[发明专利]一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统

说明书

本发明公开了一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统，涉及光学技术领域。包括后端光线系统，所述后端光线系统的左侧放置有扩束系统和前端光线系统，扩束系统包括渐变折射光纤准直器、短焦距透镜、共焦点和长焦距透镜，后端光线系统的输出端固定连接有渐变折射光纤准直器，渐变折射光纤准直器的左侧放置有短焦距透镜。该基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统，通过设置渐变折射光纤准直器，能使其输出的光束为准直光束且有效的提高该系统的耦合效率，保证了该系统的信噪比不被影响，通过设置短焦距透镜，在长焦距透镜的作用下，能使该系统的输出光束直径变大，解决了渐变折射率透镜口径过小影响系统横向分辨率的问题。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体为一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统。

背景技术

光学相干层析成像简称“OCT”,是20世纪90年代逐步发展而成的一种新的三维层析成像技术，OCT基于低相干干涉原理获得深度方向的层析能力，通过扫描可以垂柳出生物组织或材料内部结构的二维或三维图像，其信号对比度源于生物组织或材料内部光学反射特性的空间变化，该成像模式的核心部件包括宽带光源、迈克尔逊干涉仪和光电探测器，其轴向分辨率取决于宽带光源的相干长度，一般可以达到1－10微米，而径向分辨率与普通光学显微镜类似，决定于样品内部聚焦光斑的尺寸，一般也在微米量级，OCT具有非接触、非侵入、成像速度快、探测灵敏度高等优点，目前，OCT技术已经在临床诊疗与科学研究中获得了广泛应用。

OCT断层扫描成像对前端的光学系统要求比较特殊，一般的光学扫描成像系统通常包括照明光路和成像光路，比如红外眼底镜、共聚焦眼底激光扫描等，而OCT成像的照明与信号捕捉共用一套光路，信号经渐变折射光纤准直器耦合返回到光纤系统中，因此，准直器的耦合效率对于OCT成像的信噪比非常重要，现有的OCT系统常用的准直器为短焦距非球面透镜，口径一般在2-4毫米之间，非球面透镜准直器的优势在于较粗的准直光束输出，可以给系统带来更好的横向分辨率，但其耦合效率一般，会对系统的信噪比产生影响，为此我们提出一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统。

发明内容

本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统，它具有耦合效率高且不影响系统横向分辨率的优点，解决了现有OCT系统耦合效率一般对系统的信噪比产生影响的问题。

本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种基于渐变折射率透镜的OCT光学4f扩束系统，包括后端光线系统，所述后端光线系统的左侧放置有扩束系统和前端光线系统。

所述扩束系统包括渐变折射光纤准直器、短焦距透镜、共焦点和长焦距透镜，所述后端光线系统的输出端固定连接有渐变折射光纤准直器，所述渐变折射光纤准直器的左侧放置有短焦距透镜，所述短焦距透镜的物方焦点为共焦点，所述短焦距透镜的左侧放置有长焦距透镜。

所述前端光线系统包括第一光束、第二光束、第三光束和第四光束，所述后端光线系统发射的光线经渐变折射光纤准直器准直后输出为呈水平状的第一光束，所述第一光束平行穿过短焦距透镜后输出第二光束，且第二光束远离短焦距透镜的一端汇集至共焦点处，所述共焦点向左发射为第三光束，所述第三光束远离共焦点的一端穿过长焦距透镜后输出为呈水平状态的第四光束。

进一步的，所述长焦距透镜的焦距值是短焦距透镜的焦距值的四倍，所述长焦距透镜的后焦点与共焦点重合。

通过采用上述技术方案，能充分保证第四光束的直径值是第一光束的直径值的四倍，能使第三光束完全投射至长焦距透镜上。

进一步的，所述渐变折射光纤准直器内的准直透镜为渐变折射率透镜，所述渐变折射率透镜的口径大于0.5毫米。

通过采用上述技术方案，能使得返回信号通过渐变折射率透镜耦合至光纤系统，充分提高该系统的耦合效率，能使得该系统的第四光束的直径值至少为2毫米，从而满足该系统的横向分辨率要求。