在循环测距光学相干断层扫描中解析绝对深度制造技术

一种装置，包括：电磁辐射源，该电磁辐射源产生用于照射位于光路深度处的样本的辐射，电磁辐射源向样本提供辐射以促进确定样本内的光路深度；干涉仪，该干涉仪包括：参考臂，辐射的第一部分被递送到该参考臂；样本臂，辐射的第二部分被递送到该样本臂；第一光学子系统，该第一光学子系统耦合到样本臂以利用被递送到样本臂的辐射来询问样本并且收集来自样本的反向散射辐射；以及第二光学子系统，该第二光学子系统耦合到参考臂和第一光学子系统，以生成在收集的反向散射辐射与递送到参考臂的辐射之间的干涉条纹；以及数据收集和处理系统，该数据收集和处理系统与干涉仪通信，并且被配置成用于根据接收到的干涉条纹计算样本的光路深度。的光路深度。的光路深度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在循环测距光学相干断层扫描中解析绝对深度
相关申请交叉引用
[0001]本申请基于2019年11月1日提交的美国专利申请序列第62/929,390号并要求其优先权，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。关于联邦资助研究的说明
[0002]本专利技术是在美国国立卫生研究院授予的基金号P41EB015903下的政府支持下完成的。政府具有本专利技术中的某些权利。

技术介绍

[0003]子采样的OCT是能够提供高速并且通过远距离进行操作的成像技术。它通过使用光学子采样(subsampling)来执行对生成的干涉信号的光域压缩来实现这一点。传统上，这是通过使用单个频率梳(comb)源(即包括在光学频率上等间距的各个谱线的源)来实现的。然而，这些技术无法确定绝对深度，这对于某些应用而言可能是限制。

