[发明专利]线域频域光学相干层析系统及其纵向坐标标定方法

权利要求书

1.一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，包括：

光源模块，包括光源（或SLD光源）（1）和凸透镜（2），光源（1）发出的光经凸透镜（2）准直为平行光束，用于频域光相干层析检测；

迈克尔逊干涉仪模块，包括第一柱透镜（3）、分光镜（4）和参考镜（5），第一柱透镜（3）将平行光束聚焦为焦线，分光镜（4）将光束分束为强度相等的两束光线，一束作为参考光汇聚于参考镜（5），另一束作为检测光汇聚于待测样品（8）表面，两束光经反射后重合发生干涉；

线光谱仪模块，包括第二柱透镜（10）、反射镜（11）、反射式光栅（12）、第三柱透镜（13）和面阵相机（14），干涉光束经第二柱透镜（10）汇聚和反射镜（11）反射后入射到反射式光栅（12）上，反射式光栅（12）将入射光按波长在空间分光后由柱透镜汇聚成干涉谱线，由面阵相机采集获得二维干涉条纹图像信号；以及

具有图像处理模块的计算机，用于控制系统各模块工作，以及接收、存储、处理面阵相机传输来的二维干涉光谱图像信号；

所述线域频域光学相干层析系统还配设有纵向坐标标定装置，所述纵向坐标标定装置包括：

可调狭缝结构（9），设于分光镜（4）与待测样品（8）之间的检测光路上，用于调整通过狭缝照射到待测样品上的检测光，狭缝宽度可调；以及

狭缝位移平台，用于驱动可调狭缝结构进行横向和纵向位移。

2.根据权利要求1所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，在线域频域光学相干层析检测中，所述图像处理模块对面阵相机采集的二维干涉光谱图像信号每行像素点强度值进行傅里叶变换提取出各行像素点强度变化频率，乘以经波长标定后确定的系统距离分辨率，获得线域振动信息及待测样品结构信息。

3.根据权利要求1所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，通过纵向坐标标定装置对系统进行纵向坐标标定，就是确定面阵相机采集的二维光谱纵向像素点与实际检测点的对应关系，确定纵向像素点所代表的实际检测点大小，确定系统检测的纵向坐标。

4.根据权利要求3所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，纵向坐标标定过程中，检测光路中的检测光经可调狭缝结构滤光，狭缝宽度固定后，在面阵相机上形成长度固定的干涉光谱。

5.根据权利要求3所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，纵向坐标标定过程中，通过狭缝位移平台驱动可调狭缝结构纵向位移l，使面阵相机上干涉光谱沿面阵相机像素点纵向方向移动n个像素点，则系统纵向上单个像素点代表的实际长度 d = l / n，重复上述过程N次测量取平均值，以降低测量误差及操作误差影响：，其中为系统纵向上单个像素点代表的平均长度，N为测量次数，d_i为第i次测量的系统纵向上单个像素点代表的实际长度。

6.根据权利要求1所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，所述狭缝位移平台包括横向线性位移机构（7）和纵向线性位移机构（6），所述可调狭缝结构安装于纵向线性位移机构（6）上，以在其带动下进行纵向位移，所述纵向线性位移机构（6）设置于横向线性位移机构（7）上，以在其带动下进行横向位移。

7.根据权利要求1所述的一种线域频域光学相干层析系统，其特征在于，所述纵向坐标标定装置为可拆结构，系统纵向坐标标定完成后，纵向坐标标定装置的可调狭缝结构和狭缝位移平台可拆除，不影响系统的样品结构检测及振动检测。

8.一种线域频域光学相干层析系统的纵向坐标标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将用于检测的线域频域光学相干层析系统搭建好，调试系统并产生干涉信号；

B、将可调狭缝结构安装于狭缝位移平台上并设置于待测样品前的检测光路中，通过狭缝位移平台驱动可调狭缝结构位移，使检测光通过狭缝；

C、调节狭缝宽度，使面阵相机上长度固定的干涉光谱清晰明亮；

D、驱动可调狭缝结构纵向位移l，使面阵相机上干涉光谱沿面阵相机像素点纵向方向移动n个像素点，则系统纵向上单个像素点代表的实际长度d = l / n，重复上述过程N次测量取平均值，以降低测量误差及操作误差影响：，其中为系统纵向上单个像素点代表的平均长度，N为测量次数，d_i为第i次测量的系统纵向上单个像素点代表的实际长度。