[发明专利]基于分波阵面干涉仪的光学相干层析成像装置

说明书

本发明公开了基于分波阵面干涉仪的光学相干层析成像装置，包括光源、光学干涉仪、光束扫描单元、控制和数据采集单元以及探测光谱仪，所述光学干涉仪包括具有a端、b端、c端的光学环形器，以及第一准直透镜、全反射分束镜、参考臂；所述光源发出的光进入光学环形器的a端，从b端输出，穿过第一准直透镜形成准直光束，所述全反射分束镜的一部分镜面位于准直光束中，将准直光束分为两路分别进入参考臂和光束扫描单元；分别从参考臂和光束扫描单元返回的参考光、样品光经第一准直透镜形成光干涉信号进入光学环形器的b端，从c端输出，所述控制和数据采集单元利用探测光谱仪采集光干涉信号的光谱得到图像，所述控制和数据采集单元还向光束扫描单元发送驱动信号。

技术领域

本发明涉及光学相干层析成像装置，具体涉及一种基于分波阵面干涉仪的光学相干层析成像装置。

背景技术

光学相干层析成像（OCT）是一种非接触、无损伤的医用光学成像技术。通过对样品内部散射光的检测，OCT可以对生物样品的结构进行高分辨成像，分辨率在微米量级。

在OCT技术中,通常采用麦克尔逊干涉仪进行深度方向距离的相干检测，这种技术被称为分振幅型干涉技术。在基于麦克尔逊干涉仪的OCT系统中，由低相干光源发出的光从光源臂进入干涉仪，入射到光学分光镜（或光纤分束器）上，光学分光镜（或光纤分束器）将入射光分别传导到干涉仪的参考臂和样品臂中，从参考臂反射回来的参考光和从样品中散射回来的样品光在光学分光镜（或光纤分束器）上耦合，然后光干涉信号进入干涉仪的探测臂，由探测器接收。

然而，在麦克尔逊干涉仪中，入射光被一个部分反射（或透射）分光镜（或光纤分束器）分为样品光和参考光。对于从组织散射的样品光来说，也需要经过同一个分光镜（或光纤分束器）才能进入探测器，这造成了信号光的损耗，一般为50%左右，而信号光的损耗会降低OCT成像系统的灵敏度；另外，OCT技术采用的是宽带光源，这就要求干涉仪分光镜（或光纤分束器）具有很宽的带宽，从而增加系统的硬件成本；还有,对于不同的生物样品，为了获得理想的成像效果，往往需要采用不同波长的光源，例如，对于视网膜成像多用850纳米波长的光源，对于高散射性样品，则需要采用波长大于1.3微米的光源，而为了获得高的成像分辨率，人们会采用短于800纳米波长的光源。但工作在特殊波长的宽带光学分光镜（或光纤分束器）的制作比较困难，并不容易获得，这限制了OCT成像系统探测光波长选择的灵活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供基于分波阵面干涉仪的光学相干层析成像装置，可以解决现有光学相干层析成像装置对信号光有较大的损耗，影响成像灵敏度的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

基于分波阵面干涉仪的光学相干层析成像装置，包括光源、光学干涉仪、光束扫描单元、控制和数据采集单元以及探测光谱仪，所述光学干涉仪包括具有a端、b端、c端的光学环形器，以及第一准直透镜、全反射分束镜、参考臂；所述光源发出的光进入光学环形器的a端，从b端输出，穿过第一准直透镜形成准直光束，所述全反射分束镜的一部分镜面位于准直光束中，将准直光束分为两路分别进入参考臂和光束扫描单元；分别从参考臂和光束扫描单元返回的参考光、样品光经第一准直透镜形成光干涉信号进入光学环形器的b端，从c端输出，所述控制和数据采集单元利用探测光谱仪采集光干涉信号的光谱得到图像，所述控制和数据采集单元还向光束扫描单元发送驱动信号。

本发明的进一步方案是，所述光源与光学环形器的a端之间还设置有偏振控制器，用于控制光线进入环行器的偏振态，以消除环行器中的双折射效应可能引起的假像。

本发明的进一步方案是，所述参考臂由依次设置的光学玻璃平板、参考臂透镜、参考臂全反射镜组成；光学玻璃平板用于干涉仪样品臂和参考臂之间的色散平衡。

本发明的进一步方案是，所述全反射分束镜为金属膜反射镜，其反射率对波长不敏感，使得成像装置的工作波长不受限制，这有利于使用任意波长的光源对生物组织样品进行成像。