[发明专利]长工作距离的共路型光学相干断层成像装置

说明书

本发明公开了一种长工作距离的共路型光学相干断层成像装置，光源所发出的光与光纤耦合器的入射端口连接，光纤耦合器的P₁端口将来自光源的光经过光束扫描仪单元传导到样品，由光束扫描仪单元返回的共路光信号通过光纤耦合器的P₁端口进入光纤耦合器、并通过光纤耦合器的P₂端口传导到干涉仪单元中，经过干涉仪单元干涉的光进入光谱仪单元接收光信号。从上述组分可知，本发明的一种长工作距离的共路型光学相干断层成像装置，因为所用干涉仪单元中两臂之间的光程差只要和采样光路中光纤出射端面到样品的距离相匹配,就可以产生所需干涉信号,因此本装置的工作距离将远远大于传统的共路型OCT系统。

技术领域

本发明涉及一种医用光学检测的技术领域，具体涉及一种长工作距离的共路型光学相干断层成像装置。

背景技术

光学相干断层成像（OCT）是一种基于光学相干原理的成像方法。由于其具有非接触、无损伤、高分辨率（微米量级）等突出优点，近年来被广泛应用于生物医学成像领域。

传统的OCT系统都以迈克尔逊干涉仪为基础，由超辐射发光二极管（SLD）或其他宽带光源出射的光经由光纤分束器后，被分成两个部分并分别到达参考臂与样品臂中，之后返回的参考光与样品光在光纤分束器上进行耦合，产生干涉信号。然而，由于通过参考臂与样品臂光纤的光具有不同的偏振状态，需额外使用偏振控制器调节光的偏振态，这不利于迈克尔逊干涉仪在手持式OCT成像探头中的应用，因为样品臂光纤的扰动会影响干涉信号强度。

共路型干涉仪是一种偏振态不敏感技术，在共路型OCT中，参考光和样品光通过同一条光纤进行传输，避免了样品光和参考光之间偏振态的不匹配，这使其广泛应用于OCT内窥成像领域。然而，在频率域OCT技术中，信号强度随着成像深度的增加而逐渐衰减。因此，在共路型OCT技术中，参考面和样品面之间的光程差不能太大，一般在2毫米以内，这限制了共路型OCT的工作距离。

为了增加共路型OCT的工作距离，人们将共路型OCT的参考光和样品光输入一个迈克尔逊干涉仪，重新进行干涉。因为迈克尔逊干涉仪的分束器只能将一半输入光传导到探测器上，这会造成超过50%的信号光损耗，大大降低了成像灵敏度。本发明介绍一种基于瑞利干涉仪的共路型OCT成像方法，它具有长的工作距离，并可以有效避免迈克尔逊干涉仪所引起的信号光损耗。这种成像技术可应用于手持式眼科成像设备以及医用内窥光学成像系统，对人体组织器官的微观结构进行检测。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种长工作距离的共路型光学相干断层成像装置，因为所用干涉仪单元中两臂之间的光程差只要和采样光路中光纤出射端面到样品的距离相匹配,就可以产生所需干涉信号,因此本装置的工作距离将远远大于传统的共路型OCT系统；由于使用分波阵面干涉技术，避免了传统OCT系统中使用50/50分束器造成的干涉信号的损耗，可以提高系统的成像灵敏度；因为样品光和参考光在同一根光纤中传播，消除了采样光纤扰动对光干涉信号的影响，因此，本发明所描述的技术有利于手持式OCT成像装置和内窥OCT探头的制作

本发明所采取的技术方案是：

长工作距离的共路型光学相干断层成像装置，包括光源、光束扫描仪单元、光学干涉仪单元、光谱仪单元、数据采集控制单元和光纤耦合器，所述光源所发出的光与光纤耦合器的入射端口连接，光纤耦合器的P₁端口将来自光源的光经过光束扫描仪单元传导到样品，由光束扫描仪单元返回的共路光信号通过光纤耦合器的P₁端口进入光纤耦合器、并通过光纤耦合器的P₂端口传导到干涉仪单元中，经过干涉仪单元干涉的光进入光谱仪单元接收光信号；另外，所述数据采集控制单元分别与光束扫描仪单元和光谱仪单元电连接。

本发明进一步改进方案是，所述光源所发出的光通过光学隔离器与光纤耦合器的入射端口连接。

本发明更进一步改进方案是，所述光源为宽带光源。