CN107495921A - 一种光学相干断层扫描成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学相干断层扫描成像系统，包括扫频激光器、马赫‑曾德式干涉仪、平衡探测器；干涉仪包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、样品臂和参考臂；参考臂包括参考臂前段、参考臂后段及延迟臂；参考臂前段的末端通过延迟臂与参考臂后段连接；第一光纤耦合器用于将扫频光源的输出光分为样品光和参考光，并将返回的样品光分配至第二光纤耦合器；所述延迟臂的寄生反射信号到达第二光纤耦合器的光程与样品光光程的差值大于扫频激光器腔长的8倍。本发明可以抑制相干重现伪像，可以实现足够的光谱宽度，结构简单，成本较低，不会引起额外的光损耗和偏振色散，可以保证系统的灵敏度。

Description

一种光学相干断层扫描成像系统

技术领域

本发明涉及三维成像技术，尤其涉及一种扫频源光学相干断层扫描成像(OCT，Optical Coherence Tomography)系统。

背景技术

光学相干断层扫描成像(OCT)是一种三维成像技术，它具有广泛的应用领域，特别是生物医学成像。OCT技术具有高分辨率、成像速度快和灵敏度高等优点。自从1996年第一台商用OCT成像设备问世以来，OCT技术极大的推动了眼科诊断学的发展。近二十年来，随着技术不断的更新，OCT技术的成像速度、灵敏度、分辨率和成像深度也在不断进步。

目前，最先进的OCT技术是扫频源(Swept Source)OCT，也被称为SS-OCT。SS-OCT采用快速扫频激光器作为光源。2016年，商用眼科SS-OCT设备(卡尔蔡司，PLEX Elite 9000)通过了美国食品药品管理局(FDA)的认证审核。由于SS-OCT高昂的价格和复杂的系统设计，SS-OCT设备还没有在眼科诊断领域广泛使用。目前，眼科诊断领域最常用的OCT设备是基于频域技术的OCT，被称为频域OCT或者SD-OCT。

图1是SD-OCT的系统示意图，图2是SS-OCT的系统示意图。SD-OCT和SS-OCT的核心都是一个光学干涉系统，均包含样品臂(图中简写为SMP)和参考臂(图中简写为REF)，并记录干涉光频信号。通常，参考臂中包含一个可调的光学延迟臂，用于调节参考臂的光程，使之与样品臂的光程匹配。

SD-OCT和SS-OCT最主要的区别在于：SD-OCT采用低相干光源(Low CoherenceSource，图1中简写为LCS)，并采用光谱仪(一般由衍射光栅和一维线扫描相机组成)采集干涉光谱信号；而SS-OCT采用扫频光源，并采用高速光电探测器采集干涉光谱信号。二者均采用数字信号处理单元(DSP)处理光谱信号和重建OCT结构图像。

作为示意说明，图1和图2中采用的干涉系统是迈克尔逊干涉仪。图3采用了马赫-曾德干涉仪系统。图3中，Coupler 1是第一耦合器，Coupler 2是第二耦合器，Sample Arm表示样品臂，Reference Arm表示参考臂，A’方向为样品臂的返回光，B’方向为参考臂的返回光，样品臂的返回光和参考臂的返回光在第二耦合器Coupler 2处干涉，并被平衡探测器Balanced Detector检测。为了简化示意图，图3省略了样品臂中对被测样品的扫描装置。作为示例，图3中被测样品是眼睛，但这里的描述不仅限于眼科医学的应用。

SD-OCT和SS-OCT的成像深度受到不同系统参数的限制。SD-OCT的成像深度由光谱仪分辨率决定，在空气介质中大约为几毫米；SS-OCT成像深度由扫频光源的相干长度、光谱信号探测器带宽以及采样频率决定，成像深度通常为几毫米，最深可达上百毫米。

近十年来，SD-OCT的技术越来越成熟。目前，SD-OCT采用的低相干光源大多为超辐射发光二极管(SLD)。SLD具有稳定性高、价格低廉的特点。SS-OCT具有成像速度更快，更深和灵敏度更高等优点，很有可能会取代SD-OCT。

