CN111272708A - 一种oct成像系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了OCT成像系统，所述OCT成像系统包括光源、第一耦合器、样品臂、参考臂、探测装置和光学延迟装置，第一耦合器用于将光源发出的光分为样品光和参考光；光学延迟装置包括至少一个光开关，至少一个光开关设置于样品臂或设置于参考臂内，用于调节经过样品臂的样品光的光程或者用于调节经过参考臂的参考光光程；探测装置用于接收经过样品臂的样品光和经过参考臂的参考光发生干涉所产生的干涉信号。本申请实施例提供的OCT成像系统，通过拨动光开光即可实现光程的切换，提高调节速度，且多个光开关的多种组合方式可以实现不同的光线传输通道，使得调节范围更广。
Description
技术领域
本申请属于光学成像技术领域，尤其涉及OCT成像系统。
背景技术
光学相干断层扫描成像(OCT，optical coherence tomography)系统中，根据待测的样品，需要调节样品臂和参考臂的光程。传统的光程调节方法通常是通过机械的方法调节空间位置或者改变光纤延迟线。这种传统的方法由于采用的是机械调节方式，其调节速度慢，且调节范围有限。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了OCT成像系统，以解决现有技术中光程调节时，调节速度慢、调节范围有限的问题。
本申请实施例提供了一种OCT成像系统，包括：光源、第一耦合器、样品臂、参考臂、探测装置和光学延迟装置，所述第一耦合器用于将所述光源发出的光分为样品光和参考光；所述光学延迟装置包括至少一个光开关，所述至少一个光开关设置于所述样品臂或设置于所述参考臂上，用于调节经过所述样品臂的样品光的光程或者用于调节经过所述参考臂的参考光光程；所述探测装置用于接收经过所述样品臂的样品光和经过所述参考臂的参考光发生干涉所产生的干涉信号。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个光开关设置于所述参考臂上，所述至少一个光开关级联形成一个输入端和至少一个输出端。
在一种可能的实现方式中，所述光学延迟装置还包括与所述输出端连接的光纤环路反射镜，从所述输出端出射的参考光经过所述光纤环路反射镜反射后，原路返回至所述输入端。
在一种可能的实现方式中，所述输出端的数量为两个，两个所述输出端连接至同一个所述光纤环路反射镜。
在一种可能的实现方式中，所述光学延迟装置还包括与每个所述输出端对应设置的第一反射镜，以及设置于所述输出端与所述第一反射镜之间的第一准直器，从所述输出端出射的参考光经所述第一准直器、所述第一反射镜后，原路返回至所述输入端。
在一种可能的实现方式中，所述光学延迟装置还包括依次设置的第二耦合器、第二准直器和第二反射镜，所述第二耦合器与所述输出端连接，从所述输出端出射的参考光经过所述第二耦合器、所述第二准直器、所述第二反射镜后，原路返回至所述输入端。
在一种可能的实现方式中，所述输出端的数量为两个，两个所述输出端连接至同一个所述第二耦合器。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个光开关级联形成一个输入端和一个输出端，所述参考光从所述输入端入射后，从所述输出端射出。
在一种可能的实现方式中，所述OCT成像系统还包括与所述探测装置连接的信号处理系统。
在一种可能的实现方式中，所述样品臂包括第三准直器、双轴振镜、扫描透镜、二向色镜和接目透镜，所述样品光依次经过所述第三准直器、所述双轴振镜、所述扫描透镜、所述二向色镜、所述接目透镜和所述样品后，原路返回至所述第一耦合器。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：OCT成像系统包括光源、第一耦合器、样品臂、参考臂、探测装置和光学延迟装置，第一耦合器用于将光源发出的光分为样品光和参考光；光学延迟装置包括至少一个光开关，至少一个光开关通过调节光线的进口和出口形成不同的光线传输通道，从而形成不同的光程，将至少一个光开关设置于样品臂或设置于参考臂上，用于调节经过样品臂的样品光的光程或者用于调节经过参考臂的光程，从而可以将样品光或者参考光调节为不同的光程，由于拨动光开光即可实现光程的切换，提高调节速度，且多个光开关的多种组合方式可以实现不同的光线传输通道，使得调节范围更广。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例提供的OCT成像系统的示意图；
