[发明专利]用于光学相干断层摄影的系统

说明书

本申请涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于光学相干断层摄影的系统。

光学相干断层摄影(OCT)是在其内部测量散光样本的方法。由于其散光特性，生物组织尤其适于通过OCT来诊断检查。由于光强度相对较小的OCT就足够，并且所应用的光的波长大多数在近红外线范围(750nm至1350nm)内，与离子化的X光诊断相反，OCT对于生物组织无辐射负担。因而，其对于医学尤其重要并且几乎可与超声波诊断相提并论。代替声波，在OCT中应用具有极短相干长度的宽带光。在样本中的不同临界层上反射的光的驰行时间(Laufzeit)借助于干涉仪获取。典型地，利用OCT可达到比利用超声波高1至2个数量级的分辨率，然而可达到的测量深度明显更小。由于散光，所获取的横截面图像仅达到组织中的若干毫米深度。目前，OCT最重要的应用领域是在眼科学、皮肤病学以及肿瘤诊断中。然而，也存在一些非医学应用，例如在材料检验中。

由W.Y.Oh等在OPTICS EXPRESS第14卷第19(2006)8675-8684号中已知一类系统，其中由氙弧灯放射的光在迈克耳逊干涉仪中耦合，通过位于压电变换器上的反射器的移位进行光谱调制并且引至林尼克干涉仪，由该林尼克干涉仪开始，光与待检查的样本相遇。在林尼克干涉仪的样本臂和参考臂中分别设有相同构造的透镜。

为获取尤其适用于内窥镜检查法而应用的测量头，在不会影响图像质量的同时，必须紧凑地设计由W.Y.Oh等所述的林尼克干涉仪。

本发明的目的在于，提供用于光学相干断层摄影的系统，其中尽可能紧凑地构造测量头并且同时确保较高的图像质量。

该目的根据权利要求1这样实现，即用于照射样本、带有数值孔径、尤其是照射椎体的发散角的照射光学组件，以及用于对样本成像、带有数值孔径、尤其是接收角的样本光学组件，其中，所述样本的照射的数值孔径、尤其是照射椎体的发散角小于用于对样本成像的数值孔径、尤其是接收角。

由此实现如下优点，即，在倾斜的样本结构处反射的光还由样本物镜汇聚，原因在于样本物镜的接收角大于照射椎体的发散角。与此相反，如果用于照射和成像的数值孔径大小相同，那么在倾斜的样本结构处反射时汇聚比在垂直于光轴的结构处反射时更少的光。

优选的是，在样本臂中设有样本物镜，通过该样本物镜，通过样本臂延伸的部分光束(Teilstrahl)的光聚焦于样本上或其中的焦点中，并且参考臂中设有参考物镜，通过该参考物镜，通过参考臂延伸的部分光束的光聚焦于反射器上，其中样本物镜的光学特性不同于参考物镜的光学特性。

这基于以下考虑，即通过相应地选择不同数量的透镜和/或具有不同焦距的透镜和/或彼此具有不同距离的透镜，实现样本物镜和参考物镜的不同光学特性。由于样本物镜和参考物镜的不同构造，一方面可以以简单的方式实现样本物镜和参考物镜到分束器的不同距离。例如可由此设置成样本物镜距离分束器明显更近，由此使得可相对于由现有技术已知的系统，显著降低样本物镜的直径，尤其是位于样本物镜中的透镜的直径，然而却不会明显降低样本物镜的光强度并因而不会明显降低获取由样本反射的光时的光输出。另一方面，通过本发明可将参考物镜设置在距分束器明显更大的距离处，由此可折叠(Faltung)参考臂，其中相对于其在未折叠林尼克干涉仪中的位置，参考臂摆动90°。

通过“不对称”设计的干涉仪，达到极窄的且形式紧凑的测量头并且同时确保以较高的效率获取由样本反射的光，从而可确保较高的图像质量。

在本发明的优选实施中，样本物镜具有第一焦距并且参考物镜具有第二焦距，其中样本物镜的第一焦距不同于参考物镜的第二焦距。由此，以简单的方式实现样本臂和参考臂中的不同光学路程(optischer Weg)。

优选地，通过参考物镜的光学路程短于通过样本物镜的光学路程。由此，参考臂中的、在参考物镜之外的光学路程可选择成更长，由此可尤其简单地实现干涉仪参考臂的折叠所需的参考物镜距分束器的更大距离。

在此优选地，通过参考物镜和样本物镜的光学路程的差异是样本中最大光学扫描深度的至少两倍大。在此，最大光学扫描深度给出了其中在由样本反射的部分光束和由反射器反射的部分光束之间可出现干涉的深度范围。由此，确保将获取的图像信息明确且简单地对应于样本中的特定深度。这对于具有所谓预调制器的OCT系统尤其适用，其中在使得光耦合到干涉仪中之前将光进行光谱调制。