按输出模式来分，扫频源有单纵模输出激光与多纵模输出激光两种。从理论上讲，光频连续可调的单纵模激光对SS-OCT更为理想。但是当前市场上技术成熟并已商业化的扫频源以多纵模为主。对于多纵模激光而言，虽然输出的光谱包络看起来是连续的，但实际上光谱包络中会由于多种纵模的存在而出现梳状光谱线。相邻两个纵模的差频由扫频光源内的激光腔长决定。

对于扫频源，多种纵模同时输出会造成“相干重现”(coherence revival)效应。在SS-OCT系统中，在样品臂和参考臂光程匹配时，会观察到较强的光学干涉信号；当样品臂和参考臂的光程差正好是扫频激光器腔长的整数倍时，也会观察到较强的光学干涉信号。

相干重现效应本身并不一定有害。研究人员可以利用相干重现效应来提高OCT的成像深度，这种技术被称为“相干重现复用”(coherence revival multiplexing)。

可是相干重现效应有一个较为严重的副作用。不同于SD-OCT，在SS-OCT系统中，相干重现效应会在OCT图像中形成伪像。在SD-OCT系统中，只有当样品臂和参考臂的光程差小于系统成像深度时，才能获得较强的光学干涉信号；对于光程差大于成像深度的光信号，并不会被观测到。但对于SS-OCT系统，对于光程差大于成像深度的光信号，会由于相干重现效应而形成较强的干涉。所以，SS-OCT中更容易出现由于光路中元件反射或者散射引起的伪像。这是限制SS-OCT进一步发展的技术难题之一。

针对SS-OCT中的相干重现伪像，已经有了一些规避方法。其中一个方法是通过光学和系统设计，使容易产生反射或散射的光学元件避开会产生相干重现伪像的位置。比如，假设扫频光源的激光腔长为50mm，那么需要通过合理的光学和系统设计，使容易产生反射或散射的光学元件到探测器的光程和SS-OCT系统中的参考臂光程差避开激光腔长的整数倍，也就是0，±50mm，±100mm，±150mm，±200mm等。但当所采用的扫频激光器腔长较短时，这种方法会有局限性。所以这种方法一般只能在扫频激光器腔长远大于所需成像深度时使用。基于这个考虑，SS-OCT系统中的扫频激光器腔长通常大于35mm。

此外，一般用于光纤系统的抑制反向信号的方法是采用环形光隔离器(OpticalIsolator)。但环形光隔离器难以实现足够的光谱宽度，价格昂贵，而且容易引起额外的光损耗和偏振色散(PMD，polarization mode dispersion)，从而降低系统灵敏度。

避免相干重现伪像的方法还包括采用频域锁模(FDML)激光光源和单纵模激光光源(比如垂直腔面发射激光器VCSEL)。FDML激光光源拥有很长的激光腔长，可以有效的避免相干重现伪像。但这两种激光光源技术目前还未成熟，还无法用于商用SS-OCT系统。

在实际的光学系统设计中，由于受到某些具体的限制，上述的规避方法不一定能适用。例如，对于参考臂中光学延迟臂的杂散光引起的相干重现伪像(详见下文)，上述的规避方法不够有效。

图4是一个基于马赫-曾德干涉仪的SS-OCT系统。样品臂的返回光A’和参考臂的返回光B’在耦合器H处进行干涉，干涉信号由平衡探测器Balanced Detector检测。虽然SS-OCT系统中常用的干涉耦合器是基于光纤系统的，但参考臂中的延迟臂大多采用自由空间光学系统。延迟臂通常包含光纤端面(图4中的E和G)、准直器和反射棱镜(图4中的F)。这些光学元件都可能产生寄生反射。这些反射信号，哪怕是及其微弱，都会通过光纤端面E耦合回干涉仪的光纤系统，例如图中虚线代表反射信号C’，通过如图4路径E→B→H在耦合器H处和参考臂返回光B’进行干涉。由此延迟臂元件寄生反射产生的相干重现伪像容易和被测样品(图4中的D)的OCT结构图像混叠在一起，影响真实OCT结构图像的判断，如图5所示。由于延迟臂中能产生寄生反射的元件很多，而且延迟臂本身会在一定范围内调整光程，这就使得光学和系统设计很难保证所有这些元件(不仅限于图4中的E和G)的反射光程和被测样品(图4中的D)的光程差能完全避开扫频光源(图4中的A)激光腔长的整数倍。

