相干断层扫描装置及方法制造方法及图纸

本公开提供了一种相干断层扫描装置及方法，涉及光学技术领域。该相干断层扫描装置包括：光源组件，由宽谱光源器件、色散器件和数字微镜组成，宽谱光源器件发出的光线依次经过色散器件和数字微镜，光源组件为相干断层扫描装置提供光源输出；干涉组件，设置在光源组件的光线出口处，光源组件发出的光线在干涉组件中进行分光和干涉；光电探测组件，设置在所述干涉组件的干涉光线出口处，光电探测组件用于获取干涉光线的光强分布。本公开提供的相干断层扫描装置中的光源组件由宽谱光源器件、色散器件和数字微镜组成，通过上述三种器件的特殊光路整合，可实现快速输出频率可调谐的光源，降低了相干断层扫描装置的成本，提升了装置光源的输出速度。的输出速度。的输出速度。

【技术实现步骤摘要】
相干断层扫描装置及方法


[0001]本公开涉及光学
，具体而言，涉及一种相干断层扫描装置及方法。

技术介绍

[0002]相干断层扫描(OCT，Optical Coherent Tomography)是一种新兴的光学成像技术，它是利用照射在样品上的散射光与光路中的参考光发生干涉后的干涉信息快速获取样品在深度上的结构分布，以此实现对样品不同深度层面的非侵入式的层析测量。目前OCT技术分为两大类，时域OCT和频域OCT，其中频域OCT由于扫描速度较快、信噪比高等特点在生物医疗成像及工业成像领域越来越受到重视。
[0003]频域OCT中的扫频OCT由于无需借助光谱仪，可直接使用成像相机进行层析面的直接成像，可减少面内扫描的需求，并可提供相较于其他OCT方法更快的成像速度，扫频OCT具有巨大的发展和应用前景。在扫频OCT中，一个可快速调谐光频率的光源是扫频OCT的核心部分，常规的扫频OCT中使用的光源为可调谐激光器，其价格昂贵、技术复杂且光源输出速度有限，这大大增加了扫频OCT设备的价格，也一定程度限制了扫频OCT设备的发展。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种相干断层扫描装置及方法。
[0006]本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
[0007]根据本公开的一个方面，提供了一种相干断层扫描装置，该装置包括：光源组件，所述光源组件由宽谱光源器件、色散器件和数字微镜组成，所述宽谱光源器件发出的光线依次经过所述色散器件和所述数字微镜，所述光源组件为所述相干断层扫描装置提供光源输出；
[0008]干涉组件，所述干涉组件设置在所述光源组件的光线出口处，所述光源组件发出的光线在所述干涉组件中进行分光和干涉；
[0009]光电探测组件，所述光电探测组件设置在所述干涉组件的干涉光线出口处，所述光线探测组件用于获取所述干涉光线的光强分布。
[0010]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述光源组件还包括多个光学聚焦元件，所述光学聚焦元件设置在所述宽谱光源元件、所述色散元件和所述数字微镜之间。
[0011]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述光学聚焦元件为聚焦透镜或反射型聚焦光学器件。
[0012]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述光源组件的光源输出方式为光波导输出或空间光输出。
[0013]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述光源组件还包括分光元件，所述分光元件用于对所述宽谱光源元件发出的光线进行分光。
[0014]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述宽谱光源器件发出的光源的波长大于等于10nm，所述宽谱光源器件发出的光源的中心波长在300
‑
2500nm范围内。
[0015]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，，所述宽谱光源器件的输出光功率大于等于0.1mW。
[0016]根据本公开的另一个方面，提供了一种相干断层扫描方法，该方法包括：启动光源组件，所述光源组件发出的平行光线进入干涉组件中，所述平行光线被所述干涉组件中的分光元件分为第一光束和第二光束；
[0017]所述第一光束照射在预先设置的样品上，并被所述样品反射形成第一反射光束，所述第二光束照射在所述干涉组件中的反射元件上，并被所述反射元件反射形成第二反射光束；
[0018]所述第一反射光束与所述第二反射光束沿原光路回到所述分光元件中，并在所述分光元件中发生干涉，形成干涉光束；
