[实用新型]基于静态区域信息的扫频OCT数字相位矫正系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及扫频光学相干层析成像技术(SweptSourceOpticalCoherenceTomography，SS-OCT)以及光学多普勒、微血管光学造影等功能成像技术，尤其涉及一种基于静态区域信息的扫频OCT数字相位补偿矫正系统。

技术背景

传统OCT成像的对比度主要来源于样品内部背向散射系数的空间变化，形成样品内部的结构成像。由于对比度单一，结构OCT在临床诊断中疾病特异性不强。鉴于此，学者们在探索OCT新的对比机制方面开展了大量的工作，形成了一系列功能拓展型的OCT。相比于结构成像，这些技术综合利用OCT信号的强度和相位信息获得生物组织的生理功能信息，如组织内部的三维微血管造影。

SSOCT具有成像速度快、信噪比SNR高等优势，其系统SNR决定的相位噪声小，在基于相位信号的功能成像方面具有较大的潜力。但是由于扫频光源的扫描触发和采样时钟信号不同步，干涉信号光谱存在随机的错移，导致OCT相位信号的随机跳变，妨碍功能OCT的成像质量。针对上述由于时间延迟导致的相位跳变误差的矫正是目前SS-OCT成像技术的研究重点之一。

目前的相位噪声矫正技术，大致可以分为两大类，一类主要基于硬件结构，一类基于数字算法。硬件方法在系统中引入新的器件，生成参考信号，常见的硬件方法有三种：1)利用窄带光纤布拉格光栅(FBG)的反射特性标定光波长(波数)，进行光谱错移量的矫正；2)修正样品臂，加入参考单层反射镜，以反射镜的信号作为标准，矫正相位噪声；3)在光路中引入马赫曾德干涉仪(MZI)，同步探测MZI的干涉信号，对样品信号进行矫正。硬件方法增加了系统的复杂度，并且会提高成本费用。数字矫正方法，一般利用固定噪声位置处(系统端面反射造成的固有噪声)的信号，通过迭代或者拟合的方法，计算干涉信号的光谱错移量，但是迭代方法计算量大，用时长，不实用；而拟合方法的问题是稳定性较低，会残留相位噪声。

发明内容

在样品的静态区域，相比于由时间延迟导致的相位跳变误差，系统SNR决定的相位噪声较小，而环境导致的相位扰动在时间上变化缓变。利用上述相位特征，本实用新型的提出了一种基于静态区域信息的扫频OCT数字相位补偿矫正系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

基于静态区域信息的扫频OCT数字相位矫正系统，包括扫频光源、第一宽带光纤耦合器、第一光纤环行器、第一光纤准直器、聚焦透镜、平面反射镜、第一偏振控制器、第二光纤环行器、第二光纤准直器、二维扫描振镜、物镜、样品、第二偏振控制器、第二光纤耦合器、平衡探测器、采集和处理模块；

扫频光源发出的低相干光经第一宽带光纤耦合器分光后，分别进入参考臂模块和样品臂模块，进入参考臂模块的光，通过第一光纤环行器，经光纤准直器和聚焦透镜作用后，聚焦在平面反射镜上，然后沿原路返回至第一光纤环行器，经过第一偏振控制器到达第二光纤耦合器的一个接口进入样品臂模块的光，依次通过第二光纤环行器、第二光纤准直器、二维扫描振镜、物镜，聚焦在待测样品上，从待测样品上返回的背向散射光返回至第二光纤环行器，再通过第二偏振控制器到达第二光纤耦合器的另一个接口，从待测样品返回的背向散射光与从平面反射镜返回的光，在第二光纤耦合器中混合干涉，两路干涉信号进入平衡探测器，最后进入采集和处理模块。

与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是：该装置结构简单，不会引入额外的相位噪声，矫正速度快。

附图说明

图1是本实用新型的成像系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例子对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括扫频光源1、第一宽带光纤耦合器2、第一光纤环行器3、第一光纤准直器4、聚焦透镜5、平面反射镜6、第一偏振控制器7、第二光纤环行器8、第二光纤准直器9、二维扫描振镜10、物镜11、样品12、第二偏振控制器13、第二光纤耦合器14、平衡探测器15、采集和处理模块16；

扫频光源1发出的低相干光经第一宽带光纤耦合器2分光后，分别进入参考臂模块和样品臂模块，进入参考臂模块的光，通过第一光纤环行器3，经第一光纤准直器4和聚焦透镜5作用后，聚焦在平面反射镜6上，然后沿原路返回至第一光纤环行器3，经过第一偏振控制器7到达第二光纤耦合器14的一个接口；进入样品臂模块的光，依次通过第二光纤环行器8、第二光纤准直器9、二维扫描振镜10、物镜11，聚焦在待测样品12上；从待测样品12上返回的背向散射光返回至第二光纤环行器8，再通过第二偏振控制器13到达第二光纤耦合器14的另一个接口，从待测样品12返回的背向散射光与从平面反射镜返回的光，在第二光纤耦合器14中发生干涉，两路干涉信号进入平衡探测器15，最后进入采集和处理模块16。