上面提过，绝大多数OCT系统是基于迈克尔逊或马赫-曾德干涉仪系统设计的。图1和图2的基于迈克尔逊干涉仪的SS-OCT系统，样品臂的光程和参考臂的光程必须匹配，才能获得光学干涉信号。同样，如图4所示，基于马赫-曾德干涉仪的SS-OCT系统，需要调整延迟臂的光程，使得样品臂和参考臂的光程(OPL，optical path length)相匹配。常见的系统设计方案如下：

前向光学路径光程：OPL(B→C→D)≈OPL(B→E→F)

后向光学路径光程：OPL(D→C→B→H)≈OPL(F→G→H)

基于这种系统设计，SS-OCT系统中将会产生由于延迟臂元件寄生反射产生的相干重现伪像，影响真实被测样品的结构图像。比如反射棱镜F处的寄生反射光程(图4中F→E→B→H路径)将和被测样品D的光程相当，从而产生影响真实被测样品或眼睛D结构图像的相干重现伪像，

OPL(F→E→B)≈OPL(D→C→B)

延迟臂中其他元件，比如光纤端面E和G，同样也容易产生影响真实被测样品结构图像的相干重现伪像。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，抑制SS-OCT系统中由参考臂杂散光引起的相干重现伪像，本发明提供一种与常见OCT系统不同的设计。

技术方案：一种光学相干断层扫描成像(OCT)系统，包括扫频激光器、马赫-曾德式干涉仪、平衡探测器；干涉仪包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、样品臂和参考臂；参考臂包括参考臂前段、参考臂后段及延迟臂(在一种实施方案中延迟臂本身还包括第三光纤耦合器)；每个光纤耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；扫频激光器的输出端连接第一光纤耦合器的第一端口，第一光纤耦合器的第二端口连接样品臂，第一光纤耦合器的第三端口连接参考臂前段，第一光纤耦合器的第四端口连接第二光纤耦合器的第一端口；参考臂前段的末端通过延迟臂与参考臂后段连接(在一种实施方案中此连接是通过第三光纤耦合器实现的)；第一光纤耦合器用于将扫频光源的输出光分为样品光和参考光，并将返回的样品光分配至第二光纤耦合器；参考臂后段末端连接第二光纤耦合器的第二端口；第二光纤耦合器的第三端口和第四端口连接平衡探测器；扫频激光器谐振腔长大于35mm；所述延迟臂的寄生反射信号到达第二光纤耦合器的光程与样品光光程的差值大于扫频激光器腔长的8倍。

优选的，所述延迟臂包括光纤端面、准直器和反射光学元件；光纤端面包括参考臂前段的光纤端面和参考臂后段的光纤端面；所述准直器包括入射准直器和反射准直器；参考光经参考臂前段进入入射准直器后被反射光学元件反射；返回的参考光经反射准直器输出至参考臂后段到达第二光纤耦合器；所述参考臂前段的长度大于样品臂的长度，且参考臂前段与样品臂的长度的差值大于扫频光源腔长的8倍。

优选的，所述延迟臂包括光纤端面、准直器和反射光学元件；光纤端面包括参考臂前段的光纤端面和参考臂后段的光纤端面；所述准直器包括入射准直器和反射准直器；参考光经参考臂前段进入入射准直器后被反射光学元件反射，返回的参考光经反射准直器输出至参考臂后段到达第二光纤耦合器；设参考臂前段与延迟臂来回长度之和为L，L小于样品臂的长度，且样品臂与L的差值大于扫频光源腔长的8倍。

优选的，所述延迟臂中的准直器为单准直器，还包括第三光纤耦合器，共用于参考臂前段和参考臂后段；所述参考臂前段连接第三光纤耦合器的第一端口；第三光纤耦合器的第二端口连接单准直器；参考光进入单准直器后经反射光学元件反射原路返回再经第三光纤耦合器的第三端口输出；第三光纤耦合器的第三端口连接第二光纤耦合器的第二端口；所述参考臂前段的长度大于样品臂的长度，且参考臂前段与样品臂的长度的差值大于扫频光源腔长的8倍。这一实施方案简化了延迟臂，单准直器的延迟臂设计具有更好的稳定性和更方便的装配性。而且，第三光纤耦合器多出一个第四端口，可以用于其它实验用途，例如激光安功率全监测。

