CN111796363B - 光学系统、光学延迟线和oct装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光学系统、光学延迟线和OCT装置。一种能够接纳光束(200)的光学系统,该光学系统包括:被配置成反射光束的多个反射器(210a,210b),其中每个反射器被配置成反射入射光束,使得入射光束的路径和反射光束的路径彼此平行。每个反射器具有位于入射光束的路径和反射光束的路径之间的中心的反射中心轴(250a;250b)。至少两个反射器相对于彼此被布置成使得它们相应的反射中心轴不重叠,从而使得光束的路径能够多次通过该至少两个反射器中的至少一个反射器。
Description
领域
本文的示例方面总体上涉及光学系统、具有该光学系统的光学延迟线、以及具有该光学系统或光学延迟线的光学相干断层扫描(OCT)装置。
背景
当借助于OCT装置等获取衬底的光学信息时,可能希望参考光束的光行进相对较长的距离,以便提供特定的光干涉图案。
图1中描绘了OCT装置一个示例的示意图。这种OCT装置10可以包括被配置成提供光束200的光源20、被配置成准直由光源20提供的光束200的第一准直器设备30和至少一个分束器40,该至少一个分束器40被配置成使得入射到分束器40上的光束200被分束器40部分地反射并部分地透射穿过分束器40。
反射光束和透射光束中的一者可以入射到衬底70上并被衬底70反射。反射光束和透射光束中的另一者可以入射到反射器80上并被反射器80反射。
在入射到衬底70上并被衬底70反射之前,光束200可以被扫描镜50反射,扫描镜50被配置成可在一个或更多个方向上移动。此外,可以提供第二准直器设备60,其被配置成准直入射到衬底70上并被衬底70反射的光束。
OCT装置还可以包括检测器单元90,检测器单元90被配置成检测已经被衬底70反射的光束的光和被反射器80反射的光束的光。
检测器单元90可以被配置成检测由衬底70反射的光和由反射器80反射的光之间的干涉图案(interference patterns)。检测器单元90可以被配置成基于干涉图案获得衬底70的深度信息。
在这种装置中,如果被反射器80反射的光已经超过其相干长度,即匹配该装置的样本臂(sample arm)所需的长度,则出现允许获得衬底70的深度信息的干涉图案。因此,光学系统100可以包括在OCT装置10中,OCT装置10为穿过它传播的光束提供相对长的行进距离。这种光学系统100可以被称为参考臂或光学延迟线。
因为提供相对长距离的光学延迟线可以被包括在相应装置中,所以包括这种光学延迟线的每个装置往往很大。
为了减小具有光学延迟线的光学装置的尺寸,可以提供反射光束的反射镜布置。这种反射镜布置可以利用具有逆反射(retroreflective)属性的反射器。也就是说,入射到具有逆反射属性的反射器上的光束和从反射器反射的光束是平行的。本文的术语“平行的(parallel)”不一定在狭义上用于表示所指的光束(或其他实体)完全平行,而是涵盖其中这些光束基本平行、平行度足以实现本文描述的至少一些相关优点的示例实施例。
图2a示出了传统光学系统100的示例布置。在光学布置100中,光束200的行进路径的长度可以由例如光输入设备230和光输出设备240之间的距离来定义。因此,如果要实现光束200的相对长的行进路径,则必须在光输入设备230和光输出设备240之间提供相对长的距离。然而,如图2b的第二比较示例所描绘的,通过使用具有逆反射属性的反射器210,光束200的行进路径可以被扩展,而不会显著增加光学系统的尺寸。如图2b所示,传统光学系统的该第一变型100-1中的反射器210可以被配置成可在调整方向220上移动。此外,利用具有逆反射属性的多个反射器210允许提供甚至更长的光束路径,而不会显著增加光学布置的尺寸,如图2c的第二比较示例所示,其示出了传统光学系统的第二变型100-2。
然而,具有逆反射属性的反射器通常很重。因此,通过提供具有逆反射属性的多个反射器来减小光学延迟线的尺寸可能增加装置的重量,使其不太容易携带。
概要