图2是本申请一实施例提供的OCT成像系统结构图；
图3是本申请一实施例提供的应用于图2所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图4是本申请一实施例提供的应用于图2所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图5是本申请一实施例提供的应用于图2所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图6是本申请一实施例提供的应用于图2所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图7是本申请一实施例提供的应用于图2所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图8是本申请另一实施例提供的OCT成像系统结构图；
图9是本申请一实施例提供的应用于图8所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图；
图10是本申请一实施例提供的应用于图8所示的OCT成像系统的光学延迟装置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本申请实施例提供一种OCT成像系统，OCT成像系统包括光源1、第一耦合器2、样品臂3、参考臂4、探测装置5和光学延迟装置6，其中，光源1可以为超辐射发光二极管(superluminescent diodes，SLD)，光源1发出的光经第一耦合器2，第一耦合器2将光源1发出的光分为样品光和参考光，待测样品设置于样品臂3内，样品光经过样品臂3，照射于待测样品上，并经过待测样品反射后，经过样品臂3原路返回。经过样品臂3返回的样品光与经过参考臂4后的参考光干涉，产生干涉信号，探测装置5用于接收干涉信号，根据探测装置5接收的干涉信号和参考光即可对待测样品进行分析。为了保证样品光和参考光发生干涉，需要调节样品臂3和参考臂4以使样品光的光程和参考光的光程至预设值，本申请实施例中，可以将光学延迟装置6设置于样品臂3内以调节样品光的光程，也可以将光学延迟装置6设置于参考臂4内以调节参考光的光程。本申请实施例中，光学延迟装置6包括至少一个光开关61，每个光开关61有至少一个传输通道，经过每个传输通道的光线的光程不同，将至少一个光开关级联后，不同的传输通道组合可以形成不同的光线传输路径，从而可以将经过光学延迟装置6的光线调节为不同的光程，增大光学延迟装置6的光程调节范围；且通过拨动光开关即可实现光程调节，调节速度快。
以光学延迟装置6设置于参考臂4内为例来进一步介绍本申请实施例提供的OCT成像系统，如图2所示，为本申请一实施例提供的OCT成像系统的结构示意图，本实施例中，光学延迟装置6形成回返式延迟线，即光源经过第一耦合器2后，分为样品光和参考光，参考光经过参考臂4内的偏振器7和光学延迟装置6，经光学延迟装置6反射后原路返回至第一耦合器2，从而与原路返回至第一耦合器2的样品光发生干涉。
如图3-图4所示，在一实施例中，形成回返式延迟线的光学延迟装置6包括至少一个光开关61和光纤环路反射镜62，至少一个光开关61级联形成一个输入端和两个输出端。光纤环路反射镜62是由光纤621和光纤耦合器622组成的环路，光纤621的两端分别与光纤耦合器622一侧的两个端口连接，两个输出端分别与光纤耦合器622另一侧的两个端口连接。如图3所示，光学延迟装置6包括一个光开关61和一个光纤环路反射镜62，光开关61为1×2光开关，1×2光开关即一个入口，两个出口的光开关，图3中，入口A为输入端，出口B和C为输出端。当拨动光开关61使光线沿AB传输通道传输时，光线经过输出端B后，进入光纤耦合器622，经过光纤耦合器622的光线分为两束，两束光线分别从光纤621的两端进入，并分别经过光纤621后返回至光纤耦合器622，再经光纤耦合器622合成后，返回至输出端B，再返回至输入端A。同理，当拨动光开关使光线沿AC传输通道传输时，光线经过光纤环路反射镜62后原路返回至输入端A。
