[发明专利]一种光热光学相干层析成像方法及系统

权利要求书

1.一种光热光学相干层析成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

在同一位置重复采集光谱信号；其中，所述光谱信号为样品吸收泵浦光照射后发生光热效应而产生的具有变化光程差的散射光的光谱信号；

对光谱信号进行傅里叶变换处理，将处理后的光谱信号与参考调制信号f(t)＝sin(2πf₀t)进行互相关运算，获得光热信号；其中f₀为泵浦光调制频率，t为照射时间；利用相同周期内的理想信号积分面积和所述光热信号采样面积求解平均幅值，将所述平均幅值乘上设定的光程差与平均幅值的比值，获得光程差；

将获取的光程差进行归一化获得信号幅值比，根据信号幅值比进行光热成像。

2.根据权利要求1所述的光热光学相干层析成像方法，其特征在于：在对光谱信号进行傅里叶变换处理步骤之前，还包括以下步骤：将采集到的光谱信号减去背景光信号后进行插值运算，其中，所述背景光信号为遮挡样品臂采集到的光谱信号。

3.根据权利要求1所述的光热光学相干层析成像方法，其特征在于：所述利用相同周期内的理想信号积分面积和所述光热信号采样面积求解平均幅值的步骤具体包括：在相同调制周期内，将理想分析信号积分获得理想信号面积，将所述光热信号与采样间隔时间的乘积求和获得实际采样面积，将理想信号面积和实际采样面积视为相等，求解平均幅值。

4.一种光热光学相干层析成像系统，其特征在于：包括：

光谱信号采集装置，用于在同一位置重复采集光谱信号；其中，所述光谱信号为样品吸收泵浦光照射后发生光热效应而产生的具有变化光程差的散射光的光谱信号；

光信号处理装置，所述光信号处理装置包括：

光程差获取模块，用于对光谱信号进行傅里叶变换处理，将处理后的光谱信号与参考调制信号f(t)＝sin(2πf₀t)进行互相关运算，获得光热信号；其中f₀为泵浦光调制频率，t为照射时间；利用相同周期内的理想信号积分面积和所述光热信号采样面积求解平均幅值，将所述平均幅值乘上设定的光程差与平均幅值的比值，获得光程差；

光热成像模块，用于将获取的光程差进行归一化获得信号幅值比，根据信号幅值比进行光热成像。

5.根据权利要求4所述的光热光学相干层析成像系统，其特征在于：所述光谱信号采集装置包括激光器、光环形器、宽带耦合器、参考臂、样品臂、准直透镜、体相位全息透射光栅、聚焦透镜和线阵CCD相机，所述激光器与宽带耦合器通过光环形器连接，所述宽带耦合器将激光器发出的光束分别输出至参考臂和样品臂；从参考臂返回的光和从样品臂返回的光返回宽带耦合器形成干涉光，所述干涉光从宽带耦合器出射后依次经准直透镜、体相位全息透射光栅及聚焦透镜聚焦到线阵CCD相机上进行光谱信号的采集。

6.根据权利要求5所述的光热光学相干层析成像系统，其特征在于：所述参考臂包括位于同一光路上的光纤准直器、聚焦透镜和平面反射镜，经光纤准直器准直后的平行光束输出至聚焦透镜，经聚焦透镜聚焦至平面反射镜后光线原路返回宽带耦合器；

所述样品臂包括光纤准直器、泵浦激光器和聚焦透镜，经光纤准直器准直后的平行光束与泵浦激光器发出的调制后的激光通过聚焦透镜聚焦到样品上，样品的散射光原路返回至宽带耦合器。

7.根据权利要求4所述的光热光学相干层析成像系统，其特征在于：所述光程差获取模块在相同调制周期内，将理想分析信号积分获得理想信号面积，将所述光热信号与采样间隔时间的乘积求和获得实际采样面积，将理想信号面积和实际采样面积视为相等，求解平均幅值。

8.根据权利要求5所述的光热光学相干层析成像系统，其特征在于：所述样品臂还包括二维扫描振镜装置，所述二维扫描振镜装置设置在光纤准直器与聚焦透镜之间，所述二维扫描振镜装置包括第一振镜和第二振镜，所述二维扫描振镜装置用于控制光束的二维扫描位置，将光纤准直器出射的平行光束反射至聚焦透镜上。

9.根据权利要求4所述的光热光学相干层析成像系统，其特征在于：所述光程差获取模块在对光谱信号进行傅里叶变换处理步骤，将采集到的光谱信号减去背景光信号后进行插值运算，其中，所述背景光信号为遮挡样品后采集到的光谱信号。