[实用新型]一种基于环腔扫频的双焦点全眼OCT实时成像系统

摘要

本实用新型公开了一种基于环腔扫频的双焦点全眼OCT实时成像系统，该系统基于环腔扫频OCT系统，通过调节输入样品臂的低相干光偏振态，并在样品臂的环腔中设置半波片，从而实现两种线偏振态光在奇偶次光循环过程中的偏振态切换；并在样品臂中设置偏振分光器，构建P通道光和S通道光的两种初始零光程参考面以及不同的光聚焦位置；最终利用不同载频量来区分不同环腔级次的P通道光和S通道光，从而只采用单一高带宽平衡光电探测器就能实现全眼的OCT图像的无混淆高精度拼接。由于本系统是通过光循环的方法产生多个零光程参考面，因而能够实现全眼的实时成像，另外由于采用双焦点的样品臂设计，因而可以实现全眼范围内的高灵敏度成像。

主权项

一种基于环腔扫频的双焦点全眼OCT实时成像系统：包括扫频光源，第一单模光纤耦合器，第二单模光纤耦合器，第三单模光纤耦合器，第四单模光纤耦合器，保偏光纤耦合器，第一光纤适配器，第二光纤适配器，偏振态切换器，第一声光频移器，第二声光频移器，第一半导体光放大器，第二半导体光放大器，第一光程延迟线，第二光程延迟线，第一偏振分光器，第二偏振分光器，第三偏振分光器，保偏光纤环行器，单模光纤环行器，第一光纤准直器，第二光纤准直器，第三光纤准直器，偏振分光棱镜，直角棱镜，第一反射镜，第二反射镜，扫描振镜，第一透镜，第二透镜，第三透镜，待测全眼，第一偏振控制器，第二偏振控制器，第三偏振控制器，马赫曾德干涉仪型标定单元，高带宽平衡光电探测器，高速数据采集卡和计算机； 其特征在于：扫频光源通过第一单模光纤耦合器分别与马赫曾德干涉仪型标定单元的输入端以及第二单模光纤耦合器的输入端相连接，马赫曾德干涉仪型标定单元的电路输出端与高速数据采集卡的其中一个输入信号通道相连接；第二单模光纤耦合器的两个输出端分别与第一偏振控制器的输入端以及第三单模光纤耦合器的其中一个输入端相连接；第一偏振控制器连接第一光纤适配器的输入端，第一光纤适配器的输出端与保偏光纤耦合器的其中一个输入端相连接；保偏光纤耦合器的其中一个输出端连接偏振态切换器的输入端，偏振态切换器的输出端连接第一声光频移器的输入端，第一声光频移器的输出端连接第一半导体光放大器的输入端，第一半导体光放大器的输出端与保偏光纤耦合器的另一输入端相连接，构成具有奇偶次光循环状态下不同偏振态切换的增益补偿型光程失配循环腔；保偏光纤耦合器的另一输出端连接第一偏振分光器的输入端；第一偏振分光器的其中一个输出端与第一光程延迟线的输入端相连接，另一输出端与第二偏振分光器的其中一个输入端相连接，第一光程延迟线的输出端与第二偏振分光器的另一输入端相连接，第二偏振分光器的输出端连接保偏光纤环行器的输入端；保偏光纤环行器的第一输出端连接第三偏振分光器的输入端，第三偏振分光器的两个输出端分别连接第一光纤准直器和第二光纤 准直器；保偏光纤环行器的第二输出端连接第二光纤适配器的输入端，第二光纤适配器的输出端连接第四单模光纤耦合器的其中一个输入端；第三单模光纤耦合器的其中一个输出端连接第二声光频移器的输入端，第二声光频移器的输出端连接第二半导体光放大器的输入端，第二半导体光放大器的输出端连接第二偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输出端连接第二光程延迟线的输入端，第二光程延迟线的输出端与第三单模光纤耦合器的另一输入端相连接，构成参考臂增益补偿型光程失配循环腔，第三单模光纤耦合器的另一输出端连接单模光纤环行器的输入端，单模光纤环行器的第一输出端连接第三光纤准直器的输入端，单模光纤环行器的第二输出端连接第三偏振控制器的输入端，第三偏振控制器的输出端连接第四单模光纤耦合器的另一输入端；第四单模光纤耦合器的两个输出端分别连接高带宽平衡光电探测器的两个输入端，该高带宽平衡光电探测器的电路输出端与高速数据采集卡的另一个输入信号通道相连接；高速数据采集卡的输出端与计算机相连接；扫频光源的触发信号输出端与高速数据采集卡触发信号输入端相连接； 扫频光源发出的低相干光进入第一单模光纤耦合器后，一部分光进入马赫曾德干涉仪型标定单元，另一部分光通过第二单模光纤耦合器分成两路，其中一路光通过第一偏振控制器和第一光纤适配器后进入保偏光纤耦合器，另一路光进入第三单模光纤耦合器；进入保偏光纤耦合器的光分出一部分光进入第一偏振分光器，通过第一偏振分光器的光分成两路，一路通过第一光程延迟线进入第二偏振分光器，另一路直接进入第二偏振分光器，从第二偏振分光器出射的光进入保偏光纤环行器的输入端，进入保偏光纤环行器的光通过第一输出端进入第三偏振分光器的输入端，从第三偏振分光器出射的光分别进入第一光纤准直器和第二光纤准直器的输入端；从第一光纤准直器出射的光通过偏振分光棱镜、扫描振镜和第一透镜后射入待测全眼，从第二光纤准直器出射的光通过直角棱镜、第一反射镜、第二透镜、偏振分光棱镜、扫描振镜和第一透镜后射入待测全眼，从第三偏振分光器反射回来的光再次通过保偏光纤环行器的第一输出端、保偏光纤环行器的第二输出端以及第二光纤适配器射入第四单模光纤耦合器的其中一个输入端；从保偏光纤耦合器输出的另一部分光通过偏振态切换器、 第一声光频移器以及第一半导体光放大器后第二次进入保偏光纤耦合器，第二次进入保偏光纤耦合器的光同样被分成两部分，分别沿着上述路径到达第四单模光纤耦合器和第三次进入保偏光纤耦合器，以此类推，第N‑1次进入保偏光纤耦合器的光也沿上述路径到达第四单模光纤耦合器和第N次进入保偏光纤耦合器；同样的进入第三单模光纤耦合器的光也分出一部分光进入单模光纤环行器的输入端，进入单模光纤环行器的光通过第一输出端进入第三光纤准直器后射入第三透镜和第二反射镜，反射回来的光在依次经过单模光纤环行器的第一输出端、第二输出端和第三偏振控制器后，进入第四单模光纤耦合器；从第三单模光纤耦合器输出的另一部分光通过第二声光频移器、第二半导体光放大器、第二偏振控制器和第二光程延迟线后第二次进入第三单模光纤耦合器，第二次进入第三单模光纤耦合器的光同样被分成两部分，分别沿着上述路径到达第四单模光纤耦合器和第三次进入第三单模光纤耦合器，以此类推，第N‑1进入第三单模光纤耦合器的光也沿上述路径到达第四单模光纤耦合器和第N次进入第三单模光纤耦合器；上述所有进入第四单模光纤耦合器的光发生干涉，干涉信号经高带宽平衡光电探测器探测，两路单元所测得的干涉信号被高速数据采集卡同步采集，采集到的信号传输到计算机的内存中进行数据处理，高速数据采集卡的输出端与计算机相连接。