CN101706597B - 一种联动式光学延迟线系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种联动式光学延迟线系统，它包括光纤准直器、二次反射镜、光栅、聚焦装置和光学振镜，其特征在于：所述二次反射镜固定连接在所述光纤准直器的调整架上，所述二次反射镜与所述光纤准直器形成联动式结构，且所述光纤准直器的出光方向与所述二次反射镜的镜面垂直；所述光栅的法线方向与所述光纤准直器的出光方向之间的夹角为所述光栅的一级衍射角；所述光栅和振镜分别位于所述聚焦装置的焦点处。本发明调节方便，而且出光稳定，使得OCT成像系统成像速度快，而且成像清晰，适用于OCT成像系统的产业化发展。

Description

一种联动式光学延迟线系统
技术领域
本发明涉及一种光学延迟线系统，特别是关于一种用于断层扫描成像的光学相干CT(Optical Coherence Tomography，简称OCT)系统中的联动式光学延迟线系统。
背景技术
近十几年来，OCT技术发展迅速，该技术采用了对生物组织安全无损伤的红外光作为光源，对不透明的介质内部进行断层成像，其成像的分辨率远高于X射线成像和超声成像。为了能够实时成像，现有OCT系统普遍采用光学延迟线作为参考臂，红外光经过分束镜或2×2耦合器以后，一半入射到参考臂，另一半入射到样品臂，从参考臂反射回来的参考光，与从样品臂背向散射回来的样品光在探测器汇合，当两臂光程相等时，参考光和样品光发生干涉。探测器测出干涉信号的强度，通过信号解调、处理，便可形成样品的二维断层扫描图像，从干涉信号中可以提取样品的结构信息，也有可能得到相关的一些功能信息。OCT成像系统对样品的断层进行扫描成像，通过相干门技术，可以得到高信噪比、清晰的断层图像；而通过光学延迟线技术，可以使得快速扫描、实时成像成为现实。
而传统的光学延迟线中的二次反射镜和光纤准直器是两个分立的光学元件，二者在光路调节时是分开调节的，且二次反射镜位于光路的最远端，它的位置和方位的微小变化，都会使得最终返回到光纤准直器内的光有很大变化，这严重影响了参考光与样品光干涉成像的精确度，因此每次操作前都需要花费大量时间去将二次反射镜和光纤准直器的相对位置调节好。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种调节方便、出光稳定的联动式光学延迟线系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种联动式光学延迟线系统，它包括光纤准直器、二次反射镜、光栅、聚焦装置和光学振镜，其特征在于：所述二次反射镜固定连接在所述光纤准直器的调整架上，所述二次反射镜与所述光纤准直器形成联动式结构，且所述光纤准直器的出光方向与所述二次反射镜的镜面垂直；所述光栅的法线方向与所述光纤准直器的出光方向之间的夹角为所述光栅的一级衍射角；所述光栅和振镜分别位于所述聚焦装置的焦点处。
所述光纤准直器的调整架上设置有一凹槽，所述二次反射镜固定连接在所述凹槽内。
所述二次反射镜通过粘接与所述光纤准直器的调整架固定连接。
所述二次反射镜通过机械固定方法与所述光纤准直器的调整架固定连接。
所述二次反射镜和光纤准直器的调整架同时固定连接在同一部件上。
所述二次反射镜是一平面反射镜。
所述二次反射镜是一角耦反射镜。
所述二次反射镜是一由聚焦透镜和焦面反射镜组成的猫眼式反射镜。
所述聚焦装置是一聚焦透镜。
所述聚焦装置是一凹面镜。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于将二次反射镜和光纤准直器上的调整架固定连接，使二者一体联动，保证了出射光与二次反射镜自然垂直，即使整个调整架有变化，光路也可以满足最佳条件，同时，减少了调节环节，改善了出光的稳定性。2、由于本发明中的二次反射镜和光纤准直器的固定连接方式灵活多变，可以根据实际情况进行选用。3、本发明中的二次反射镜和聚焦装置元器件的选用，也是灵活多变的，也可以根据实际情况进行选用。4、由于本发明采用了一体化设计，减少了体积，有利于批量生产，方便了实际的应用和维护。本发明调节方便，出光稳定，适用于OCT成像系统的产业化发展。
附图说明
图1是本发明的基本光路图
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一光纤准直器1，一二次反射镜2，一光栅3，一聚焦装置4和一光学振镜5。二次反射镜2固定连接在光纤准直器1的调整架上，二次反射镜2与光纤准直器1形成联动式结构，且光纤准直器1的出光方向与二次反射镜2的镜面垂直。二次反射镜2与光纤准直器1的调整架固定连接的方式包括以下几种：可以在光纤准直器1的调整架上设置有一固定连接二次反射镜2用的凹槽(图中未示出)，并使光纤准直器1的出光方向与二次反射镜2的镜面保持微米量级的垂直度，该垂直的具体实现方式是在设计光纤准直器调整架时，利用机械铣床在光纤准直器调整架上加工出凹槽。也可以将二次反射镜2通过粘接剂直接粘接在光纤准直器1的调整架上，还可以通过机械固定方法将二次反射镜2与光纤准直器1的调整架连接，甚至可以将二次反射镜2和光纤准直器1的调整架同时固定连接在同一部件上，在此不作限制，只要保证二次反射镜2与光纤准直器1固定连接形成联动式结构，并且光纤准直器1的出光方向与二次反射镜2的镜面垂直即可。
上述实施例中，二次反射镜2可以是一平面反射镜，也可以是一角耦反射镜，还可以是一由聚焦透镜和焦面反射镜组成的猫眼式反射镜，或者是其它能够使入射光线按原方向返回的光学器件。光栅3的法线方向与光纤准直器1的出光方向之间的夹角为光栅3的一级衍射角，该夹角是在安装完毕光纤准直器1和二次反射镜2之后调节好的。光栅3和振镜5分别位于聚焦装置4两侧的聚焦装置4的焦点处。聚焦装置4可以是一聚焦透镜，也可以是一凹面镜，只要保证入射光线能够在振镜5上聚焦即可。
本发明的工作原理是：红外光从光纤准直器1射出，到达光栅3，并垂直于光栅3反射到聚焦装置4上，并在振镜5上聚焦，再经过振镜5的反射，经聚焦装置4，入射到光栅3上，之后到达二次反射镜2，再次经二次反射镜2反射，第三次经过光栅3到达聚焦装置4，并聚焦到振镜5上，再次经振镜5依次反射到聚焦装置4、光栅3上，最终返回光纤准直器1内。
当本发明应用在OCT系统中时，反射回光纤准直器1中的光作为整个OCT系统的参考光，另外OCT系统还有一束红外光照射到样品上，由样品反射回来作为样品光，此时，参考光与样品光发生干涉，产生的干涉信号则作为OCT的探测信号，被探测器采集到，并通过探测器的信号解调、处理，便可形成样品的二维断层扫描图像。
从上述原理可以看到，本发明具有一条多次反射的光路，而现有技术的光学延迟线系统中的二次反射镜2位于光路的最远端，它的微小位置变化，都会使得最终返回到光纤准直器1内的光有很大变化，从而影响参考光与样品光的干涉成像。因此，将光纤准直器1和二次反射镜2一体安装，可以使二者联动，即使存在外界干扰因素，也不会对最终返回到光纤准直器1内的光有影响。
上述各实施例中，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，对个别部件进行的改进和等同变换，不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (16)

