[发明专利]一种单相机平衡型光学相干层析扫描装置及方法

说明书

本发明涉及一种单相机平衡型光学相干层析扫描装置及方法，装置包括有光源模块、准直调节模块、干涉光学模块、光路模块、分光聚焦模块以及采集记录模块。本发明结合几何光学和频域光学相干层析技术的基础上，通过采集干涉光谱并经过傅里叶变换后可以获得被测材料的深度结构信息，能有效提升频域光学相干层析技术测量结果的信噪比。具有非接触、无辐射、高分辨率、高灵敏度测量等优点。

技术领域

本发明涉及光学相干层析成像的技术领域，尤其涉及到一种单相机平衡型光学相干层析扫描装置及方法。

背景技术

光学相干层析成像技术Optical Coherence Tomography，OCT是一种20世纪90年代逐步发展的新型光学断层成像技术。OCT基于低相干光干涉原理，通过扫描对材料的内部进行层析测量。OCT主要由低相干光源、迈克尔逊干涉仪以及光电探测器组成，具有非接触，高分辨，无辐射，高灵敏度的特点，在临床检查，工业测量有着广泛的应用。然而，OCT扫描方式在使两种移动同步方面存在困难，获取图像所用的时间长，易受到由对象运动引起的噪音的影响并且具有较低的信噪比。

近几年获得迅猛发展的频域光学相干层析技术，通过采集干涉光谱并经过傅里叶变换后可以获得被测材料的深度结构信息。频域OCT技术不仅具有传统OCT技术的特点外，还具有成像速度高的特点。但是频域OCT也有着自相干信号和直流信号等干扰信号与干涉光谱的信号并存的特点，导致信噪比随着深度增加而降低，影响其更广泛的应用。

在结合几何光学和频域光学相干层析的基础上，本发明公开一种单相机平衡型光学相干层析扫描装置与方法，其测量结果相比于传统的光学相干层析技术不仅能有效提升信噪比，而且能对被测材料的一个截面同时进行测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单相机平衡型光学相干层析扫描装置，该装置在结合几何光学和频域光学相干层析技术的基础上，通过采集干涉光谱并经过傅里叶变换后可以获得被测材料的深度结构信息，能有效地提升信噪比。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：它包括有：

光源模块，发射低相干宽带光；

准直调节模块，把光源模块发射出来的低相干宽带光准直并调节光的形状和尺寸；

干涉光学模块，将准直调节模块发射过来的光分成照射被测样件的照射光和照射光楔的照射光，并使得来自被测样件的反射光和光楔的反射光互相干涉，产生两束干涉光；

光路模块，使干涉光学模块产生的两束干涉光在空间上分离后照射至分光聚焦模块；

分光聚焦模块，使两束在空间上分离的反射光分光并聚焦成像；

采集记录模块，采集记录经过分光聚焦后的两束干涉光光谱。

进一步地，所述准直调节模块包括有准直透镜、柱面镜以及位于两者之间的光阑，其中，准直透镜把光源模块发射过来的光准直，光再穿过光阑调整宽度，最后通过柱面镜调节形状。

进一步地，所述干涉光学模块由第一分光棱镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜以及光楔组成，其中，被测样件和光楔分别位于第一分光棱镜垂直的两个方向上，准直调节模块发射过来的光经过第一分光棱镜分成两束照射光，一束经过位于第一分光棱镜和被测样件之间的第一聚焦透镜直达被测样件，另外一束经过位于第一分光棱镜和照射光楔之间的第二聚焦透镜直达光楔，该两束照射光分别在被测样件和光楔上产生反射，形成两束反射回第一分光棱镜的反射光；所述两束反射光在第一分光棱镜上产生干涉作用，形成两束干涉光。