[发明专利]用于干涉仪的检测器电路

说明书

技术领域

本发明涉及干涉仪，并且涉及用于其的检测器电路。

背景技术

内科检查通常通过使用内窥镜来执行，在所述内窥镜中，眼睛或CCD（电荷耦合装置）摄像机对从探针的轴的远端中继的视图进行成像，由此观看邻近于探针端部的组织的表面。经常可期望的是，从组织内，而非仅仅从表面获得横截面图像。已经提出了光学相干层析成像（OCT）作为能够提供这种能力的技术。

OCT基于干涉测量法的使用，其中，将干涉仪的测量臂中的光传到待检查的对象，并且一部分被散射回干涉仪。将参考臂中的光传到在已知距离处的镜子，并且参考光束被反射回。将散射的测量光束和反射的参考光束相组合，并且在两个光束之间的干涉被检测且用来提供关于检查的对象的数据。

因此，光学相干层析成像使用干涉测量法和光的相干性质来获得散射媒介内的深度-分辨的图像，从而提供了单独使用共焦显微镜法不能达到的穿透深度和分辨率。已经获得了达2-3mm的深度的临床有用的视网膜和上皮组织的横截面图像。

在任何给定时间处，光的单个光束受限于仅在特定范围（所谓的聚深，等于两倍瑞利范围）上处于强聚焦。在作为WO2006/054116公布的PCT专利申请中，已经提出了以不同的焦距发射多光束，以便展开该范围并且在增加现场的深度的情况下产生合成图像。

在从共同的源（如最方便的诸如激光）提供用于多光束的光的情况下，则可以提供诸如幅度光束分裂器的光学装置来生成多个光束。在WO2006/054116中，公开了“咯咯作响（rattle）的板”，其包括与相对于进来的光束的垂线成一角度而设置的侧边平行的玻璃板。

传统的光源展示了两种类型的强度噪声。散粒噪声是根据泊松统计产生光量子的结果，并且与强度的平方根成比例。过噪声来自光源的不稳定性，并且与强度成比例。在使用激光光源的敏感光学系统中，惯常使用平衡检测来减小过噪声的影响。散粒噪声不能以这种方式进行校正，因为在不同检测器处光子的到达时间是不相关的。

在最简单的平衡布置中，使用一对光电二极管检测器。一个检测器接收由感兴趣的信号调制的光，另一个检测器直接从激光源接收未调制的光。每一个检测器产生与入射光成比例的电流。假如光电二极管是匹配的，并且假如光学系统被小心地调整使得它们接收相等的平均光功率，则在互阻抗放大器的输入端处的两个光电二极管电流的相减消除了共同的噪声。

在编号为5 134 276的美国专利中，公开了主动调整相对增益以去除任何平衡误差的电路。在该设计中，相当大量的光功率被引导到平衡检测器元件，并且过电流被可变电流分裂器丢弃。反馈电路不断地调整电流分裂比例，以便朝着零驱动平均输出，从而实现平衡。

反馈电路控制环路具有特征带宽。频率显著地低于该带宽（向下至零频率）的信号被当作是增益漂移，并且通过调整该分裂比例来补偿。频率显著更高的信号被当作是测量信号，并且不影响分裂比例。如果激光输出实质上是恒定的，则控制环路带宽可以被设置得非常低，通常约10Hz。

在两种情况下，相等的光电流的相减具有使散粒噪声功率翻倍（等于固有噪声电平中的3dB的增加）的缺点。然而，Hobbs宣称了他的电路的变型，其中，平衡检测器上的光功率按倍数增加，并且来自其的光电流按相同的倍数衰减。4倍将散粒噪声恶化减小至仅仅1dB。

然而，扫描源OCT已经变得日益盛行，其中，光源按波长被扫描。这样的系统可以在激光器的输出和用在OCT设备内的光学系统的响应两者中引入显著的取决于波长的变化。

发明内容

根据发明的第一方面，提供了一种用于多通道干涉仪的检测器电路，包括：

多个测量通道，每一个测量通道包括测量检测器；以及

平衡通道，包括平衡检测器，

测量检测器和平衡检测器中的每一个具有光敏感区域以及配置为输出指示在光敏感区域上入射的光的强度的信号的电输出端，

其中，每一个测量通道被提供有反馈电路，所述反馈电路包括：

可变增益电路，具有用于来自测量检测器的信号的输入端以及输出端，可变增益电路被配置为用可变增益级别在其输出端处输出在其输入端处接收的信号；

差分电路，具有用于可变增益电路的输出的第一输入端、用于来自平衡检测器的信号的第二输入端以及输出端，并且被配置为在其输出端处输出指示在其第一输入端和第二输入端处的信号的差值的信号；以及

用于每一个可变增益电路的控制器，被配置为使可变增益级别取决于差分电路的输出的低频分量而变化。