根据本文的第一示例方面,本发明人设计了一种能够接纳(admit)光束的光学系统。该光学系统包括被配置成反射光束的多个反射器,其中每个反射器被配置成反射入射光束,使得入射光束的路径和反射光束的路径彼此平行。每个反射器具有位于入射光束的路径和反射光束的路径之间的中心的反射中心轴。至少两个反射器相对于彼此布置成使得它们相应的反射中心轴不重叠,从而使得光束的路径能够多次通过该至少两个反射器中的至少一个。
根据本文的第二示例方面,本发明人还设计了一种用于光学相干断层扫描装置(optical coherence tomography apparatus)的光学延迟线,该光学延迟线包括根据本文第一示例方面所述的光学系统。
根据本文的第三示例方面,本发明人还设计了一种光学相干断层扫描装置,其包括根据本文第一示例方面所述的光学系统或根据本文第二示例方面所述的光学延迟线中的至少一者。
附图简述
现在将仅通过非限制性示例的方式参考附图来详细解释本发明的实施例,附图的内容在以下进行描述。在附图的不同附图中出现的相似的参考数字表示相同的、对应的、或功能上相似的元件,除非另有指示。
图1是现有技术中的光学相干断层扫描装置示例的示意图。
图2a是现有技术中的适用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线的第一比较示例的示意图。
图2b是现有技术中的适用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线的第二比较示例的示意图。
图2c是现有技术中的适用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线的第三比较示例的示意图。
图3a是根据本文第一示例方面的光学系统的第一实施例的示意图。
图3b是根据本文第一示例方面的光学系统的第一实施例的变型的示意图。
图3c是根据本文第一示例方面的光学系统的第二实施例的示意图。
图3d是根据本文第一示例方面的光学系统的第三实施例的示意图。
图4a示出了可在根据本文示例实施例的光学系统中使用的第一类型反射器的示例。
图4b示出了可在根据本文示例实施例的光学系统中使用的第二类型反射器的示例。
图4c示出了可在根据本文第一示例方面的光学系统中使用的第三类型反射器的示例。
图4d示出了可在根据本文示例实施例的光学系统中使用的第四类型反射器的示例。
图5a示出了可在根据本文第一示例方面的光学系统的一些实施例中使用的第二类型反射器的第一变型的示例。
图5b示出了可在根据本文第一示例方面的光学系统的一些实施例中使用的第二类型反射器的第二变型的示例。
图5c示出了可在根据本文第一示例方面的光学系统的一些实施例中使用的第二类型反射器的第三变型的示例。
图5d示出了可在根据本文第一示例方面的光学系统的一些实施例中使用的第二类型反射器的第四变型的示例。
图6示意性地示出了根据本文第三示例方面的示例实施例的光学相干断层扫描装置。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本文的示例性实施例。
实施例1
图3a是根据本文第一示例方面的第一示例实施例的光学系统100’-1的示意图,其表示对传统光学系统100的改进。光学系统100’-1可以替代形成如图1所示的传统OCT装置10的一部分的传统光学系统100,导致改进的OCT装置10’,如下面参考图6进一步所述的。
在光学系统100’-1中,由光源(图3a中未示出)提供的光束200入射到具有反射表面280的反射器210a上。反射器210a被配置成反射光束200,使得光束200入射到反射器210a上的部分和光束200被反射器210a反射的部分彼此平行。还如图3a所示,光学系统100’-1还包括第二反射器210b。
注意,在入射到反射器(210a或210b)上的状态和从反射器反射的状态之间,可能发生光束200在反射器内部或在反射器上的一次或更多次附加反射。光束入射到反射器上,然后可选地在反射器内部被反射一次或更多次,接着从反射器反射,使得光束入射到反射器上的部分和光束从反射器反射的部分彼此平行,这可以被称为光束通过一个反射器(或一次“光束通过”)。每个反射器可以被配置成使得光束200入射到反射器上的部分的光路和光束200被反射器反射的部分的光路具有不等于零的最小间隔。
