光学相干层析成像横向扫描系统及外触发模式研究

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1、浙江大学硕士学位论文光学相干层析成像横向扫描系统及外触发模式研究姓名：周新申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：吕俊20070501浙江大学硕士论文摘要光学相干层析成像技术(opticalCoherencoTomography,OCT)是近年来发展迅速的一种生物组织层折成象技术。光学相干层析成像技术通过参考臂上的光线延迟线实现了对被测样品纵向不同位置信息的探测。光线延迟线只能控制OCT系统的纵向扫描。所以为了使得OCT能够获得二维图像，就必须对样品不同的点进行横向扫描。所以大多数OCT系统须要在样品臂加入一个横向扫描系统，使得OCT

2、能够对样品上不同的点进行扫描。同时，因为OCT的光线延迟线进行纵向扫描时，一定会存在非匀速的扫描。而目前大多数OCT都是采用系统设定的固定采样频率。这样就会使得OCT获取的纵向层析信息因为采样与非匀速纵向扫描不匹配，而产生纵向位置失真。本文基于实验室的OCT系统，首先通过研究分析计算，设计了一套工作在实验室OCT光源波段的线性扫描物镜系统，经过理论计算，证明该透镜的性能指标能够满足OCT横向扫描系统的要求。并且本文研究了横向扫描与纵向扫描同步工作的方案与两个扫描系统的匹配。其次本文基于实验室的现有条件，选择了元件，实现了横向扫描与纵向扫

3、描同步工作，完成搭建一套OCT的横向扫描系统，并且通过实验测试与计算了该横向扫描系统的分辨率为60pm以及扫描速率等性能。最后，本文提出并实现了一套基于外触发数据采集模式的光学相干层析成像系统，并且完成搭建了该系统，使得数据采集频率受到光线延迟线的光程延迟的控制，从而使采样频率与光线延迟线的非匀速扫描相匹配，使得纵向位置失真控制在lfan的量级．本文共分为七章，各章的主要内容如下：第一章，绪论。概要性的阐述了光学相干层析成像技术，提出了本文的研究目的。第二章，时域OCT的原理与系统。阐述了0CT的原理，与几个主要的子系统。第三章，OCT

4、横向扫描系统的研究。阐述了OCT横向扫描系统的原理。设浙江大学硕士论文计了一个基于实验室OCT光源的线性扫描物镜。研究了OCT扫描系统的同步工作方案。第四章，横向扫描系统的搭建。依据实验室条件，选择元件与同步方案，搭建了OCT的横向扫描系统。第五章，OCT系统的搭建与横向扫描实验。搭建了整个OCT系统，并且测试了横向扫描系统的部分主要性能。第六章，基于外触发数据采集的OCT扫描。通过研究纵向扫描与采样的关系，提出并搭建了OCT的外触发数据采集系统，并通过实验验证系统的作用．第七章，总结与展望。总结了本文的工作内容与成果，并提出了未来进一

5、步的研究方向。关键字：光学相干层析成像、横向扫描、线性扫描物镜、同步驱动信号、纵向位置失真、外触发数据采集n浙江大学碗士论文AbstractOpticalCoherenceTomography(OC33isoneofthenewlydevelopedtechniquesforbio-tomography．InanOCTsystemthedepthinformationofsmnplesisobtainedbylongitudinalscanning,whichiscontrolledbyallopticaldelayline(ODL)i

6、nthereference锄1．Toget2-Dimagesofthesarople,itisnecessarytodeflectthesampleambeamtodifferentpointsofthesample．SoitisveryimportanttodesignalateralscanningsystemfortheOCTsy咖nLOpticaldelaylinesareoftenusedinOCTsystemstoperformlongitudinalscanning,however,thescanningvelocityo

7、fatypi嘲optimalddaylinecannotbeaconstant．Meanwhile,thesamplingrateoftheA／Dconvertorisaconstant,whichshouldbesetbeforethescanning．ThemismatchbetweentheratesoftheA／Dconvertorandthelongitudinalscanningwillresultindistortioninthelongitudinalinformationofthesample．Tobuildalate

8、ralscanningsystemfortheOCTsystem,anewf-thetalinearlenshasbeendesignedbasedonaSuperlumin黝ntdiodeSOUIV七)w