一、技術(shù)原理
譜域光學(xué)相干層析成像(Spectral domain OCT, SD-OCT)技術(shù)是繼時域光學(xué)相干層析成像技術(shù)發(fā)展而來的,它由寬帶光源照明的邁克爾遜干涉儀和光譜儀組成,參考臂固定不動從而無需對樣品進(jìn)行軸向掃描,直接測量干涉信號的光譜,對所測的光譜進(jìn)行快速傅里葉逆變換得到樣品不同縱向深度的信息,從而重構(gòu)出樣品的高分辨率三維結(jié)構(gòu)圖像。
(譜域SD-OCT成像系統(tǒng)原理示意圖)
二、系統(tǒng)組成
譜域SD-OCT成像系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成:
1、寬帶光源:通常采用低時間相干度的寬帶光源,如近紅外光源。
2、邁克爾遜干涉儀:是系統(tǒng)的核心部件之一,用于將參考光與樣品的后向散射光進(jìn)行干涉。
3、光譜儀:接收干涉信號,并將其轉(zhuǎn)換為光譜信息,以供后續(xù)處理。4、參考鏡和橫向掃描裝置:參考鏡用于提供穩(wěn)定的參考光路,橫向掃描裝置則用于對樣品進(jìn)行二維掃描,以獲取完整的層析圖像。
(邁克爾遜干涉儀示意圖)
(光譜儀示意圖)
三、邁克遜干涉儀系統(tǒng)介紹:
SD-OCT掃描系統(tǒng)的參考臂位于樣品附近,并且封裝于掃描系統(tǒng)內(nèi),以確保采樣臂相對于參考臂的相位穩(wěn)定性。為適應(yīng)不同采樣距離和反射率(例如,在水中成像),參考臂光程長度和其光強是可調(diào)的。為使色散產(chǎn)生的圖像失真最小,我們的OCT系統(tǒng)設(shè)計成將參考臂和采樣臂長度最大程度地光學(xué)匹配。此外通過我司專利化的色散補償算法,樣品的色散效應(yīng)(例如,通過水或玻璃成像)可被補償,進(jìn)一步提高系統(tǒng)成像分辨率。
1、系統(tǒng)組成:
(1) 分光系統(tǒng)
(2)二維橫向掃描振鏡系統(tǒng)
(3)參考臂、樣品臂、合束器
(4)合束器
(5)參考臂光程調(diào)節(jié)微分頭
(6)顯微鏡頭
2、工作過程(如下圖):
1、寬帶低相干光源發(fā)出的光經(jīng)過分光鏡分成兩束。
2、兩束光分別反射回來后再次在分光鏡處匯合,發(fā)生干涉。
3、干涉光進(jìn)入光譜儀,光譜儀將不同波長的光分離并由探測器(如CCD線陣)同時檢測。
4、通過傅里葉變換將光譜信息轉(zhuǎn)換為深度信息,從而重建出樣品的斷層圖像。
(邁克遜干涉儀原理示意圖)
四、SD-OCT光譜儀核心優(yōu)勢:
1、VPH光柵,低偏振依賴,高衍射效率
2、高成像分辨率,提供亞微米級空間分辨率
3、并行數(shù)據(jù)采集,超快掃描速度
4、非侵入性,快速實時成像
5、深度分辨能力
6、我司專利算法及軟件套件,簡化數(shù)采和分析(色散補償算法-理論極限軸向分辨)
五、應(yīng)用領(lǐng)域
1、眼科成像:廣泛應(yīng)用于視網(wǎng)膜、角膜、黃斑等的高分辨率成像
2、皮膚成像:適用于皮膚組織結(jié)構(gòu)的詳細(xì)成像分析
3、工業(yè)檢測:對材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的無損檢測,如半導(dǎo)體、光纖等
4、醫(yī)學(xué)研究:用于生物組織研究、病理檢測和細(xì)胞結(jié)構(gòu)成像等領(lǐng)域
5、生物組織研究,如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、組織工程、藥物輸送
6、基礎(chǔ)研究,如光物作用、表界面化學(xué)分析
六、應(yīng)用實拍
(小鼠大腦血管造影成像)
(液晶面板的膠合層析結(jié)構(gòu)成像)
(小鼠鼠耳的截切面圖成像)