[发明专利]光学相干层析成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种光学相干层析成像装置。

背景技术

光学相干层析成像(OTC，Optical Coherence Tomography)技术是继X射线、CT、磁共振成像、超声诊断技术之后的又一种断层成像技术，可实现对生物组织的无损伤、非侵入、非电离辐射、微米量级的结构成像以及偏振OCT、多普勒OCT、光谱OCT、弹性OCT等功能成像，用于分析活体生物组织的显微结构或测量活体生物组织的特性参数，因此已经开始广泛地应用于生物医学等领域。特别地，光学相干层析成像在视网膜疾病、黄斑疾病、视神经疾病、青光眼或糖尿病等临床研究方面具有重要价值。

目前，采用光学相干层析成像技术进行成像时，通过三维扫描实现眼睛或皮肤表面等活体生物组织的成像。光学相干层析成像技术三维成像方法如下：每次扫描仅探测一个点的扫描信息；在通过多次扫描探测获取多个点的扫描信息后，利用这些扫描信息进行三维重构从而获得三维图像。同时光学相干层析成像技术扫描时探测点的范围比较大。但是由于每次扫描只能探测一个探测点，因此时间分辨率比较低。同时，由于光学相干层析成像技术探测点的范围比较大，故其空间分辨率也比较低。由于光学相干层析成像技术的时间分辨率和空间分辨率比较低，导致成像速度比较慢。

发明内容

针对现有技术中存在的光学相干层析成像技术成像速度比较慢的问题，本发明实施例要解决的技术问题是提出一种能够提高成像速度的光学相干层析成像装置。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种光学相干层析成像装置，包括：用于生成调制高级次轴对称偏振光束的光源机构、用于放置所述被测对象的可移动平台，其中所述可移动平台上设有驱动器以根据计算机信号处理与控制系统的步进信号驱动所述可移动平台进行步进位移；还包括分束镜、第一显微镜、第二显微镜、参考镜、电荷耦合元件；

其中所述光源机构发出的调制高级次轴对称偏振光束经过分束镜进行分束后得到至少两条光束：射入第一显微镜的第一调制高级次轴对称偏振光分束、作为参考入射光的第二调制高级次轴对称偏振光分束，其中所述参考入射光射入参考镜后被根据来自驱动器的步进位移参数进行移相处理后得到参考反射光束；

其中所述第一显微镜的位置与可移动平台相对应，以使第一显微镜将所述第一调制高级次轴对称偏振光分束进行反射聚焦后形成探测入射光以多焦点方式照射到可移动平台上的被测物体，以使探测入射光经被测物体反射后形成第一探测反射光；

其中所述第一探测反射光和参考反射光都射入第二显微镜以使第二显微镜将第一探测反射光束、参考反射光束进行聚焦后得到的探测相干光束发送至电荷耦合元件；

其中所述电荷耦合元件用于对第二显微镜发送的第二探测反射光束、参考反射光束进行相干处理后将得到的探测相干光束转换为探测数字电信号，并将探测数字电信号发送至计算机信号处理与控制系统；

其中所述计算机信号处理与控制系统用于生成步进信号以驱动可移动平台的驱动器进行步进移动，并接收电荷耦合元件发送的探测数字电信号构建被测对象的三维图像。

其中，驱动器为压电陶瓷平移台。

其中，所述用于生成调制高级次轴对称偏振光束的光源机构包括低相干光源、柯勒照明单元、偏振转换单元、光瞳滤波器；其中所述低相干光源用于生成相干长度小于2微米、扫描频率大于50000A扫描/秒的第一激光束，所述柯勒照明单元设置于所述低相干光源的输出光路上以将低相干光源输出的第一激光束进行均匀处理与照明处理，并将得到照明范围可调且照明均匀的第二激光束；所述偏振转换单元设置于柯勒照明单元的输出光路上以将第二激光束转换为高级次轴对称偏振光束；光瞳滤波器设置于偏振转换单元的输出光路上以将偏振转换单元的高级次轴对称偏振光束进行相位调制后输出调制高级次轴对称偏振光束。

其中，所述偏振转换单元包括偏振片、空间光调制器、第一傅里叶变换透镜、空间滤波器、第二傅里叶变换透镜、光栅；其中，

偏振片用于将所述柯勒照明单元发送的第二激光束转换为偏振光束后，经过空间光调制器对偏振光束的相位、振幅、强度、偏振态进行调整后得到调制光束，然后经第一傅里叶变换透镜对调制光束进行傅里叶变换以得到第一变换光束，然后经空间滤波器对第一变换光束进行滤波处理以得到滤波光束，再经第二傅里叶变换透镜对滤波光束进行傅里叶变换得到第二变换光束，再经光栅对第二变换光束的振幅或相位进行周期性空间调制，得到高级次轴对称偏振光束。