如图4所示，光学延迟装置6包括两个级联的光开关，分别为61a、61b，以及包括一个光纤环路反射镜62，光开关61a为1×2光开关，光开关61b为2×2光开关，光开关61a的入口作为输入端，光开关61b的两个出口作为输出端，两个输出端与光纤环路反射镜62连接，两个光开关61任意切换可以形成4个光线传输路径，经过不同的光线传输路径传输的光线输入光纤环路反射镜62，经过光纤环路反射镜62反射后原路返回至输入端。
需要说明的是，在其他可行的实施例中，光学延迟装置6还可以包括比图4所示更多的光开关，从而形成更多的传输路径。在其他可行的实施例中，光学延迟装置6还可以包括更多的输出端，且一个光纤环路反射镜62连接至两个输出端。
如图5-图6所示，在一实施例中，光学延迟装置包括至少一个光开关61和与每个输出端对应设置的第一反射镜63，输出端和第一反射镜63之间设有第一准直器64。例如，若输出端的数量为两个，第一反射镜63的数量为两个，第一准直器64的数量为两个。如图5所示，光学延迟装置6包括一个光开关61，光开关61为1×2光开关，A为输入端，B和C为输出端。当拨动光开关61使光线沿AB传输通道传输时，光线经过输出端B后，经过第一准直器64，再经过第一反射镜63反射后，原路返回至输入端A，同理当拨动光开关61使光线沿AB传输通道传输时，光线经过输出端C后，原路返回至输入端A。
如图6所示，光学延迟装置包括两个级联的光开关，分别为61c、61d，以及包括与每个输出端对应设置的第一反射镜63，光开关61c为1×2光开关，光开关61d为2×2光开关，光开关61c的入口作为输入端，光开关61d的两个出口作为输出端，两个输出端分别与一个第一反射镜63对应设置，两个光开关任意切换可以形成4个传输路径，经过不同的传输路径传输的光线经过第一反射镜63反射后原路返回至输入端。
需要说明的是，在其它可行的实施例中，光学延迟装置6还可以包括比图6所示更多的光开关，从而形成更多的传输路径。在其他可行的实施例中，光学延迟装置6还可以包括更多的输出端，且每个输出端均与一个第一反射镜63对应设置。
如图7所示，光学延迟装置包括至少一个光开关61、与至少一个光开关61级联后形成的输出端连接的第二耦合器65、以及与第二耦合器65的一个出口对应设置的第二准直器66和第二反射镜67。如图7所示，光学延迟装置6包括两个级联的光开关，分别为61e、61f，光开关61e为1×2光开关，光开关61f为2×2光开关，光开关61e的入口作为输入端，光开关61e的两个出口作为输出端，两个输出端连接至第二耦合器65的同一侧的两个端口，两个光开关任意切换可以形成4个传输路径，经过不同的传输路径传输至第二耦合器65的光线，再经过第二准直器66、第二反射镜67，经第二反射镜67反射后的光线，原路返回至输入端。
需要说明的是，在其它可行的实施例中，光学延迟装置6还可以只包括一个光开关，或者包括比图7所示更多的光开关，从而形成更多的传输路径。在其他可行的实施例中，光学延迟装置6还可以包括更多的输出端，且一个第二耦合器65连接至两个输出端。
上述实施例中的光学延迟装置形成回返式延迟线，将光学延迟装置放置于参考臂内，则参考光经过光学延迟装置反射后光程改变，通过将各光开关设置为不同的传输通道，形成不同的光线输出路径，可以调节参考光至不同的光程。
如图8所示，为本申请另一实施例提供的OCT成像系统的结构示意图，本实施例中，光学延迟装置形成透过式延迟线，即光源经过第一耦合器2后，分为样品光和参考光，参考光经过参考臂4内的光学延迟装置6后，与原路返回至第一耦合器2的样品光发生干涉。
如图9-10所示，在一实施例中，形成透过式延迟线的光学延迟装置6包括至少一个光开关61，至少一个光开关61级联后形成一个输入端和一个输出端。如图9所示，光学延迟装置6包括两个级联的光开关，分别为61g、61h，光开关61g为1×2光开关，光开关61h为2×1光开关，光开关61g的入口作为输入端，光开关61h的出口作为输出端，两个光开关任意切换可以形成2个传输路径，经过不同的传输路径传输的光线，均从输入端入射，从输出端射出。