[0019]所述干涉光束进入光电探测组件中，并在所述光电探测组件中形成所述样品的二维光强分布。
[0020]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述在所述光电探测组件中形成所述样品的二维光强分布之后包括：
[0021]根据所述样品的二维光强分布，通过光线在不同波长的分布，分析计算并构建所述样品的三维结构图像。
[0022]在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述构建所述样品的三维结构图像还包括：
[0023]获取预设标定样品的标定参数和所述样品的三维结构图像参数，处理所述标定参数和所述样品的三维结构图像参数，重构所述样品的三维结构图像参数，得到所述样品的真实三维结构图像。
[0024]本公开一方面提供了一种相干断层扫描装置，通过装置中光源组件、干涉组件和光电探测组件的组合，可以获得样品的三维结构成像，成像效果好；该装置中的光源组件由宽谱光源器件、色散器件和数字微镜组成，使用本公开的光源组件发出的光源可代替现有的可调谐激光器发出快速可调谐光频率的光源，降低了装置的生产成本，提高了光源的光频率扫描速度；
[0025]本公开的另一方面提供了一种相干断层扫描方法，该方法通过相干断层扫描装置中的光源组件发出快速可调谐光频率的光源，通过配合干涉组件和光电探测组件，可获得样品的三维结构图像，成像效果好，且成像速度快。
[0026]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开
的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本公开示例性实施例中的一种扫频OCT装置的结构示意图。
[0029]图2为本公开示例性实施例中的一种光源组件的结构示意图。
[0030]图3为本公开示例性实施例中的一种光源组件的另一种结构示意图。
[0031]图4为本公开示例性实施例中的一种基于全局成像的扫频OCT装置的结构示意图。
[0032]图5为本公开示例性实施例中的一种基于线扫描的扫频OCT装置的结构示意图。
[0033]图6为本公开示例性实施例中的一种基于线扫描的扫频OCT装置的另一种结构示意图。
[0034]图7为本公开示例性实施例中的一种基于点扫描的扫频OCT装置的结构示意图。
[0035]图8为本公开示例性实施例中的一种相干断层扫描方法的流程图。
[0036]图9为本公开示例性实施例中的一种扫频OCT装置的第二结构示意图。
[0037]图10为本公开示例性实施例中的一种扫频OCT装置的第三结构示意图。
[0038]其中，附图标记说明如下：
[0039]1：光源组件；2：干涉组件；3：光电探测组件；
[0040]10：宽谱光源器件；11：色散器件；12：数字微镜；
[0041]13：光源输出端；141：第一光学聚焦元件；
[0042]142：第二光学聚焦元件；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相干断层扫描装置，其特征在于，包括：光源组件，所述光源组件由宽谱光源器件、色散器件和数字微镜组成，所述宽谱光源器件发出的光线依次经过所述色散器件和所述数字微镜，所述光源组件为所述相干断层扫描装置提供光源输出；干涉组件，所述干涉组件设置在所述光源组件的光线出口处，所述光源组件发出的光线在所述干涉组件中进行分光和干涉；光电探测组件，所述光电探测组件设置在所述干涉组件的干涉光线出口处，所述光线探测组件用于获取所述干涉光线的光强分布。2.根据权利要求1所述的相干断层扫描装置，其特征在于，所述光源组件还包括多个光学聚焦元件，所述光学聚焦元件设置在所述宽谱光源元件、所述色散元件和所述数字微镜之间。3.根据权利要求2所述的相干断层扫描装置，其特征在于，所述光学聚焦元件为聚焦透镜或反射型聚焦光学器件。4.根据权利要求1所述的相干断层扫描装置，其特征在于，所述光源组件的光源输出方式为光波导输出或空间光输出。5.根据权利要求1所述的相干断层扫描装置，其特征在于，所述光源组件还包括分光元件，所述分光元件用于对所述宽谱光源元件发出的光线进行分光。6.根据权利要求1所述的相干断层扫描装置，其特征在于，所述宽谱光源器件发出的光源的波长范围大于等于10nm，所述宽谱光源器件的中心波长在300
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴笛，
申请(专利权)人：上海盛晃光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：