在图3a所描绘的第一示例实施例中,从反射器210a反射的光束入射到反射器210b上,反射器210b还被配置成反射入射光束200,使得光束200的入射部分和光束200的反射部分彼此平行。因此,在入射到反射器210b上并被其反射之后,光束200行进回到反射器210a。然后,光束200再次通过反射器210a,使得它行进回到反射器210b。然而,在再次通过反射器210b之后,光束200行进超过反射器210a,如图3a所示。换句话说,在第二次从反射器210b反射之后,光束200不入射到反射器210a上,而是在反射器210a旁边(alongside)行进。
在图3a所示的第一示例实施例中,光束通过的累积次数是四次。注意,图3a中描绘的通过次数仅作为示例给出,而不应理解为限制。以相同的方式,可以利用10次、100次、1000次或任何其他的通过次数。如果仅提供两个反射器,则与两个反射器中的一个反射器相关联的通过次数和与两个反射器中的另一个反射器相关联的通过次数可以相同或相差1次。在图3a的配置中,光束200将在离开光学系统100’-1之前进行偶数次通过。在这种配置中,光束200可以以与它进入光学系统100’-1相同的方向(正向)离开光学系统100’-1。在其他配置中,光束可以在离开光学系统之前进行奇数次通过。在这种配置中,光束可以以与它进入光学系统的方向相反的方向离开光学系统。
在根据第一示例实施例的光学系统100’-1中,反射器210a可以被视为第一反射器,其中由光源(图3a中未示出)提供的光束200在入射到反射器210b上之前首先入射到反射器210a上。进一步,反射器210b可以被视为最后的反射器,光束200从反射器210b被最后反射,使得在从反射器210b反射之后,光束200不入射到任何其他反射器上。在图3a的配置中,第一反射器210a和最后的反射器210b是不同的反射器,但是在其他配置中,第一反射器和最后的反射器可以是相同的反射器。
例如,图3b示出了根据第一示例实施例的变型的光学系统100’-1*(在图3b中示意性示出),其中反射器210c既用作第一反射器又用作最后的反射器。也就是说,反射器210c是光束200要通过的第一反射器,且也是光束200要通过的最后的反射器。
可选地,光束200首先入射到第一反射器210a或210c上的部分可以从光输入设备230(如输入光纤准直器)出射。进一步,可选地,光束200从最后的反射器210b或210c最后反射的部分可以入射到光输出设备240(如输出光纤准直器)上。
如图3a和图3b所描绘的,反射器210a、210b、210c、210d(下文在不需要区分它们的地方用数字210表示)中的每个具有相应的中心轴250a、250b、250c和250d,中心轴250a、250b、250c和250d位于光束200的入射部分和光束200的反射部分之间的中心。中心轴(下文在不需要区分不同反射器的中心轴的地方用数字250表示)可以是反射器210的旋转对称轴,或者可以是反射器210的反射对称平面中的轴,可选地是反射器210的反射对称平面的相交轴。两个反射器210a和210b的中心轴250a和250b以及两个反射器210c和210d的中心轴250c和250d不重叠。注意,将反射器布置成使得相应中心轴不重叠可以避免光束200陷入反射器之间的无限循环中。
