[发明专利]一种扫频OCT的光学干涉成像系统

权利要求书

1.一种扫频OCT的光学干涉成像系统，其特征在于：所述系统包括扫频光源、光纤干涉模块、样品臂、参考臂、平衡光电探测器和数字信号处理器；所述光纤干涉模块包括第一耦合器和第二耦合器；所述第一耦合器和第二耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；扫频光源的光输出端连接第一耦合器的第一端口，第一耦合器的第二端口连接样品臂，第一耦合器的第三端口连接参考臂的输入端，第一耦合器的第四端口连接第二耦合器的第一端口；在连接第一耦合器第四端口与第二耦合器第一端口的光纤上设有光纤熔接点；参考臂的输出端与第二耦合器的第二端口连接；第二耦合器的第三端口和第四端口分别通过光纤连接平衡光电探测器；平衡光电探测器电信号输出端连接数字信号处理器；扫频光源的时钟信号输出端连接数字信号处理器；其中，所述光纤干涉模块通过光纤熔接点调整样品光所经过的光程使样品光和参考光所经过的光程匹配。

2.根据权利要求1所述的扫频OCT的光学干涉成像系统，其特征在于：连接各光学元件的光纤长度同时满足如下四个公式：

(n_g×(B→C)+(C→D))×2+n_g×(B→J→H)

＝n_g×(B→E)+(E→F→G)+n_g×(G→H) (1)；

(H→K)＝(H→L) (2)；

(n_g×(A→B)+(n_g×(B→C)+(C→D))×2+n_g×(B→J→H→K)+n_gc×(O→P))/c

＝(n_gc×(M→N))/c+△ (3)；

n_g×((B→E)-(B→C))-(C→D)＞8×σ (4)；

式(1)～(4)中，c＝3×10⁸m/s为光速；n_g是光纤的群折射率；n_gc是信号电缆的等效群折射率；△是扫频光源固有的时钟信号输出端相对于光信号输出端的时间延迟；σ为扫频光源的腔长；B→C为连接第一耦合器第二端口到样品臂的光纤长度；C→D为样品臂的长度；B→J→H为第一耦合器将返回的样品光传输到第二耦合器所经的光纤长度；B→E为连接第一耦合器第三端口到参考臂输入端的光纤长度；E→F→G为两倍参考臂的长度；G→H为连接参考臂输出端到第二耦合器第二端口的光纤长度；H→K为连接第二耦合器第三端口到平衡光电探测器的光纤长度；H→L为连接第二耦合器第四端口到平衡光电探测器的光纤长度；A→B为连接扫频光源光输出端到第一耦合器第一端口的光纤长度；B→J→H→K为样品光从第一耦合器第四端口到第二耦合器第一端口再到平衡光电探测器所经过的光纤长度；O→P为连接平衡光电探测器与数字信号处理器的电缆长度；M→N为连接扫频光源时钟信号输出端与数字信号处理器的电缆长度。

3.一种扫频OCT的光学干涉成像系统，其特征在于：所述系统包括扫频光源、光纤干涉模块、样品臂、参考臂、平衡光电探测器和数字信号处理器；所述光纤干涉模块包括第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器；所述第一耦合器和第二耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第三耦合器包括第一端口、第二端口和第三端口；扫频光源的光输出端连接第一耦合器的第一端口，第一耦合器的第二端口连接样品臂，第一耦合器的第三端口连接第三耦合器的第一端口，第一耦合器的第四端口连接第二耦合器的第一端口，第三耦合器的第二端口连接参考臂的输入端，参考光进入参考臂后经反射原路返回至第三耦合器再经由第三耦合器的第三端口输出至第二耦合器的第二端口，第二耦合器的第三端口和第四端口分别通过光纤连接平衡光电探测器；平衡光电探测器电信号输出端连接数字信号处理器，扫频光源的时钟信号输出端连接数字信号处理器；其中，在连接第一耦合器第四端口与第二耦合器第一端口的光纤上设有光纤熔接点；所述光纤干涉模块通过光纤熔接点调整样品光所经过的光程使样品光和参考光所经过的光程匹配。

4.根据权利要求3所述的扫频OCT的光学干涉成像系统，其特征在于：连接各光学元件的光纤长度同时满足如下四个公式：

(n_g×(B→C)+(C→D))×2+n_g×(B→J→H)

＝n_g×(B→I)+2×n_g×(I→E)+2×(E→F)+n_g×(I→H) (1)；

(H→K)＝(H→L) (2)；

(n_g×(A→B)+(n_g×(B→C)+(C→D))×2+n_g×(B→J→H→K)+n_gc×(O→P))/c

＝(n_gc×(M→N))/c+△ (3)；

n_g×((B→I→E)-(B→C))-(C→D)＞8×σ (4)；

式(1)～(4)中，c＝3×10⁸m/s为光速；n_g是光纤的群折射率；n_gc是信号电缆的等效群折射率；△是扫频光源固有的时钟信号输出端相对于光信号输出端的时间延迟；σ为扫频光源的腔长；B→C为连接第一耦合器第二端口到样品臂的光纤长度；C→D为样品臂的长度；B→J→H为第一耦合器将返回的样品光传输到第二耦合器所经的光纤长度；B→I为连接第一耦合器第三端口与第三耦合器第一端口的光纤长度；I→E为第三耦合器第二端口到参考臂输入端的光纤长度；E→F为参考臂的长度；I→H为连接第三耦合器第三端口与第二耦合器第二端口的光纤长度；H→K为连接第二耦合器第三端口到平衡光电探测器的光纤长度；H→L为连接第二耦合器第四端口到平衡光电探测器的光纤长度；A→B为连接扫频光源光输出端到第一耦合器第一端口的光纤长度；B→J→H→K为样品光从第一耦合器第四端口到第二耦合器第一端口再到平衡光电探测器所经过的光纤长度；O→P为连接平衡光电探测器与数字信号处理器的电缆长度；M→N为连接扫频光源时钟信号输出端与数字信号处理器的电缆长度；B→I→E为经第一耦合器分光后的参考光经第三耦合器到达参考臂输入端所经过的光纤长度。