数 量级的分辨率，然而可达到的测量深度明显较小。所获得的横截面图像 由于光学散射而仅仅达到组织中几微米的深度。OCT的当前最重要的应 用领域是眼科、皮肤科以及癌症诊断。当然其也存在一些非医学应用， 比如在材料测试中。

在W.Y.Oh等人的OPTICS EXPRESS(光学快报)第14卷第19 (2006)8675-8684中公开了一种此类的系统，其中由氙弧灯发射的光 被耦合入迈克尔逊干涉仪，并且在那里通过移动处于压电变换器上的参 考镜而被光谱调制、被耦合入多模光纤中并且在其中被导送给林尼克干 涉仪，所述光从该干涉仪出发投射到要检查的样本上。在此，为了有效 地将光耦合入多模光纤中，需要在迈克尔逊干涉仪的输出区域中的相对 较大花费的物镜。

本发明的任务在于，提供OCT系统，在其中以尽可能简单和有效 的方式将光谱调制的光耦合到光导体中。

该任务通过根据权利要求1或14所述的方法或系统来解决。

本发明的特点在于，耦合入第一干涉仪中的光具有第一数量的横向 模式(transversaler Moden，横模)，并且光导体具有至少一个多模光纤， 光谱调制的光被耦合到多模光纤中，使得在光导体中激发第二数量的横 向模式，这些横向模式被导向第二干涉仪，其中横向模式的第二数量明 显大于横向模式的第一数量，由此向第二干涉仪传导的光具有空间相干 性，该空间相干性相对于耦合到第一干涉仪中的光的空间相干性被极大 地降低。

本发明基于如下思想：将具有仅仅一个或几个少量的横向模式的、 空间上高相干性(hochkohaerentes)的光耦合到第一干涉仪中并且通过 第二反射器的周期地直线移动来对这些横向模式或少量的横向模式进 行光谱调制。该或这些被调制的模式由此可以以简单的方式被耦合到该 光导体的多模光纤中，在这些多模光纤中其激发大量的横向模式，由此 降低了耦合到第一干涉仪中的光的、原始存在的高空间相干性或者几乎 将其完全破坏。

由于在第一干涉仪输出端上被耦合入光导体的模式的数量少，能够 或者完全取消在第一干涉仪输出区域中的相应的光学系统、或者至少极 大地简化所述光纤系统。通过减小或者破坏耦合入第二干涉仪中的光的 空间相干性保证了，由该样本中两个不同位置所反射的光不可能相互干 涉，由此抑制了所谓的相干串扰。

优选的是，耦合到第一干涉仪中的横向模式的第一数量小于10。由 此，保证了将光谱调制的模式特别有效地耦合到光导体中。

尤其有利的是，仅仅一个横向模式被耦合到第一干涉仪中，该模式 相应于光的基本模式(Grundmode)。将光谱调制的基本模式耦合到光 导体中是尤其简单和有效的。

优选地，在光导体中激发的横向模式的第二数量至少是被耦合到该 光导体中的横向模式的第一数量的10000倍。由此保证了，被耦合到该 第一干涉仪中的光的原始存在的高空间相干性以足够的程度被减少或 破坏。

在一个有利的扩展方案中规定，光导体的多模光纤具有芯直径d和 数值孔径NA，对其适用：πλ0·d·NA>2.4,]]>其中λ₀说明耦合入第一干涉仪 中的光的平均波长。由此，实现了空间相干性的特别有效的破坏。