[发明专利]表面发射激光器和光学相干断层扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及表面发射激光器(垂直腔表面发射激光器)以及包括 作为波长扫描光源(wavelength-sweptlightsource)的该表面发射激 光器的光学相干断层扫描装置。

背景技术

光学相干断层扫描(OpticalCoherenceTomography,OCT)装置 是能够基于低相干的干涉测量法使用光以非侵入性的方式来获得测试 对象的断层扫描图像的装置。虽然OCT装置被用在各种领域中，但 是特别地由于可以以非侵入性的方式观察测试对象的断层扫描图像并 且可以减轻患者的负担的原因，它在医疗领域中非常有用。

OCT装置的使用已经快速地变得普及，特别是在眼科保健中，在 眼科保健中，从外部进行观察是主要的诊断方法。

OCT主要分为被称作时域OCT和傅立叶域OCT(FD-OCT)的 两种方法。此外，作为FD-OCT，存在被称作频域OCT(SD-OCT) 和扫描源OCT(SS-OCT)的两种方法。

在SS-OCT装置中，使用具有在宽带上可随时间改变的波长的光 源，并且在每个波长处获得探测光和参照光之间的干涉光的强度。使 关于波长的干涉条纹经受傅立叶变换，并且计算在光轴上反射面在深 度方向上的位置，从而形成断层扫描图像。

在SS-OCT装置中需要用于监视从波长可变的光源输出的光的波 长(光频率)的设备，以掌握在各时间处的干涉信号的强度和光频率 之间的关系。这是因为，在FD-OCT装置中，深度轴的方向上的断层 扫描图像是通过对关于光频率的光学干涉信号进行傅立叶变换而形成 的。换句话说，如果不存在指示哪个光频率对应于所获得的干涉信号 的信息，则不能用傅立叶变换来获得断层扫描图像。

特别地，在离散傅立叶变换的过程中需要以均匀的光频率间隔对 干涉信号进行采样。为了创建用于以均匀的光频率间隔进行采样的触 发信号，在SS-OCT装置中利用了NPL1中所述的被称作k时钟的光 频率监视器。

另外，在NPL1中，通过驱动反射镜来改变谐振器长度(腔长) 从而改变谐振频率的表面发射激光器被用作波长可变的光源。

【引用列表】

【非专利文献】

【NPL1】I.Grulkowski、J.J.Liu、B.Potsaid、VJayaraman、 C.D.Lu、J.Jiang、A.E.Cable、J.S.Duker和J.G.Fujimoto,“Retinal, anteriorsegmentandfulleyeimagingusingultrahighspeedswept sourceOCTwithvertical-cavitysurfaceemittinglasers”，Optics Express,第3期，2012年，第1213-1229页。

【NPL2】R.Magnusson、S.S.Wang和S.S.Wang,“New principleforopticalfilters”，AppliedPhysicsLetters,第61期，1992 年，第1022页。

【NPL3】Y.Zhou、M.C.Huang和C.J.Chang-hasnain,“Tunable VCSELwithultra-thinhighcontrastgratingforhigh-speedtuning”， OpticsExpress,第16期，2008年，第14221页。

发明内容

技术问题

然而，SS-OCT装置具有需要更多组件并且成本增加的问题。

更具体地说，在任何类型的SS-OCT装置中，用于获得信号的触 发是由光频率监视器使用被称作k时钟的干涉仪产生的，以便以均匀 的光频率间隔对干涉信号进行采样。

如NPL1中所示，k时钟被构造为使得在使来自光源的光分支之 后，通过光纤、透镜和倍增器使被分支的光彼此干涉，并且由光接收 元件将干涉光的强度信号转换为电信号。

因此，k时钟需要许多组件以及以高精度组装这些组件的步骤。 因此，SS-OCT装置的成本增加。

本发明提供需要更少组件并且可以降低成本的表面发射激光器和 光学相干断层扫描装置。

问题的解决方案