技术实现思路

[0004]因此，期望用于在循环测距光学相干断层扫描中解析(resolve)绝对深度的新系统、方法和介质。
[0005]在一个实施例中，本专利技术提供了一种装置，包括：电磁辐射源，该电磁辐射源产生用于照射位于光路深度处的样本的辐射，电磁辐射源向样本提供辐射以促进确定样本内的光路深度；干涉仪，该干涉仪包括：参考臂，辐射的第一部分被递送到该参考臂；样本臂，辐射的第二部分被递送到该样本臂；第一光学子系统，该第一光学子系统耦合到样本臂以利用被递送到样本臂的辐射来询问(interrogate)样本并且收集来自样本的反向散射辐射；以及第二光学子系统，该第二光学子系统耦合到参考臂和第一光学子系统，以生成在收集的反向散射辐射与递送到参考臂的辐射之间的干涉条纹；以及数据收集和处理系统，该数据收集和处理系统与干涉仪通信，并且被配置成用于根据接收到的干涉条纹计算样本的光路深度。
[0006]在该装置的一些实施例中，电磁辐射源可以包括频率梳源。在该装置的各个实施例中，频率梳源可以生成具有第一自由频谱范围(free spectral range，FSR)的第一频率梳以及具有不同于第一FSR的第二FSR的第二频率梳。在该装置的某些实施例中，数据收集和处理系统可以被配置成用于：使用第一频率梳获得第一组干涉测量(interferometric)数据，使用第二频率梳获得第二组干涉测量数据，确定第一组干涉测量数据与第二组干涉测量数据之间的相移，并且基于相移确定样本的光路深度。
[0007]在该装置的特定实施例中，频率梳源可以包括简并(degenerate)频率梳源。在该装置的一些实施例中，简并频率梳源可以包括啁啾(chirped)频率梳源。在该装置的各个实施例中，数据收集和处理系统可以被配置成用于：分析干涉条纹以生成第一点扩散函数(PSF)和第二PSF，计算第一PSF与第二PSF之间的偏移，并基于该偏移确定样本内的光路深度。在该装置的一些实施例中，频率梳源可以包括具有自由频谱范围的阶梯式(stepped)频
率梳，该频率梳可以包括多个频率梳线，并且该频率梳线可以被调制特定量以生成频率变化。在该装置的某些实施例中，数据收集和处理系统可以被配置成用于：在没有调制频率梳线的情况下获得第一组干涉测量数据，在调制频率梳线的情况下获得第二组干涉测量数据，确定第一组干涉测量数据与第二组干涉测量数据之间的由调制频率梳线导致的相移，并且基于相移确定样本的光路深度。
[0008]在该装置的某些实施例中，电磁辐射源还可以包括连续扫频(swept)源，并且数据收集和处理系统可以被配置成用于：使用频率梳源获得第一组干涉测量数据，使用连续扫频源获得第二组干涉测量数据，基于第二组干涉测量数据确定样本内的扫频源光路深度，并且基于将扫频源光路深度参考到第一组干涉测量数据来确定样本的光路深度。
[0009]在该装置的一些实施例中，电磁辐射源可以包括展宽脉冲主动锁模激光器。在该装置的各个实施例中，电磁辐射源可以包括色散法布里
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珀罗标准具滤波器。在该装置的某些实施例中，法布里
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珀罗标准具滤波器可以包括硅晶片。在该装置的一些实施例中，第一光学子系统可以包括光环行器电路，以将辐射路由到样本并且将来自样本的反向散射辐射路由到光波导。在该装置的各个实施例中，参考臂可以包括有源相位调制器，以执行对干涉条纹的复解调。在该装置的某些实施例中，数据收集和处理系统在计算样本的光路深度时，可以被进一步配置成用于：计算与样本内的多个光路深度相对应的样本的多个光路延迟。
[0010]在该方法的一些实施例中，电磁辐射源可以包括频率梳源。该方法的各个实施例可以进一步包括：由频率梳源生成具有第一自由频谱范围(FSR)的第一频率梳以及具有不同于第一FSR的第二FSR的第二频率梳。该方法的某些实施例可以进一步包括：由数据收集和处理系统使用第一频率梳获得第一组干涉测量数据，由数据收集和处理系统使用第二频率梳获得第二组干涉测量数据，由数据收集和处理系统确定第一组干涉测量数据与第二组干涉测量数据之间的相移，以及由数据收集和处理系统基于该相移确定样本的光路深度。
[0011]在该方法的一些实施例中，频率梳源可以包括简并频率梳源。在该方法的各个实施例中，简并频率梳源可以包括啁啾频率梳源。该方法的某些实施例可以包括：由数据收集和处理系统分析干涉条纹以生成第一点扩展函数(PSF)和第二PSF，由数据收集和处理系统计算第一PSF与第二PSF之间的偏移，以及由数据收集和处理系统基于该偏移确定样本内的光路深度。
[0012]在该方法的一些实施例中，频率梳源可以包括具有自由频谱范围的阶梯式频率梳，并且该频率梳可以包括多个频率梳线，并且该方法可以进一步包括：将该频率梳线调制特定量以生成频率变化。该方法的特定实施例可以进一步包括：在不调制频率梳线的情况下由数据收集和处理系统获得第一组干涉测量数据，在调制频率梳线的情况下由数据收集和处理系统获得第二组干涉测量数据，由数据收集和处理系统确定第一组干涉测量数据与第二组干涉测量数据之间的由调制频率梳线导致的相移，以及由数据收集和处理系统基于该相移确定样本的光路深度。
[0013]在该方法的某些实施例中，电磁辐射源可以进一步包括连续扫频源，并且该方法可以进一步包括：由数据收集和处理系统使用频率梳源获得第一组干涉测量数据，由数据收集和处理系统使用连续扫频源获得第二组干涉测量数据，由数据收集和处理系统基于第二组干涉测量数据确定样本内的扫频源光路深度，以及由数据收集和处理系统基于将扫频源光路深度参考到第一组干涉测量数据来确定样本的光路深度。
[0014]在该方法的各个实施例中，电磁辐射源可以包括展宽脉冲主动锁模激光器。在该方法的某些实施例中，电磁辐射源可以包括色散法布里
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珀罗标准具滤波器。在该方法的一些实施例中，法布里