在根据第一实施例的光学系统100’-1或其变型100’-1*中,如图3b所示,每个反射器210可以是仅包括两个彼此正交的反射镜(例如,如图4a中的211a和211b所示)的反射镜布置210-1。每个反射器210可替代地可以是包括三个反射镜(例如,如图4b中的211a、211b和211c所示)的隅角立方镜(corner cube)210-2。在这样的隅角立方镜210-2中,三个反射镜211a、211b、211c中的每一个都与三个反射镜中的另外两个正交。作为另一种替代,如图4c所描绘的,每个反射器210可以采用隅角立方棱镜(corner cube prism)210-3的形式。隅角立方棱镜210-3可以包括三个反射表面280a、280b、280c,反射表面280a、280b、280c中的每个反射表面与另外两个反射表面正交。作为又一种替代,每个反射器210可以采用Luneburg透镜的形式。如图4d所描绘的,Luneburg透镜210-4可以包括球形体212和反射表面280。Luneburg透镜可被视为球形对称梯度折射率(spherically symmetric gradient-index)透镜,其折射率从中心到外表面径向减小。此外,Luneburg透镜的表面的部分(例如,图4d中描绘的反射表面280)可以被配置成反射从相应球体的内部入射的光束200。
替代地或附加地,逆反射膜可以用作反射器210。例如,逆反射膜可以包括多个微型Luneburg透镜、隅角立方镜或隅角立方棱镜。而且,根据本文第一实施例的光学系统100’-1,或者根据第一实施例的变型的光学系统100’-1*可以包括上述两种或更多种反射器类型(例如,Luneburg透镜、隅角立方棱镜等)的组合。
仅包括两个正交反射镜的反射镜布置由于其简单性和相关的容易制造性可能是有利的。然而,为了实现光束200的入射部分和光束200的反射部分平行的效果,光束200的入射部分可以与和两个正交反射镜都正交的假想平面重叠。
几乎可以独立于入射光束200的取向(orientation)来使用包括三个正交反射镜的反射镜布置、隅角立方棱镜、Luneburg透镜或逆反射膜。
在根据本文第一示例方面的第一示例实施例的光学系统100’-1(或所描述的其变型)中,每个反射器210具有投影区域(例如,如图4c中的290所示),投影区域被定义为相应的反射器在相应反射中心轴250的方向上的二维投影。每个反射器210的投影区域290与至少另一个反射器210的投影区域290部分地重叠。重叠投影区域290允许光束200通过每个反射器。至少一个反射器210的反射中心轴250可以与至少另一个反射器210的投影区域290相交,从而允许光束200多次通过至少一个反射器210。
在根据上述第一示例实施例的光学系统100’-1(或其变型)中,至少一个反射器210被配置成可在调整方向220上移动。优选地,调整方向220平行于反射器210a、210b、210c和210d中至少一个的反射中心轴(250a、250b、250c和250d)。替代地,调整方向220可以相对于反射中心轴倾斜(例如,正交)。如果调整方向220被选择为平行于反射中心轴250,则光束200的长度的连续调整是可能的。然而,如果调整方向220被选择成与反射中心轴250正交,则光束200的长度可以以离散的步长变化。也就是说,在后一种情形中,与至少一个特定反射器210相关联的光束200的通过次数可以变化。
在根据本文描述的第一实施例的光学系统100’-1(或其变型)中,光源20可以被配置成提供具有将使包括光学系统100’-1(或100’-1*)的OCT成像装置适于获取受验对象的眼睛的视网膜的OCT图像的相干长度和波长的光束作为光束200。光源20可以例如被配置成提供相干长度在1米和10米之间(例如在1米和2米之间)的光束200。光源20还可以被配置成提供红外光谱的光束200,即,波长从800至1400nm的光束。
光学系统100’-1(或100’-1*)可以优选地包括两个但不多于两个的反射器210。
在根据本文描述的第一实施例的光学系统100’-1(或其变型)中,获得特定光行进距离所需的反射器数量相对于传统光学系统可以减少。下文描述的至少一种效果可以与光学系统100’-1(或100’-1*)相关联。光学系统100’-1或100’-1*可以比传统的光学系统轻,使得它更容易运输。附加地或替代地,由于需要较少的反射器,相对于传统光学系统的安装空间,可以获得小的安装空间。与传统光学系统相比,光学系统100’-1(或100’-1*)可能更不易受误差影响,因为可以实现更好的反射对准。
实施例2