如图10所示，光学延迟装置包括三个级联的光开关，分别为61k、61m、61n，依次为1×2光开关、2×2光开关和2×1光开关，1×2光开关的入口作为输入端，2×1光开关的出口作为输出端，三个光开关任意切换可形成不同的传输路径，经过不同的传输路径传输的光线，均从输入端入射，从输出端射出。
需要说明的是，光学延迟装置6还可以包括比图10所示更多的光开关，从而形成更多的传输路径，且各光开关级联形成一个输入端和一个输出端，经过不同的传输路径传输的光线，均从输入端入射，从输出端射出。
上述实施例中的光学延迟装置形成透过式延迟线，将光学延迟装置放置于参考臂内，则参考光经过光学延迟装置透射后光程改变，通过将各光开关设置为不同的传输通道，形成不同的光线输出路径，可以调节参考光至不同的光程。
如图2-图10所示，本申请实施例提供的OCT成像系统，样品臂3包括第三准直器31、双轴振镜32、扫描透镜33、二向色镜34和接目透镜35，样品光经过第三准直器3准直后，经双轴振镜32反射至扫描透镜33，经过扫描透镜后，经二向色镜34反射至接目透镜35，经接目透镜35透射后照射至样品，样品臂3的长度也可以通过调节第三准直器31、双轴振镜32、扫描透镜33、二向色镜34和接目透镜35之间的距离来实现，以调节样品臂3和参考臂4之间的光程差，从而增大光程调节范围，扩大OCT成像系统的检测范围。
在一实施例中，OCT成像系统还包括与探测装置连接的信号处理系统8，信号处理系统8可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等，信号处理系统8接收探测装置发送的干涉信号，分析样品特性，提高计算速度。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种OCT成像系统，其特征在于，包括光源、第一耦合器、样品臂、参考臂、探测装置和光学延迟装置，所述第一耦合器用于将所述光源发出的光分为样品光和参考光；所述光学延迟装置包括至少一个光开关，所述至少一个光开关设置于所述样品臂或设置于所述参考臂内，用于调节经过所述样品臂的样品光的光程或者用于调节经过所述参考臂的参考光光程；所述探测装置用于接收经过所述样品臂的样品光和经过所述参考臂的参考光发生干涉所产生的干涉信号。
2.如权利要求1所述的OCT成像系统，其特征在于，所述至少一个光开关设置于所述参考臂上，所述至少一个光开关级联形成一个输入端和至少一个输出端。
3.如权利要求2所述的OCT成像系统，其特征在于，所述光学延迟装置还包括与所述输出端连接的光纤环路反射镜，从所述输出端出射的参考光经过所述光纤环路反射镜反射后，原路返回至所述输入端。
4.如权利要求3所述的OCT成像系统，其特征在于，所述输出端的数量为两个，两个所述输出端连接至同一个所述光纤环路反射镜。
5.如权利要求2所述的OCT成像系统，其特征在于，所述光学延迟装置还包括与每个所述输出端对应设置的第一反射镜，以及设置于所述输出端与所述第一反射镜之间的第一准直器，从所述输出端出射的参考光经所述第一准直器、所述第一反射镜后，原路返回至所述输入端。
6.如权利要求2所述的OCT成像系统，其特征在于，所述光学延迟装置还包括依次设置的第二耦合器、第二准直器和第二反射镜，所述第二耦合器与所述输出端连接，从所述输出端出射的参考光经过所述第二耦合器、所述第二准直器、所述第二反射镜后，原路返回至所述输入端。
7.如权利要求6所述的OCT成像系统，其特征在于，所述输出端的数量为两个，两个所述输出端连接至同一个所述第二耦合器。
8.如权利要求2所述的OCT成像系统，其特征在于，所述至少一个光开关级联形成一个输入端和一个输出端，所述参考光从所述输入端入射后，从所述输出端射出。
9.如权利要求1所述的OCT成像系统，其特征在于，所述OCT成像系统还包括与所述探测装置连接的信号处理系统。
10.如权利要求1所述的OCT成像系统，其特征在于，所述样品臂包括第三准直器、双轴振镜、扫描透镜、二向色镜和接目透镜，所述样品光依次经过所述第三准直器、所述双轴振镜、所述扫描透镜、所述二向色镜、所述接目透镜和所述样品后，原路返回至所述第一耦合器。
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