[发明专利]共路OCT超大量程间距测量系统和方法

权利要求书

1.共路OCT超大量程间距测量系统，其特征在于：包括扫频光源、偏振控制器、光纤连接器、增益补偿型保偏光纤光循环腔、环形器、偏振分光器、样品检测单元、平衡探测器和带有数据采集卡的计算机，耦合器、偏振无关型半导体光放大器和电光调制器组成增益补偿型保偏光纤光循环腔；准直镜、四分之一波片、待测透镜组构成样品检测单元；

扫频光源通过偏振控制器和光纤连接器与耦合器的一侧的一个端口连接，耦合器另一侧的一个端口通过电光调制器和偏振无光型半导体光放大器与耦合器一侧的另一个端口连接，环形器的一个端口与耦合器的另一侧的另一个端口连接，环形器的另一个端口与样品检测单元连接，环形器的又一个端口与偏振分光器的一个端口连接，偏振分光器的另一个端口与平衡探测器的一个端口连接，偏振分光器的又一个端口与平衡探测器的另一个端口连接，平衡探测器与带有数据采集卡的计算机相连接。

2.共路OCT超大量程间距测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤（1）: 扫频光源出来的光首先进入偏振控制器，通过偏振控制器调整偏振态，形成与保偏光纤快轴成45o角的线偏振光，该线偏振光等强度激发保偏光纤的特征轴，在保偏光纤中形成P通道光和S通道光，P通道光偏振方向为慢轴方向和S通道光偏振方向为快轴方向；

步骤（2）：基于保偏光纤的双折射效应，在扫频光学相干系统中设置增益补偿型保偏光纤光循环腔，实现P通道光和S通道光在同一保偏光纤中不同历经光程的光循环，在增益补偿型保偏光纤光循环腔中，两通道光的历经光程差 ,式中、分别为保偏光纤慢轴和快轴的折射率，为增益补偿型保偏光纤光循环腔中保偏光纤的长度，经过多次极高速的循环，P通道光与S通道光之间的光程差将产生步进式改变，实现超大量程范围内不同深度区域样品光和参考光的低相干干涉，并在增益补偿型保偏光纤光循环腔中设置电光调制器，基于保偏光纤光循环腔中电光调制器对P通道光和S通道光的不同载频，实现超大量程范围内不同深度区域干涉信号的空间编码，且在增益补偿型保偏光纤光循环腔中设置偏振无关型半导体光放大器补偿循环过程中的光能量损失；

步骤（3）：产生步进式光程差改变的P通道光和S通道光进入样品检测单元，准直镜和样品间设置四分之一波片，从保偏光纤出射的两种偏振态光，经准直镜准直后射入前表面镀有半透半反薄膜的四分之一波片后，P通道光和S通道光被分为前表面反射的参考光P1光和S1光以及透射的样品光P2光和S2光，P2光和S2光射入待测透镜组，各个透镜端面反射回来的P2光和S2光沿原光路再次依次经过四分之一波片和准直镜后返回保偏光纤，由于P2光和S2光两次经过四分之一波片，因此P2光变为偏振方向沿快轴的S3光，而S2光变为偏振方向沿慢轴的P3光，此时参考光P1光和样品光P3光都在P通道，参考光S1光和样品光S3光都在S通道，由于S通道光信号的零光程面沿光传播相反方向成步进式移动，因此S通道信号将不存在干涉信号，只保留直流信号，而P通道光信号的零光程面沿光传播方向成步进式移动，P通道参考光P1光和样品光P3光将产生干涉，P通道将存在干涉信号和直流信号；

步骤（4）：在平衡探测器前设置偏振分光器，区分样品检测单元反射回来的光信号为P通道和S通道，P通道光信号和S通道光信号分别进入平衡探测器的两个接收端，由于此时S通道光只存在直流项，经过平衡探测器后端电路相减的处理，实现P通道干涉信号中直流项的共模抑制，能够有效提高干涉信号的量化精度和动态范围；

步骤（5）：对偏振分光双通道平衡探测后得到的不同载频的干涉信号进行波数空间均匀化标定、傅立叶变换的算法处理以及空间解码，即可得到大量程的光学相干测量结果。