优选的，所述延迟臂中的准直器为单准直器，还包括第三光纤耦合器，第三光纤耦合器共用于参考臂前段和参考臂后段；所述参考臂前段连接第三光纤耦合器的第一端口；第三光纤耦合器的第二端口连接单准直器；参考光进入单准直器后经反射光学元件反射原路返回再经第三光纤耦合器的第三端口输出；第三光纤耦合器的第三端口连接第二光纤耦合器的第二端口；设参考臂前段与延长臂来回长度之和为L，L小于样品臂的长度，且样品臂与L的差值大于扫频光源腔长的8倍。

优选的，所述反射光学元件为角锥棱镜(Corner Reflector)。

有益效果：本发明提供的一种光学相干断层扫描成像系统，通过加长或缩短延迟臂元件寄生或杂散反射光的光程，提高相干重现伪像阶数，从而达到抑制相干重现伪像的效果。该光学相干断层扫描成像系统相比较现有技术而言，可以实现足够的光谱宽度，结构简单，成本较低，不会引起额外的光损耗和偏振色散，可以保证系统的灵敏度。

附图说明

图1为SD-OCT系统示意图；

图2为SS-OCT系统示意图；

图3为基于马赫-曾德干涉仪的SS-OCT系统示意图；

图4为延迟臂元件寄生反射示意图；

图5为由于延迟臂元件寄生反射引起的相干重现伪像示意图；

图6为实施例一的SS-OCT系统示意图；

图7为不同阶次的相干重现伪像示意图；

图8为不同阶次的相干重现伪像相对信号强度变化；

图9为实施例二的SS-OCT系统示意图；

图10为实施例三的SS-OCT系统示意图；

图11为实施例三的耦合器分光比和光功率传输细节图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

光学相干断层扫描成像系统，包括扫频激光器1、平衡探测器2、马赫-曾德式干涉仪；干涉仪包括第一光纤耦合器3、第二光纤耦合器4、样品臂5和参考臂；参考臂包括参考臂前段61、参考臂后段62及延迟臂63；第一光纤耦合器3和第二光纤耦合器4均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；扫频激光器1的输出端连接第一光纤耦合器3的第一端口；第一光纤耦合器3的第二端口连接样品臂5；第一光纤耦合器3的第三端口连接参考臂前段61；第一光纤耦合器3的第四端口连接第二光纤耦合器4的第一端口；参考臂前段61的末端通过延迟臂63与参考臂后段62连接；第一光纤耦合器3用于将扫频激光器1的输出光分为样品光和参考光，并将返回的样品光分配至第二光纤耦合器4；参考臂后段62末端连接第二光纤耦合器4的第二端口；第二光纤耦合器4的第三端口和第四端口连接平衡探测器2；扫频激光器的激光腔长大于35mm。

所述延迟臂63包括光纤端面、准直器631和反射光学元件632(本实施例中采用角锥棱镜)，光纤端面包括参考臂前段的光纤端面611和参考臂后段的光纤端面621；所述准直器631包括入射准直器和反射准直器，参考光经参考臂前段61进入入射准直器后被反射光学元件632反射，返回的参考光经反射准直器输出至参考臂后段62到达第二光纤耦合器4。

本实施例通过缩短参考臂后段62的光纤长度，加长参考臂前段61的光纤长度，保持路径B→E→F→G→H的总光程不变。这样，参考臂前段光学路径光程OPL(B→E)将远大于样品臂的光学路径光程OPL(B→C→D)，他们之间的光程差为L’。L’应大于扫频光源腔长的N倍，N为正整数。实验表明，当N大于8时，相干重现伪像对真实OCT图像结构的影响可以被忽略。一个特定扫频光源的实验结果如图7和8所示，其中图7中的阶数符号+表示样品臂光程大于参考臂光程，阶数符号-表示样品臂光程小于参考臂光程。在本实施例中，扫频激光器腔长为50mm，则参考臂前段与样品臂的长度的差值应大于400mm，若扫频激光器腔长为40mm，则参考臂前段与样品臂的长度的差值应大于320mm，即需要满足以下条件：

