[实用新型]用于频域OCT系统的光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及光谱仪，特别是一种用于频域OCT系统的光谱仪。

背景技术

光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种基于低相干光干涉术的非侵入高分辨层析成像技术，在活体生物组织成像、亚表面无损检测等领域已有广泛的应用。时域OCT是最早提出来的OCT技术，而之后发展起来的频域OCT，相对于时域OCT在成像速度和灵敏度方面有较大优势，是OCT技术的发展方向。频域OCT系统与时域OCT系统都是基于低相干光干涉原理，不同之处在于干涉信号的探测方式上：时域OCT在时间域探测干涉信号，而频域OCT则利用光谱仪代替时域OCT的点光电探测器，在频域探测干涉信号的光谱。在频域OCT系统中，参考臂和探测臂的干涉光信号准直后入射到光栅上，经光栅衍射后被一物镜聚焦在线阵光电探测器，得到信号的干涉谱；通过对干涉谱做逆傅立叶变换可以得到被测样品深度分辨的反射率信息。

由于频域OCT技术利用光谱仪代替点光电探测器，相对于时域OCT技术减少了一维扫描，具有更高的成像速度。当前的超快频域OCT系统的成像速度比最快的时域OCT系统的成像速度要高出两个数量级。频域OCT技术使得实时三维组织成像真正成为了可能，这是其相对于时域OCT最重要的优势。

频域OCT技术首先在眼科疾病的诊断中得到应用，随着系统性能的不断提高和各种功能性OCT技术的发展，频域OCT技术的应用也更加广泛，目前已被广泛应用于眼科、肠胃科、心血管、牙科和皮肤科疾病的检测。而各种临床应用也对频域OCT系统提出了越来越高的要求，其中就包括系统及其仪器化后的小型化与便携式，尤其在眼科等成熟的临床应用领域，希望OCT仪器能够小型化至便携的手持式。

但在目前频域OCT系统的光谱仪中，OCT的干涉信号首先经过一个准直镜准直后入射至衍射光栅，经光栅衍射后的再由聚焦镜聚焦至CCD等线阵光电探测器上，实现干涉谱探测。在该种结构的光谱仪中，入射光束的准直与衍射光束的聚焦分别使用准直镜和聚焦镜实现，入射光束准直与衍射光束聚焦为分立的两个光路，光路较长，不利于小型化，不利于OCT仪器的紧凑与便携化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于频域OCT系统的光谱仪，该光谱仪结构简单、紧凑，利用一个消色差透镜同时实现入射光的准直与衍射光栅衍射光的聚焦，有利于频域OCT系统的小型化与便携化。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种用于频域OCT系统的光谱仪，其结构包括单模光纤、消色差透镜、闪耀光栅、光电探测器和光谱仪底板；OCT系统的干涉光输入至单模光纤，单模光纤的输出光经消色差透镜准直后的准直光束照射至闪耀光栅上，闪耀光栅的一级衍射光经消色差透镜聚焦后的聚焦光束由光电探测器探测；所述的单模光纤、消色差透镜、闪耀光栅和光电探测器均固定在光谱仪底板上。

所述的单模光纤输出端口的输出端面位于消色差透镜的前焦点，且输出端口为PC或APC接头。

所述的闪耀光栅的闪耀角度为γ度，且闪耀光栅的刻线方向平行于光谱仪底板所在平面与闪耀光栅所在平面的交线。

所述的闪耀光栅在底板上位置的确定如下：首先使光谱仪底板所在平面与闪耀光栅所在平面的夹角等于（90-γ）度，即闪耀光栅上入射光的入射角与衍射角相等；然后以在闪耀光栅的平面内经过闪耀光栅中心的与闪耀光栅的刻线方向垂直的直线为旋转轴旋转闪耀光栅θ角度，以使得一级衍射光与照射至闪耀光栅上的准直光束分开，其中θ小于5度。

所述的光电探测器的光敏面位于闪耀光栅的一级衍射光经消色差透镜聚焦后的焦平面上。

所述的光电探测器为线阵CCD、线阵CMOS线阵光电探测器件。

本实用新型与在先技术相比，具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型利用一个消色差透镜同时实现入射光的准直与衍射光栅一级衍射光的聚焦，与OCT系统中常用的光谱仪结构相比，省去了一个用于光束聚焦的消色差透镜。

2、本实用新型结构简单，可实现紧凑型光谱仪，有利于频域OCT系统的小型化。

附图说明

图1是本实用新型用于频域OCT系统的光谱仪的结构示意图。

图2是本实用新型用于频域OCT系统的光谱仪所在的OCT系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。