图3c示出了根据本文第一示例方面的第二实施例的光学系统100’-2。第二示例实施例对应于第一实施例,但是不同之处在于光束200的反射部分从最后的反射器210b被引导至光输出设备240的方式。替代地或附加地,第二示例实施例与第一实施例的不同之处在于,光束200入射到第一反射器210a上的部分从光输入设备230被引导至第一反射器210a的方式。
根据第二示例实施例的光学系统100’-2在结构上类似于根据上述第一实施例的光学系统100’-1,但是附加地包括至少一个镜面元件270(换句话说,诸如反射镜的反射元件)。至少一个镜面元件270被配置成反射光束200,使得光束200被镜面元件270反射的部分和/或光束200入射到镜面元件270上的部分不平行于光束200入射到反射器210a和210b中任何一个上的部分。
在光学系统100’-2中,光束200可以在从最后的反射器210b被最后反射之后被镜面元件270反射(见图3c)。因此,可以防止光束200再次通过反射器210a和210b中的至少一个。相反,光束200可以被转移到光学系统100’-2的外部。镜面元件270因此可以充当输出元件,以从光学系统100’-2提取光束200。
类似地,光束200可以首先入射到第一反射器210a的特定部分上,在没有镜面元件270的情况下,光束200很难或不能入射到该特定部分上。这是因为,在某些情形中,如果光束200要直接瞄准这样的特定部分,另一个反射器可能会挡路。例如,图3c的配置可以反向操作,其中镜面元件270作为输入元件将光束200引入光学系统100’-2,而不是作为输出元件。注意,后一种情形没有在图3c中进行描绘,但是仍然形成了本公开的一部分。
在图3c所描绘的示例实施例中,光束200由镜面元件270反射的部分垂直于光束200首先入射到第一反射器210a上的部分。然而,光束200由镜面元件270反射的部分和光束200首先入射到第一反射器210a上的部分可替代地形成0°和90°之间的任何角度,其中0°被排除并且90°被包括在内。这种角度的示例可以是但不限于60°、45°、30°、20°、或10°。
镜面元件270还可以被配置成使得其至少部分地反射入射在其一侧上的光束200,并且至少部分地允许入射在其另一侧上的光束200的透射。
镜面元件270还可以被配置成使得其仅一小部分(例如面积为1mm2的部分)反射入射光束200,而镜面元件270的其余部分允许光束200透射。
还应注意,本文第一示例方面的第一示例实施例的框架中描述的限定和变型也可应用于如上所述的本文第一示例方面的第二示例实施例。同样,可以获得相似或相等的技术效果。
实施例3
图3d示出了根据本文第一示例方面的第三示例实施例的光学系统100’-3。第三示例实施例对应于第一示例方面的第一示例实施例,但是不同之处在于光束200从最后的反射器最后反射的部分被引导至光输出设备240的方式。替代地或附加地,第三示例实施例与第一实施例的不同之处可以在于光束200被引导至第一反射器的方式。
在光学系统100’-3中,反射器210e和210f中的至少一个设置有至少一个反射表面280和至少一个光束通道260。至少一个光束通道260位于至少一个反射器的至少一个反射表面280上。此外,至少一个光束通道260被配置成允许光束200从其中透射穿过。如图3d所描绘的,光束通道260可以由延伸穿过相应反射表面280并穿过整个反射器210e的开口形成。光束通道260可以与反射中心轴250对准,或者可以包围反射中心轴250。然而,替代地或附加地,在光学系统100’-3中,光束通道260可以通过局部改变反射表面280的一部分来形成,使得光束200入射到被改变部分上的部分透射穿过所述部分。
在图3d所描绘的实施例中,光束200被最后的反射器210f最后反射的部分透射穿过形成在反射器210e中的光束通道260。因此,可以防止光束200更多次通过反射器210e和210f中的至少一个。光束通道260充当输出元件,以从光学系统100’-3提取光束200。
