一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102499648A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102499648A(43)申请公布日2012.06.20(21)申请号201110362907.9G01N21/45(2006.01)(22)申请日2011.11.16(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号清华大学物理系(72)发明人薛平张宁陈天元王成铭霍天成郑京镐(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人徐宁关畅(51)Int.Cl.A61B5/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统(57)摘要本发明涉及一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：它包括一迈克尔逊干涉仪，一菲涅尔光谱仪和一傅里叶转换模块；迈克尔逊干涉仪将样品各层返回的样品光和参考光相干叠加后的相干光发射到菲涅尔光谱仪中，相干光在菲涅尔光谱仪中分别经一准直镜和一扩束透镜组后平行入射到一菲涅尔波带片上，菲涅尔波带片将相干光按照波数等间隔展开并投射到一线阵CCD上，线阵CCD读取相干光的频谱数据并发送到傅里叶转换模块，傅里叶转换模块通过离散傅里叶变换将频谱数据还原为样品空间位置信息。本发明不仅可以应用于在频域光学相干层析成像中，还可以应用在其他需要进行波长-波数转换和重采样进行成像或探测按波数均匀展开的光谱分析中特别是可以应用于生物医学成像过程中。CN1024968ACN102499648A权利要求书1/1页1.一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：它包括一迈克尔逊干涉仪，一菲涅尔光谱仪和一傅里叶转换模块；所述迈克尔逊干涉仪将样品某一深度方向各层返回的样品光和参考光相干叠加后的相干光发射到所述菲涅尔光谱仪中，所述相干光在所述菲涅尔光谱仪中分别经一准直镜和一扩束透镜组后平行入射到一菲涅尔波带片上，所述菲涅尔波带片将所述相干光按照波数等间隔展开并投射到一线阵CCD上，不同波长的所述相干光聚焦在不同的焦点上，所述线阵CCD中感光阵列沿着焦点排列的方向布置，所述线阵CCD读取相干光的频谱数据并发送到所述傅里叶转换模块，所述傅里叶转换模块通过离散傅里叶变换将所述频谱数据还原为样品空间位置信息。2.如权利要求1所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述迈克逊干涉仪采用光纤化迈克尔逊干涉仪和空间化迈克尔逊干涉仪中的一种。3.如权利要求2所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述光纤化迈克逊干涉仪包括一宽带光源，所述宽带光源输出宽带光经一单模光纤发射到一光纤环形器中，所述宽带光经所述光纤环形器后发射到一光纤耦合器中，所述光纤耦合器将宽带光分成两束，两束宽带光分别经一偏振控制器由所述单模光纤分别出射，其中一束所述宽带光经一准直镜、一衰减片和一透镜发射到一参考镜，另一束所述宽带光经另一准直镜发射到一扫描振镜上，所述宽带光经所述扫描振镜反射并经一成像物镜聚焦后发射到待检测的样品上，经所述样品各层反射的样品光和经所述参考镜垂直反射的参考光分别沿着光原来的传播路径返回，并在空间发生相干叠加形成相干光返回到所述光纤环形器中，并经所述单模光纤发射到所述菲涅尔光谱仪中。4.如权利要求3所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述参考镜采用能够使所述宽带光按照原传播路径返回的光学器件。5.如权利要求3所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述成像物镜采用能够使入射到样品上的所述宽带光聚焦的光学器件。6.如权利要求4所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述成像物镜采用能够使入射到样品上的所述宽带光聚焦的光学器件。7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述扩束透镜组采用两对称设置的透镜，两所述透镜采用具有聚焦功能且能够使入射到所述菲涅尔波带片上的相干光为平行光的光学器件。8.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述菲涅尔波带片的设计波长、环数和最内环直径的选取分别根据所述迈克逊干涉仪的宽带光源、所述菲涅尔光谱仪的分辨率和焦距确定；所述菲涅耳波带片采用圆环形、方形、椭圆形、螺旋形中的一种。9.如权利要求7所述的一种基于菲涅尔光谱仪的频域光学相干层析成像系统，其特征在于：所述菲涅尔波带片的设计波长、环数和最内环直径的选取分别根据所述迈克逊干涉仪的宽带光源、所述菲涅尔光谱仪的分辨率和焦距确定；所述菲涅耳波带片采用圆环形、方形、椭圆形、螺旋形中的一种。2C