一种参考臂光路结构以及OCT成像系统技术方案

本发明专利技术属于光学相干层析技术领域，尤其涉及一种参考臂光路结构以及OCT成像系统。参考臂光路结构包括：第一振镜，供第一光束入射并向外偏振反射第一光束，第一振镜具有第一偏转状态以及第二偏转状态；平面反射结构，用于在第一振镜处于第一偏转状态时从第一振镜接收第一光束并向第一振镜反射第一光束；以及滤光反射结构，包括至少两个且层叠设置的滤光反射膜，各滤光反射膜分别用于向第一振镜反射位于预定波长区间的第一光束且不限制位于其它波长区间的第一光束透射，其中，任意相邻的两滤光反射膜呈预设距离设置，任意两滤光反射膜所反射的第一光束的波长区间均不相同。本发明专利技术通过设置多层滤光反射膜，可以实现了OCT成像系统的扫描深度的调节。

Optical path structure of reference arm and OCT imaging system

【技术实现步骤摘要】
一种参考臂光路结构以及OCT成像系统
本专利技术属于光学相干层析
，尤其涉及一种参考臂光路结构以及OCT成像系统。
技术介绍
目前，光学相干层析成像(OCT)是近十几年来新兴的成像技术，因其具有高分辨率、无创、非接触式测量等优点，吸引越来越多的关注。它利用弱相干光干涉仪的基本原理，其核心部件是宽带光源和迈克尔逊干涉仪。在信号采集过程中，来自宽带光源的相干光在迈克尔逊干涉仪中被分成两部分，一部分是参考光被反射探测器，另一部分作为探测光进入样品，不同样品深度的反射光或者散射光与参考光形成干涉通过探测该干涉信号可以得到样品的深度信息。通过控制采集点在样品上移动，则得到样品的三维信息。一个OCT成像系统因其结构的不同又可以分成两种：时域OCT(TD-OCT)和频域OCT(SD-OCT)。TD-OCT是第一代OCT，其探测光谱的方式是通过移动参考臂的反射镜的同时检测光强可以直接到到样品的深度信息。而SD-OC则是利用高速光谱仪间接探测样品反射光与参考光的干涉光谱，经傅立叶变换得到样品的深度信息。对于一个频域OCT成像系统来说，样品的扫描深度由光谱仪的波长分辨率决定：其中，Zmax是OCT成像系统的扫描深度，n为待测样品的折射率，λ0是宽带光源的中心波长，Rλ是光谱仪的波长分辨率。由此可见，在通常的OCT成像系统中，想要提高扫描深度只能降低光谱仪的波长分辨率，这意味着系统需要更换光谱仪，进一步的如果想在一个OCT成像系统集成高扫描深度和低扫描深度两种模式，只能在一个OCT成像系统中使用两种光谱仪，这无疑会大大增加系统的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种参考臂光路结构，旨在解决如何调节OCT成像系统的扫描深度的问题。本专利技术提供了一种参考臂光路结构，用于与宽带光源、耦合器和样品臂光路结构配合使用，所述宽带光源发出源光束，所述耦合器用于将所述源光束分成入射所述参考臂光路结构的第一光束和入射所述样品臂光路结构的第二光束，所述参考臂光路结构包括：第一振镜，供所述第一光束入射并向外偏振反射所述第一光束，所述第一振镜具有第一偏转状态以及第二偏转状态；平面反射结构，用于在所述第一振镜处于所述第一偏转状态时从所述第一振镜接收所述第一光束并向所述第一振镜反射所述第一光束；以及滤光反射结构，包括至少两个且层叠设置的滤光反射膜，各所述滤光反射膜在所述第一振镜处于所述第二偏转状态时均能从所述第一振镜接收所述第一光束并均向所述第一振镜反射所述第一光束，各所述滤光反射膜分别用于向所述第一振镜反射位于预定波长区间的所述第一光束且不限制位于其它波长区间的所述第一光束透射，其中，任意相邻的两所述滤光反射膜呈预设距离设置，任意两所述滤光反射膜所反射的所述第一光束的波长区间均不相同。本专利技术的技术效果是：在第一振镜处于第一偏转状态时，OCT成像系统的深度分辨率高，而扫描深度低，即高分辨率低扫描深度模式；在第一振镜处于第二偏转状态时，通过设置多层滤光反射膜，OCT成像系统的深度分辨率降低，从而扫描深度提高，即低分辨率高扫描深度模式，最终实现了OCT成像系统的扫描深度的调节。附图说明图1是本专利技术实施例所提供的OCT成像系统的结构原理图；图2是图1的设置两个滤光反射膜的滤光反射结构的结构原理图；图3是设置有m个滤光反射膜的滤光反射结构的结构原理图。附图中标号与名称对应的关系如下所示：100、OCT成像系统；100'、参考臂光路结构；100”、样品臂光路结构；10、宽带光源；20、光谱分析仪；30、耦合器；101、第一光束；102、第二光束；103、待测样品；40、第一准直透镜；50、第一振镜；50'、第一偏转状态；50”、第二偏转状态；61、平面反射结构；62、滤光反射结构；70、第二振镜；90、聚焦透镜；80、第二准直透镜；63、滤光反射膜；64、滤光反射片；具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“垂直”、“平行”、“底”、“角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。请参阅图1至图3，本专利技术实施例提供了一种参考臂光路结构100'以及具有其的OCT成像系统100，OCT成像系统100用于对待测样品103进行成像扫描。