同样,在本文的另一个示例实施例中,光束200可以在透射穿过形成在另一个反射器210中的光束通道260之后首先入射到反射器上。在这样的替代实施例中,光束200可以入射到第一反射器210的一部分上,在没有光束通道260的情况下,光束200很难入射到该部分上(这可能是因为,在一些示例情形中,如果光束200直接瞄准这样的特定部分,另一个反射器可能会挡路)。例如,图3d的配置可以反向操作,其中光束通道260作为输入元件将光束200引入光学系统100’-3,而不是输出元件。注意,后一种情形没有在图3c中被描绘,但是仍然形成了本公开的一部分。
在图5a、图5b、图5c和图5d中描绘了根据本文第一示例方面的第三实施例的光学系统100’-3中可以使用的光束通道260的示例。举例来说,图5a和图5b描绘了均具有三个反射表面280a、280b和280c的隅角立方棱镜210-5和210-6形式的反射器。反射表面280a、280b和280c中的每一个都与另外两个反射表面正交。在图5a和图5b中,光束200入射到第一反射表面280a上并被第一反射表面280a反射,使得其入射到第二反射表面280b上。随后,光束200被第二反射表面280b反射,使得其入射到第三反射表面280c上。光束200然后被第三反射表面280c反射,使得光束200最终被隅角立方棱镜反射的部分平行于光束200入射到第一反射表面280a上的部分。第二光束200x也入射到隅角立方棱镜上。然而,在图5a的示例中,第二光束200x入射到形成在反射表面280c上的光束通道260上。因此,第二光束200x透射穿过隅角立方棱镜210-5。在图5a的示例中,光束通道260是反射表面280c的被改变部分,其允许光束200x透射。图5b的示例对应于图5a的示例,尽管图5b所示的隅角立方棱镜210-6中的光束通道260-6是延伸穿过隅角立方棱镜210-6的物理开口,从而也在反射表面280c上提供了开口。
图5c和图5d中描绘的示例分别类似于图5a和图5b中描绘的示例。然而,在图5c和图5d的示例中,使用均包括三个正交的反射镜211a、211b和211c的隅角立方镜210-7和210-8代替隅角立方棱镜。注意,图5c和图5d的三个正交反射镜211a、211b和211c提供了相应的反射表面。
在图5a、图5b、图5c和图5d的示例中,第二光束200x可以是由于被另一个反射器210(如隅角立方棱镜(未示出))反射而再次进入所描绘的隅角立方棱镜(或者,在图5c和图5d的情形中,隅角立方镜)的第一光束200的反射。
还应注意,本文第一示例方面的第一实施例的框架中描述的限定和变型也可应用于如上所述的本文第一示例方面的第三实施例。同样,可以获得相似或相等的技术效果。
另外的实施例
在上述实施例中,基本上描述了在光束200首次入射到第一反射器210上之前可以如何处理光束200的三种方式。同样,基本上描述了在光束200从最后的反射器被最后反射之后可以如何处理光束200的三种方式。然而,要注意的是,这些方式的每种组合可以被视为本文第一示例方面的另一实施例。
可选地,根据本文第一示例方面的另一实施例,如上所述的本文第一示例方面的相同或不同实施例的多个光学系统可以串联连接,以便进一步增加相应光束200的行进距离。
根据本文第二示例方面的实施例的用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线可以包括根据上述第一示例方面的任何实施例的光学系统。
根据本文第三示例方面的实施例的光学相干断层扫描装置可以包括根据上述第一示例方面的实施例中的任何一个实施例的光学系统,或者根据上述第二示例方面的实施例的光学延迟线。
根据本文第三示例方面的实施例的光学相干断层扫描装置可以包括示例性OCT装置的元件,例如,本申请的上述以及图1和图2a至图2c中所示的那些。
参考图6,描绘了根据本文第三示例方面的实施例的OCT装置10’。OCT装置10’可以包括被配置成提供光束200的光源20、被配置成准直由光源20提供的光束200的第一准直器设备30和至少一个分束器40,分束器40被配置成使得入射到分束器40上的光束200被分束器40部分地反射并部分透射穿过分束器40。反射光束200和透射光束200中的一者可以入射到衬底70上并被衬底70反射。反射光束200和透射光束200中的另一者可以入射到或者被引导至根据如上所述的第一示例方面的任何实施例的光学系统(在图6中被标记为100’)、或者根据如上所述的本申请第二示例方面的实施例的光学延迟线。
