基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片和第一光纤耦合器沿光路依次布置，第一耦合器用于接收第一光纤耦合器传输的光，样品臂用于接收第一耦合器的第一分束光并将反射光传输至第一耦合器；第二耦合器用于接收第一耦合器的第二分束光并将第二分束光分成两束分别传输至参考臂和第一光谱仪，参考臂用于将反射光经第二耦合器传输至第一耦合器与样品臂的反射光进行干涉；第二光谱仪用于接收第一耦合器的干涉信号，第一光谱仪和第二光谱仪分别与处理器通信连接；本发明专利技术降低了曝光时间，提高了扫描速度。提高了扫描速度。提高了扫描速度。

【技术实现步骤摘要】
基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统


[0001]本专利技术涉及光学相干层析成像
，特别涉及一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)是一种基于低相干光干涉原理的三维层析成像方法，具有分辨率高、非侵入、实时性高、灵敏度高等优点，目前在眼科疾病诊断领域得到了广泛的应用，可以提供高分辨率的眼部结构横截面图像。目前的OCT产品或研究大多数采用近红外光波段的光源进行成像，近红外波段的光源具有价格低、光源功率稳定、光束质量好等优点。
[0004]可见光OCT是近年来新兴的一种OCT技术，其采用可见光波段的光源进行扫描成像，扫描光束的波长更短，可以获得轴向分辨率更高的图像，目前可见光OCT技术所用的光源为超连续谱光源，相比于近红外光源技术，该光源的相对强度噪声较大，使得采集图像的信噪比降低，这一问题限制了可见光OCT技术成像质量的提高；目前多采用增加光谱仪相机曝光时间的方法降低光源的相对强度噪声，但是这会导致光谱仪扫描速度降低，增加扫描成像所需时间，运动伪影问题更加严重。
[0005]专利技术人发现，采用双光谱仪探测干涉信号的方法，可以有效抑制光源的相对强度噪声，但是该方法将干涉信号平均分成两束，每个光谱仪接收的信号强度为原来干涉信号强度的一半，信号强度的降低使得光谱仪相机的曝光时间不能太短(信号越强，光谱仪所需的曝光时间越短)，这限制了OCT扫描速度的提高。

