[发明专利]一种光纤探针及基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置

权利要求书

1.一种光纤探针，其特征在于：该光纤探针由单模光纤、有源光纤、填充有热敏介质的微结构光纤、无芯光纤一、渐变折射率光纤和无芯光纤二依次熔接组成；所述无芯光纤二的端部设置有倾斜切割面；所述光纤探针固定在医用注射器内实现封装，其中，利用微结构光纤模场直径与孔内填充介质折射率相关的特性，通过外界泵浦光产生光热效应，直接或间接作用于填充介质改变其有效折射率，进一步改变微结构光纤的模场直径，从而实现OCT装置焦点可调。

2.根据权利要求1所述的光纤探针，其特征在于：所述医用注射器的侧面具有开口，光纤探针通过紫外凝胶固定在医用注射器内实现封装。

3.根据权利要求1所述的光纤探针，其特征在于：所述无芯光纤二的倾斜切割面设置有用于针对泵浦光的增透膜。

4.一种采用权利要求1至3中任一项光纤探针的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：包括宽带光源、激光光源、耦合器一、参考臂光路结构、样品臂光路结构以及光谱分析部件；所述宽带光源用于发出源光束，源光束被耦合器一分成第一光束和第二光束；所述激光光源用于发出泵浦光；所述样品臂光路结构采用光纤探针作为样品臂；所述第一光束入射参考臂光路结构，所述第二光束与激光光源发出的泵浦光耦合并入射样品臂光路结构的光纤探针，实现光纤OCT装置焦点可调；所述光谱分析部件用于接收并分析从参考臂光路结构反射回的第一光束以及从样品臂光路结构反射回的第二光束。

5.根据权利要求4所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：所述参考臂光路结构包括环形器一、偏振控制器一、光束准直器、一维步进电机和作为参考臂的反射镜；所述第一光束通过环形器一后耦合进光束准直器，并照射在反射镜上；所述反射镜固定在一维步进电机上，以调节参考臂光路结构的光程。

6.根据权利要求4所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：所述样品臂光路结构还包括环形器二、波分复用器、偏振控制器二和三维步进电机；所述第二光束经过环形器二后再通过波分复用器与激光光源发出的泵浦光耦合，并入射光纤探针；所述光纤探针固定在三维步进电机上，以调节样品臂光路结构的光程。

7.根据权利要求4所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：所述光谱分析部件包括耦合器二、平衡光电探测器、光谱分析仪和控制器；所述平衡光电探测器、光谱分析仪和控制器依次连接；从参考臂光路结构反射回的第一光束以及从样品臂光路结构反射回的第二光束通过耦合器二耦合并发生干涉信号，干涉信号通过平衡光电探测器和光谱分析仪记录后保存于控制器内。

8.根据权利要求4所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：可变焦光纤OCT装置的焦距Z_w和横向分辨率D的表达式为：

其中λ和w₀分别为微结构光纤端面出射光的波长以及模场半径，n₀和l₀分别为起扩束作用的无芯光纤一的材料折射率和几何长度，n_g和l_g分别为渐变折射率光纤的纤芯有效折射率和集合长度，g为渐变折射率光纤的折射率梯度系数，n_s为出射光所在空间的折射率系数；Z_w为可变焦光纤OCT装置的焦距；W为焦点处光斑的半径。

9.根据权利要求4所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：所述耦合器一为分光是为8：2的1×2光纤耦合器。

10.根据权利要求7所述的基于模场面积可调的可变焦光纤OCT装置，其特征在于：所述耦合器二为分光是为5：5的2×2光纤耦合器。