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珀罗标准具滤波器可以包括硅晶片。在该方法的特定实施例中，第一光学子系统可以包括光环行器电路，以将辐射路由到样本并且将来自样本的反向散射辐射路由到光波导。在该方法的一些实施例中，参考臂可以包括有源相位调制器，以执行对干涉条纹的复解调。在该方法的各个实施例中，计算样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：电磁辐射源，所述电磁辐射源产生用于照射位于光路深度处的样本的辐射，所述电磁辐射源向所述样本提供所述辐射，以促进确定所述样本内的所述光路深度；干涉仪，所述干涉仪包括：参考臂，所述辐射的第一部分被递送到所述参考臂，样本臂，所述辐射的第二部分被递送到所述样本臂，第一光学子系统，所述第一光学子系统耦合到所述样本臂，以利用被递送到所述样本臂的所述辐射来询问所述样本，并且收集来自所述样本的反向散射辐射，以及第二光学子系统，所述第二光学子系统耦合到所述参考臂和所述第一光学子系统，以生成在收集的反向散射辐射与递送到所述参考臂的所述辐射之间的干涉条纹；以及数据收集和处理系统，所述数据收集和处理系统与所述干涉仪通信，并且被配置成用于根据接收到的干涉条纹计算所述样本的所述光路深度。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁辐射源包括频率梳源。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述频率梳源生成具有第一自由频谱范围的第一频率梳以及具有不同于所述第一FSR的第二FSR的第二频率梳。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述数据收集和处理系统被配置成用于：使用所述第一频率梳获得第一组干涉测量数据，使用所述第二频率梳获得第二组干涉测量数据，确定所述第一组干涉测量数据与所述第二组干涉测量数据之间的相移，并且基于所述相移确定所述样本的所述光路深度。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述频率梳源包括简并频率梳源。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述简并频率梳源包括啁啾频率梳源。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据收集和处理系统被配置成用于：分析所述干涉条纹，以生成第一点扩散函数(PSF)和第二PSF，计算所述第一PSF与所述第二PSF之间的偏移，并且基于所述偏移确定所述样本内的所述光路深度。8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述频率梳源包括具有自由频谱范围的阶梯式频率梳，其中，所述频率梳包括多个频率梳线，并且其中，所述频率梳线被调制特定量以生成频率变化。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据收集和处理系统被配置成用于：在没有调制所述频率梳线的情况下获得第一组干涉测量数据，在调制所述频率梳线的情况下获得第二组干涉测量数据，确定所述第一组干涉测量数据与所述第二组干涉测量数据之间的由调制所述频率梳线导致的相移，并且基于所述相移确定所述样本的所述光路深度。10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电磁辐射源进一步包括连续扫频源，并且其中，所述数据收集和处理系统被配置成用于：
使用所述频率梳源获得第一组干涉测量数据，使用所述连续扫频源获得第二组干涉测量数据，基于所述第二组干涉测量数据确定所述样本内的扫频源光路深度，并且基于将所述扫频源光路深度参考到所述第一组干涉测量数据，来确定所述样本的所述光路深度。11.如权利要求1
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10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电磁辐射源包括展宽脉冲主动锁模激光器。12.如权利要求1
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10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电磁辐射源包括色散法布里
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珀罗标准具滤波器。13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述法布里
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珀罗标准具滤波器包括硅晶片。14.如权利要求1
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10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一光学子系统包括光环行器电路，以将所述辐射路由到所述样本并且将来自所述样本的所述反向散射辐射路由到光波导。15.如权利要求1
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10中任一项所述的装置，其特征在于，所述参考臂包括有源相位调制器，以执行对所述干涉条纹的复解调。16.如权利要求1
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10中任一项所述的装置，其特征在于，所述数据收集和处理系统在计算所述样本的所述光路深度时，被进一步配置成用于：计算与所述样本内的多个光路深度相对应的所述样本的多个光路延迟。17.一种方法，包括：由电磁辐射源产生用于照射位于光路深度处的样本的辐射，所述电磁辐射源向所述样本提供所述辐射，以促进确定所述样本内的所述光路深...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：通用医疗公司，
类型：发明
国别省市：