OPL(B→E)＞OPL(B→C→D)+8×扫频激光器腔长

实施例二：

实施例二与实施例一的不同之处在于，实施例二是通过加长参考臂后段62的光纤长度，缩短参考臂前段61的光纤长度，达到相同抑制相干重现伪像的效果。系统其它部分与实施例一相同。

设参考臂前段61与延迟臂63来回长度之和为L，L小于样品臂的长度，且样品臂与L的差值大于扫频光源腔长的8倍。即需要满足以下条件：

OPL(B→E→F→G)＜OPL(B→C→D)-8×扫频激光器腔长

实施例三：

实施例三中的延迟臂63与实施例一和实施例二有所不同，所述延迟臂63中的准直器631为单准直器，还包括第三光纤耦合器7，第三光纤耦合器7共用于参考臂前段和参考臂后段；第三光纤耦合器7包括第一端口、第二端口及第三端口；所述参考臂前段61连接第三光纤耦合器7的第一端口，第三光纤耦合器7的第二端口连接单准直器，参考光进入单准直器后经反射光学元件632(本实施例中采用角锥棱镜)原路返回再经第三光纤耦合器7的第三端口输出；第三光纤耦合器7的第三端口连接第二光纤耦合器4的第二端口。其他部分与实施例一和实施例二相同。

如图10所示，样品臂的光程和参考臂的光程相匹配，符合以下条件

OPL(B→C→D→C→B→H)≈OPL(B→J→E→F→E→J→H)

延迟臂中元件的寄生反射光经过参考臂前段光纤端面611被耦合回干涉系统，通过第三光纤耦合器7、第一光纤耦合器3返回至第二光纤耦合器4和参考臂的返回光干涉。特别需要指出的是，由于第三光纤耦合器7的存在，寄生反射光的耦合效率提高，相干重现伪像强度也会更强。所述参考臂前段61的长度大于样品臂5的长度，且参考臂前段61与样品臂5的长度的差值大于扫频光源腔长的8倍，即需要满足如下条件，以达到抑制相干重现伪像的目的。

OPL(B→J→E)＞OPL(B→C→D)+8×扫频激光器腔长

或者设参考臂前段61与延迟臂63来回长度之和为L，L小于样品臂5的长度，且样品臂5与L的差值大于扫频光源腔长的8倍，即：

OPL(B→J→E→F→E)＜OPL(B→C→D)-8×扫频激光器腔长

如图10所示的本发明实施例三与实施例一和实施例二相比，简化了延迟臂63，因为单准直器的延迟臂设计具有更好的稳定性和更方便的装配性。而且，第三光纤耦合器7多出一个第四端口G，可以用于其它实验用途，例如激光功率安全监测。

图11标明了光路中的耦合器分光比和光功率传输细节。为说明起见，此处简化功率计算，忽略系统中耦合损耗，假定延迟臂的反射效率为50％。

除了图11中所示各个位置的光功率外，由延迟臂元件反射回干涉仪系统(图10中路径J→B→H)的功率为2.4×0.5×0.2×0.2＝0.048mW，约等于参考臂光功率(0.96mW)的5％。这些光虽然只会将背景噪声水平提高0.2dB，但是由于它比样品臂反射回的光信号强度高很多，如果光学和系统设计不符合前边所述光程差条件(相干重现阶数N＞8)，很容易产生相干重现伪像。

通过选取如下光纤长度(对应于图11)，相干重现伪像可以被很容易地移到20阶以上，远大于前边提到的高于8阶的要求(阶数越高，抑制相干重现伪像的效果越好)。此处假定扫频激光器腔长50mm，光耦合器的光程忽略不计。在OPL的计算中，光纤的群折射率(group refractive index)约为1.47。

光纤或空气	BJ	JE	EF	BC	CD	BH	HJ
								长度(mm)	2000	1000	150	1830	400	200	200

前向样品臂光程OPL(B→C→D)＝1830×1.47+400≈3090mm

后向样品臂光程OPL(D→C→B→H)＝400+(1830+200)×1.47≈3384mm

总样品臂光程OPL(B→C→D→C→B→H)≈3090+3384＝6474mm

总参考臂光程OPL(B→J→E→F→E→J→H)＝(2000+1000×2+200)×1.47+150×2＝6474mm

杂散光最短前向光程OPL(B→J→E)≈(2000+1000)×1.47≈4410mm

OPL(B→J→E)-OPL(B→C→D)≈4410-3090＝1320mm≈26×扫频激光器腔长

除了图11中所示各个位置的光功率外，返回扫频光源的光功率为2.4×0.5×0.2×0.8＝0.192mW，大约是光源输出功率的1.3％。扫频光源必须能允许1.3％的光功率反射回光源。