技术实现思路

[0006]为了解决目前可见光OCT技术中光源相对强度噪声较大导致成像质量下降、成像速度受限的问题，本专利技术提供了一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，进一步降低了曝光时间，大幅提高了扫描速度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统。
[0009]一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，包括：可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、第一光纤耦合器、第一耦合器、第二耦合器、样品臂、参考臂、第一光谱仪、第二光谱仪和处理器；
[0010]可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片和第一光纤耦合器沿光路依次布置，第一耦合器用于接收第一光纤耦合器传输的光，样品臂用于接收第一耦合器的第一分束光并将反射光传输至第一耦合器；
[0011]第二耦合器用于接收第一耦合器的第二分束光并将第二分束光分成两束分别传输至参考臂和第一光谱仪，参考臂用于将反射光经第二耦合器传输至第一耦合器与样品臂
的反射光进行干涉；
[0012]第二光谱仪用于接收第一耦合器的干涉信号，第一光谱仪和第二光谱仪分别与处理器通信连接。
[0013]作为本专利技术第一方面可选的一种实现方式，近红外波段及以上的光束透射穿过二向色镜进入激光收集筒，可见光波段及以下的光束经二向色镜反射至滤光片。
[0014]作为本专利技术第一方面可选的一种实现方式，第一耦合器为2
×
2耦合器，分束比为90：10，10％的光束传输至样品臂，90％的光束传输至第二耦合器。
[0015]作为本专利技术第一方面可选的一种实现方式，第二耦合器为1
×
2耦合器，分束比为90：10，10％的光束传输至第一光谱仪，90％的光束传输至参考臂。
[0016]作为本专利技术第一方面可选的一种实现方式，样品臂包括依次沿光路布置的第二准直器、XY扫描振镜和4f系统，参考臂包括依次沿光路布置的第三准直器、色散补偿镜片、第一可调衰减器和反射镜。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统。
[0018]一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，包括：可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、分束器、第一光纤耦合器、第一耦合器、样品臂、参考臂、第一光谱仪、第二光谱仪和处理器；
[0019]可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、分束镜和第一光纤耦合器沿光路依次布置，第一耦合器用于接收第一光纤耦合器传输的光，样品臂用于接收第一耦合器的第一分束光并将反射光传输至第一耦合器；
[0020]参考臂用于接收第一耦合器的第二分束光，并将反射光传输至第一耦合器与样品臂的反射光进行干涉；
[0021]分束器的第一光束传输至第一光纤耦合器，分束器的第二光束依次经第二可调衰减器和第二光纤耦合器传输至第一光谱仪；
[0022]第二光谱仪用于接收第一耦合器的干涉信号，第一光谱仪和第二光谱仪分别与处理器通信连接。
[0023]作为本专利技术第二方面可选的一种实现方式，近红外波段及以上的光束透射穿过二向色镜进入激光收集筒，可见光波段及以下的光束经二向色镜反射至滤光片。
[0024]作为本专利技术第二方面可选的一种实现方式，第一耦合器为2
×
2耦合器，分束比为90：10，10％的光束传输至样品臂，90％的光束传输至参考臂。
[0025]作为本专利技术第二方面可选的一种实现方式，样品臂包括依次沿光路布置的第二准直器、XY扫描振镜和4f系统，参考臂包括依次沿光路布置的第三准直器、色散补偿镜片、第一可调衰减器和反射镜。
[0026]作为本专利技术第二方面可选的一种实现方式，分束器的分光比为90：10，分束器的90％的光传输至第一光纤耦合器，分束器的10％的光依次经第二可调衰减器和第二光纤耦合器传输至第一光谱仪。
[0027]本专利技术第三方面提供了一种OCT系统图像重建方法。
[0028]一种OCT系统图像重建方法，利用本专利技术第一方面或第二方面所述的基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，包括以下过程：
[0029]获取第一光谱仪的相对强度噪声信号以及第二光谱仪的干涉信号；
[0030]将获取的相对强度噪声信号与噪声补偿系数矩阵相乘，得到校准后的相对强度噪声信号；
[0031]采用干涉信号减去校准后的相对强度噪声信号，得到噪声补偿后的信号；
[0032]对噪声补偿后的信号，依次进行k域线性插值、色散补偿和快速傅里叶变换，得到图像重建结果。
[0033]作为本专利技术第三方面可选的一种实现方式，噪声补偿系数矩阵的获取，包括：
[0034]计算第一光谱仪和第二光谱仪所有的相机像素所采集的光源相对强度噪声；
[0035]对每个光谱仪所采集光源相对强度噪声以像素编码为横坐标用多项式函数进行拟合，得到探测的全部波段范围的光源的相对强度噪声值；
[0036]根据第一光谱仪和第二光谱仪的校准公式，将相同的波长所对应到的相对强度噪声信号作比，得到噪声补偿系数；
[0037]根据得到噪声补偿系数，进行插值计算得到一维的噪声补偿系数矩阵。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，其特征在于：包括：可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、第一光纤耦合器、第一耦合器、第二耦合器、样品臂、参考臂、第一光谱仪、第二光谱仪和处理器；可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片和第一光纤耦合器沿光路依次布置，第一耦合器用于接收第一光纤耦合器传输的光，样品臂用于接收第一耦合器的第一分束光并将反射光传输至第一耦合器；第二耦合器用于接收第一耦合器的第二分束光并将第二分束光分成两束分别传输至参考臂和第一光谱仪，参考臂用于将反射光经第二耦合器传输至第一耦合器与样品臂的反射光进行干涉；第二光谱仪用于接收第一耦合器的干涉信号，第一光谱仪和第二光谱仪分别与处理器通信连接。2.如权利要求1所述的基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，其特征在于：近红外波段及以上的光束透射穿过二向色镜进入激光收集筒，可见光波段及以下的光束经二向色镜反射至滤光片；第一耦合器为2
×
2耦合器，分束比为90：10，10％的光束传输至样品臂，90％的光束传输至第二耦合器。3.如权利要求1所述的基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，其特征在于：第二耦合器为1
×
2耦合器，分束比为90：10，10％的光束传输至第一光谱仪，90％的光束传输至参考臂。4.如权利要求1所述的基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，其特征在于：样品臂包括依次沿光路布置的第二准直器、XY扫描振镜和4f系统，参考臂包括依次沿光路布置的第三准直器、色散补偿镜片、第一可调衰减器和反射镜。5.一种基于双光谱仪进行光源噪声补偿的可见光OCT系统，其特征在于：包括：可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、分束器、第一光纤耦合器、第一耦合器、样品臂、参考臂、第一光谱仪、第二光谱仪和处理器；可见光光源、第一准直器、二向色镜、滤光片、分束镜和第一光纤耦合器沿光路依次布置，第一耦合器用于接收第一光纤耦合器传输的光，样品臂用于接收第一耦合器的第一分束光并将反射光传输至第一耦合器；参考臂用于接收第一耦合器的第二分束光，并将反射光传输至第一耦合器与样品臂的反射光进行干涉；分束...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋维业，吴付旺，万熠，仪维，梁西昌，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：