OCT成像系统100还包括：样品臂光路结构100”、宽带光源10、耦合器30以及光谱分析仪20。宽带光源10发出源光束，且源光束被耦合器30分成第一光束101和第二光束102，第一光束101入射参考臂光路结构100'，第二光束102入射样品臂光路结构100”。第一光束101的总波长区间与第二光束102的总波长区间相等，可选地，第一光束101的总波长区间定义为[ω0，ωλ]。耦合器30还用于从参考臂光路结构100'和样品臂光路结构100”分别反射回的第一光束101和第二光束102进行处理并传输至光谱分析仪20。参考臂光路结构100'包括：第一振镜50、平面反射结构61以及滤光反射结构62。第一光束101入射第一振镜50，第一振镜50将第一光束101向平面反射结构61或滤光反射结构62偏振反射，且接收从平面反射结构61或滤光反射结构62所反射回的第一光束101，再将第一光束101反射至耦合器30。第一振镜50具有第一偏转状态50'以及第二偏转状态50”。可选地，耦合器30为2x2光纤耦合器。在第一振镜50处于第一偏转状态50'时，平面反射结构61从第一振镜50接收第一光束101并向第一振镜50反射第一光束101。可选地，平面反射结构61可以为平面反射镜。可以理解的是，平面反射结构61将第一光束101原路反射回耦合器30，并由耦合器30与第二光束102进行处理，再传输至光谱分析仪20。光谱分析仪20对干涉光谱的数学处理方法与普通频域OCT一样，即把干涉光谱进行傅立叶变换，因而，OCT成像系统100的深度分辨率为：其中，探测深度(光程)为：在第一振镜50处于第二偏转状态50”时，滤光反射结构62从第一振镜50接收第一光束101并向第一振镜50发射第一光束101。具体地，滤光反射结构62包括滤光反射膜63，滤光反射膜63用于向第一振镜50反射位于预定波长区间的第一光束101且不限制位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种参考臂光路结构，用于与宽带光源、耦合器和样品臂光路结构配合使用，所述宽带光源发出源光束，所述耦合器用于将所述源光束分成入射所述参考臂光路结构的第一光束和入射所述样品臂光路结构的第二光束，其特征在于，所述参考臂光路结构包括：/n第一振镜，供所述第一光束入射并向外偏振反射所述第一光束，所述第一振镜具有第一偏转状态以及第二偏转状态；/n平面反射结构，用于在所述第一振镜处于所述第一偏转状态时从所述第一振镜接收所述第一光束并向所述第一振镜反射所述第一光束；以及/n滤光反射结构，包括至少两个且层叠设置的滤光反射膜，各所述滤光反射膜在所述第一振镜处于所述第二偏转状态时均能从所述第一振镜接收所述第一光束并均向所述第一振镜反射所述第一光束，各所述滤光反射膜分别用于向所述第一振镜反射位于预定波长区间的所述第一光束且不限制位于其它波长区间的所述第一光束透射，其中，任意相邻的两所述滤光反射膜呈预设距离设置，任意两所述滤光反射膜所反射的所述第一光束的波长区间均不相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种参考臂光路结构，用于与宽带光源、耦合器和样品臂光路结构配合使用，所述宽带光源发出源光束，所述耦合器用于将所述源光束分成入射所述参考臂光路结构的第一光束和入射所述样品臂光路结构的第二光束，其特征在于，所述参考臂光路结构包括：
第一振镜，供所述第一光束入射并向外偏振反射所述第一光束，所述第一振镜具有第一偏转状态以及第二偏转状态；
平面反射结构，用于在所述第一振镜处于所述第一偏转状态时从所述第一振镜接收所述第一光束并向所述第一振镜反射所述第一光束；以及
滤光反射结构，包括至少两个且层叠设置的滤光反射膜，各所述滤光反射膜在所述第一振镜处于所述第二偏转状态时均能从所述第一振镜接收所述第一光束并均向所述第一振镜反射所述第一光束，各所述滤光反射膜分别用于向所述第一振镜反射位于预定波长区间的所述第一光束且不限制位于其它波长区间的所述第一光束透射，其中，任意相邻的两所述滤光反射膜呈预设距离设置，任意两所述滤光反射膜所反射的所述第一光束的波长区间均不相同。


2.如权利要求1所述的参考臂光路结构，其特征在于：各所述滤光反射膜所对应的所述第一光束的波长区间沿所述第一光束的入射方向依次连续设置。


3.如权利要求1所述的参考臂光路结构，其特征在于：所述滤光反射结构还包括多个滤光反射片，任意相邻的两所述滤光反射膜之间均设置有一所述滤光放射片，且任意相邻的两所述滤光反射膜分别镀覆于同一所述滤光反射片的两侧表面。


4.如权利要求1所述的参考臂光路结构，其特征在于：各所述滤光反射膜所对应的所述波长区间的长度均相等。
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏胜飞，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司，华讯方舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44