基于低相干干涉的透镜厚度测量及生物影像研究进展-影像科学与光化学

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1、!第!"卷!第#期影像科学与光化学$%&'!"!(%'#!!)*#+年#月,-./01/2304134.1567%8%374-098:;<.1')*#+!"#""""#""综!述"影像信息系统与处理专刊"#""""#"基于低相干干涉的透镜厚度测量及生物影像研究进展檀泽浩#!)!冯云鹏#!)$!王!钟!)#'北京理工大学光电学院光机电联合研究中心!北京#***D#,)'北京理工大学深圳研究院!广东深圳B#D*BE,!'深圳市博瑞汇达科技有限公司!广东深圳B#D*BE*摘!要!低相干光干涉测量技术作为重要的非接触测量方法之一

2、!由于具有结构简单"测量速度快及分辨率高的优点!在光学系统的非接触测量及生物医学影像等前沿领域具有广阔的应用前景#本文对透镜组的光学元件中心厚度及空气间隔的非接触测量技术进行了总结!简述了基于L=M的生物医学影像方面研究现状!重点论述基于低相干光干涉法测量原理和研究进展!对比分析相关研究方法的优缺点和创新之处!并从系统结构和应用范围的角度对低相干干涉测量技术的发展趋势作了展望#关键词!非接触测量$低相干干涉$光学层析成像$透镜厚度$生物医学影像!"#%#*'EB#E&N'0991'#+E"F*"EB')*#+'*#'**

3、B文章编号!#+E"F*"EB))*#+**#F***BF#*!!非接触测量技术由于其无接触损伤且精度较激光差动共焦技术对于轴向几何参数的测量精度高的优势!逐渐应用于光学系统几何参数测量及较高!尤其是低相干干涉技术的原理比较成熟"生物组织影像领域"光学透镜的折射率#曲率半近年来!低相干干涉技术的研究逐渐由结构紧凑径和中心厚度作为透镜系统的!个基本参数!其的分离透镜式结构向稳定性更高的光纤式结构发精度会直接影响整个光学系统成像质量!因而在展!并扩展到应用范围更广的光学相干层析领域"透镜加工及镜组装调的过程中需要严格控制这些

4、在低相干干涉系统中!宽带光源的相干长度参数的误差"目前!非接触式光学测量方法主要较短!一般为微米级别!需要通过移动参考光使其包括图像法#低相干干涉法#复色共焦法)即轴向与物光发生干涉!这就决定了该系统不仅可以测色散法*#差动共焦法#偏振干涉法等"其中!低相量单一透镜!也可用于测量透镜组中各个光学表干干涉技术)亦称白光干涉或部分光干涉技术*和面之间的几何量"传感器部分一般采用迈克尔逊)*#BF#*F)!收稿!)*#BF##F#*录用国家自然科学基金项目)+#!*D*EB*和北京市自然科学基金项目))#!)*"E!"#""*

5、D!*资助$通讯作者!@F-.0&+:%3!J08'45I'31B!+影!像!科!学!与!光!化!学第!"卷!干涉仪结构!参考臂的移动量与实际待测面之间有出色的光学切片层析能力!可实现对微观结构的轴向距离存在对应关系!从而通过对干涉条纹横截面成像!已广泛应用于人眼结构成像#玉石结-B.影像信息的解析处理就可以得到镜组中各表面的构分析等领域"轴向位置"作为L=M的前身!低相干干涉技术已应用于作为当前研究的热点!非入侵式的生物医学一维几何量的测量"随着复杂光学系统设计的成成像技术为疾病的诊断提供了较为可靠的依据!熟!在光学系

6、统装调过程中!越来越需要对整个透其较高的分辨率#丰富的对比度使光学成像技术镜组各光学表面之间的中心厚度和空气间隔进行备受生物医学研究者的青睐"光学相干层析技术精密测量"目前!较为熟知的法国U%/.&4公司和)LG803.&=%74:4134M%-%/:.G7;!L=M*以其特有德国M:0%G8039公司研制的相关测量仪器分别代的成像分辨率和成像深度在活体#高分辨率#非入表了该领域内光纤式结构和分离式结构的先进侵式医学成像领域脱颖而出!取得不可动摇的水平"地位"#CCE起!日本大阪大学)L9.H.W10X4:908;*的-

7、+!E.本文将重点介绍低相干干涉技术在透镜组的V.:I1.和Y.:I;.-.等将低相干反射计应用中心厚度和空气间隔测量方面以及生物医学影像于透镜参数的非接触测量!实现了对单一透射平方面的最新研究进展!通过对比不同研究方法的板的折射率及厚度的同时测量"他们采用波长为创新之处!论述其在非接触测量及L=M等领域的D!C1-相干长度为#)"-的超辐射发光二极管发展趋势")2?>*光源!通过移动聚焦物镜或参考镜两种扫描方式!其原理如图#所示!实现群折射率#相折$!透镜厚度的低相干测量研究概述射率和光学厚度的高精度测量"#CCC年后

8、!该研究团队进一步对石英#蓝宝石#铌酸锂等不同折射-D.低相干干涉原理产生于)*世纪B*年代!在率材料进行了相应测量!相折射率测量精度高国内外众多优秀科研工作者的多年努力下日趋成于*'!Z!将多层透射材料组成的镜组轴向间距测-C.熟!在光学检测领域得到了较为广泛的应用!对于量范围提高到毫米级!但测量时间大于!-01!