以上三个实施例虽然对于参考臂前段或与延迟臂来回光程相加的长度的设计有所不同，但目的都是通过加长或者缩短延迟臂元件反射光的光程，使延迟臂的寄生或杂散反射信号到达第二光纤耦合器的光程与样品光光程的差值大于扫频激光器腔长的8倍，从而达到抑制相干重现伪像的目的。

Claims (6)

1.一种光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，包括扫频激光器、马赫-曾德式干涉仪、平衡探测器；干涉仪包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、样品臂和参考臂；参考臂包括参考臂前段、参考臂后段及延迟臂；第一光纤耦合器和第二光纤耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；扫频激光器的输出端连接第一光纤耦合器的第一端口，第一光纤耦合器的第二端口连接样品臂，第一光纤耦合器的第三端口连接参考臂前段，第一光纤耦合器的第四端口连接第二光纤耦合器的第一端口；参考臂前段的末端通过延迟臂与参考臂后段连接；第一光纤耦合器用于将扫频光源的输出光分为样品光和参考光，并将返回的样品光分配至第二光纤耦合器；参考臂后段末端连接第二光纤耦合器的第二端口；第二光纤耦合器的第三端口和第四端口连接平衡探测器；扫频激光器谐振腔长大于35mm；所述延迟臂的寄生或杂散反射信号到达第二光纤耦合器的光程与样品光光程的差值大于扫频激光器腔长的8倍。

2.根据权利要求1所述的光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，所述延迟臂包括光纤端面、准直器和反射光学元件；光纤端面包括参考臂前段的光纤端面和参考臂后段的光纤端面；所述准直器包括入射准直器和反射准直器；参考光经参考臂前段进入入射准直器后被反射光学元件反射，返回的参考光经反射准直器输出至参考臂后段到达第二光纤耦合器；所述参考臂前段的长度大于样品臂的长度，且参考臂前段与样品臂的长度的差值大于扫频光源腔长的8倍。

3.根据权利要求1所述的光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，所述延迟臂包括光纤端面、准直器和反射光学元件；光纤端面包括参考臂前段的光纤端面和参考臂后段的光纤端面；所述准直器包括入射准直器和反射准直器，参考光经参考臂前段进入入射准直器后被反射光学元件反射，返回的参考光经反射准直器输出至参考臂后段到达第二光纤耦合器；设参考臂前段与延长臂来回长度之和为L，L小于样品臂的长度，且样品臂与L的差值大于扫频光源腔长的8倍。

4.根据权利要求1所述的光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，所述延迟臂中的准直器为单准直器，还包括第三光纤耦合器，第三光纤耦合器共用于参考臂前段和参考臂后段；第三光纤耦合器包括第一端口、第二端口及第三端口；所述参考臂前段连接第三光纤耦合器的第一端口；第三光纤耦合器的第二端口连接单准直器；参考光进入单准直器后经反射光学元件反射原路返回再经第三光纤耦合器的第三端口输出；第三光纤耦合器的第三端口连接第二光纤耦合器的第二端口；所述参考臂前段的长度大于样品臂的长度，且参考臂前段与样品臂的长度的差值大于扫频光源腔长的8倍。

5.根据权利要求1所述的光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，所述延迟臂中的准直器为单准直器，还包括第三光纤耦合器，第三光纤耦合器共用于参考臂前段和参考臂后段；第三光纤耦合器包括第一端口、第二端口及第三端口；所述参考臂前段连接第三光纤耦合器的第一端口；第三光纤耦合器的第二端口连接单准直器；参考光进入单准直器后经反射光学元件反射原路返回再经第三光纤耦合器的第三端口输出；第三光纤耦合器的第三端口连接第二光纤耦合器的第二端口；设参考臂前段与延长臂来回长度之和为L，L小于样品臂的长度，且样品臂与L的差值大于扫频光源腔长的8倍。

6.根据权利要求2至5任一所述的光学相干断层扫描成像系统，其特征在于，所述反射光学元件为角锥棱镜。