1.一种联动式光学延迟线系统，它包括光纤准直器、二次反射镜、光栅、聚焦装置和光学振镜，其特征在于：所述二次反射镜能够使入射光线按原方向返回，所述二次反射镜固定连接在所述光纤准直器的调整架上，所述二次反射镜与所述光纤准直器形成联动式结构，且所述光纤准直器的出光方向与所述二次反射镜的镜面垂直；所述光栅的法线方向与所述光纤准直器的出光方向之间的夹角为所述光栅的一级衍射角，所述光纤准直器的出射光线到达所述光栅后并垂直于所述光栅反射到所述聚焦装置上；所述光栅和振镜分别位于所述聚焦装置的焦点处。
2.如权利要求1所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述光纤准直器的调整架上设置有一凹槽，所述二次反射镜固定连接在所述凹槽内。
3.如权利要求1所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜通过粘接与所述光纤准直器的调整架固定连接。
4.如权利要求1所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜通过机械固定方法与所述光纤准直器的调整架固定连接。
5.如权利要求1所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜和光纤准直器的调整架同时固定连接在同一部件上。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜是一平面反射镜。
7.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜是一角耦反射镜。
8.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述二次反射镜是一由聚焦透镜和焦面反射镜组成的猫眼式反射镜。
9.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一聚焦透镜。
10.如权利要求6所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一聚焦透镜。
11.如权利要求7所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一聚焦透镜。
12.如权利要求8所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一聚焦透镜。
13.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一凹面镜。
14.如权利要求6所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一凹面镜。
15.如权利要求7所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一凹面镜。
16.如权利要求8所述的一种联动式光学延迟线系统，其特征在于：所述聚焦装置是一凹面镜。
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