注意,OCT装置的光源20可以是根据如上所述的本申请第一示例方面的任何实施例的光学系统100’的光源20,或者是根据如上所述的本申请的第二示例方面的实施例的光学延迟线的光源20。
在入射到衬底70上并被衬底70反射之前,光束200可以被扫描镜50反射,扫描镜50被配置成可在一个或更多个方向上移动。
而且,可以提供第二准直器设备60,第二准直器设备60被配置成准直入射到衬底70上并被衬底70反射的光束200。
OCT装置10’还可以包括检测器单元90,检测器单元90被配置成检测被衬底70反射的光束200的光和由光学系统100’提供的光束200的光。检测器单元90可以被配置成检测由衬底70反射的光和由光学系统100’提供的光之间的干涉图案。检测器单元90还可以被配置成基于干涉图案获得衬底70的深度信息。
根据本申请的第二示例方面的实施例的光学延迟线和/或根据本申请第三示例方面的实施例的光学相干断层扫描装置可以与等同或类似的效果相关联,如已经关于根据本申请的第一示例方面的光学系统100’所描述的那样。
虽然上面描述了本发明的各种示例实施例,但是应当理解,它们作为示例而不是限制被呈现。对在相关领域中的技术人员将明显的是,可以在形式和细节上被做出各种改变。因此,本发明不应受上述示例实施例中的任一个的限制,而应仅根据随附的权利要求及其等同物来被定义。
此外,摘要的目的是使通常专利局和公众、以及尤其是不熟悉专利或法律术语或措辞的本领域中的科学家、工程师和从业人员能够根据粗略的检查快速确定本申请的技术公开的性质和本质。摘要并不意欲以任何方式限制在本文呈现的示例实施例的范围。还应该理解的是,在权利要求中叙述的任何过程不需要以所呈现的顺序来被执行。
虽然本说明书包含很多具体实施例细节,但这些不应该理解为是对任何发明的范围或要求保护的内容的限制,而应该理解为是对特定于本文描述的具体实施例的特征的描述。在单独的实施例的背景下,本说明书中所描述的某些特征也可在单个实施例中结合实现。相反地,也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合实现在单一实施例的背景下描述的各种特征。此外,尽管特征在上文中可能被描述为作用在特定组合中并甚至起初如此要求保护,但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征可在一些情况下从组合中删除,且所要求保护的组合可针对子组合或子组合的变型。
现在已经描述了一些说明性的实施例,显然,前面的描述是说明性的而不是限制性的,已经通过示例的方式被给出。
在不脱离其特征的情况下,本文描述的设备和装置可以以其他特定形式被实施。前述实施例是说明性的,而不是对所描述的系统和方法的限制。因此,本文所描述的光学系统和装置的范围由所附权利要求而不是前述描述指示,并且落入权利要求的等价物的意义和范围内的变化都被包括在其中。
在下文的一个或多个实施方案中可实现本公开的各方面。
1)一种光学系统,所述光学系统能够接纳光束,所述光学系统包括:
多个反射器,所述反射器被配置成反射光束,其中:
所述反射器中的每个被配置成反射入射光束,使得所述入射光束的路径与反射光束的路径彼此平行,
所述反射器中的每个具有位于所述入射光束的路径和所述反射光束的路径之间的中心的反射中心轴,
所述反射器中的第一反射器和所述反射器中的第二反射器相对于彼此被布置成使得它们相应的反射中心轴不重叠,从而使得光束的路径能够多次通过所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一个,并且
在所述光学系统的操作中:
从所述第一反射器反射的光束入射到所述第二反射器上,并被所述第二反射器反射回所述第一反射器;
光束在入射到所述反射器中的任何其他反射器之前,首先入射到所述第一反射器上;并且
光束被所述第一反射器最后反射,使得在从所述第一反射器最后反射之后,光束不入射到所述反射器中的任何其他反射器上。
2)根据1)所述的光学系统,其中,所述光学系统还包括光输入设备和光输出设备中的至少一个,所述光输入设备优选为输入光纤准直器,所述光输出设备优选为输出光纤准直器,并且
其中,在所述光学系统的操作中,首先入射到所述第一反射器上的光束的路径从所述光输入设备出射,和/或被所述第一反射器最后反射的光束的路径入射到所述光输出设备上。
3)根据1)或2)所述的光学系统,还包括镜面元件,所述镜面元件被配置成反射光束,使得由所述镜面元件反射的光束的路径和入射到所述镜面元件上的光束的路径中的至少一者不平行于入射到所述反射器中的任何一个反射器的光束的路径。
4)根据1)-3)中任一项所述的光学系统,其中,至少一个反射器设置有至少一个反射表面和至少一个光束通道,所述光束通道位于所述至少一个反射表面上,并且被配置成允许光束透射穿过所述光束通道。
5)根据4)所述的光学系统,其中,在所述光学系统的操作中,首先入射到所述第一反射器上的光束的路径和被所述第一反射器最后反射的光束的路径中的至少一者通过所述至少一个光束通道。
6)根据1)-5)中任一项所述的光学系统,其中,入射到所述第一反射器上的第一光束的路径和被所述第一反射器反射的最后光束的路径中的至少一者在所述反射器中的至少一个反射器旁边行进。
7)根据1)-6)中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器中的每个包括以下中相应的一个:
包括两个正交反射镜的反射镜布置;
包括三个正交反射镜的隅角立方镜;
隅角立方棱镜;以及
Luneburg透镜。
8)根据1)-7)中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器中的每个具有投影区域,所述投影区域被定义为相应反射器在相应反射中心轴的方向上的二维投影,并且
其中,所述反射器中的每个的投影区域至少部分地与所述反射器中的至少另一个反射器的投影区域重叠。
9)根据8)所述的光学系统,其中,所述反射器中的至少一个反射器的反射中心轴与所述反射器中的至少另一个反射器的投影区域相交。
10)根据1)-9)中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器中的至少一个反射器被配置成是在调整方向上可移动的,所述调整方向平行于所述至少一个反射器的反射中心轴。
11)根据1)-10)中任一项所述的光学系统,还包括被配置成提供光束的光源。
12)一种用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线,所述光学延迟线包括根据1)-11)中任一项所述的光学系统。
13)一种光学相干断层扫描装置,包括根据1)-11)中任一项所述的光学系统和根据12)所述的光学延迟线中的至少一者。
Claims (10)
1.一种光学系统,所述光学系统能够接纳光束(200),所述光学系统包括:
包括第一反射器和第二反射器的多个反射器(210;210a、210b;210c、210d),所述多个反射器被配置成反射光束(200),其中:
所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的每个被配置成反射入射光束(200),使得所述入射光束(200)的路径与反射光束(200)的路径彼此平行,
所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的每个具有位于所述入射光束(200)的路径和所述反射光束(200)的路径之间的中心的反射中心轴(250a;250b;250c;250d),
所述第一反射器(210a;210c)和所述第二反射器(210b;210d)相对于彼此被布置成使得它们相应的反射中心轴(250a;250b;250c;250d)不重叠,从而使得光束(200)的路径能够多次通过所述第一反射器(210a;210c)和所述第二反射器(210b;210d)中的至少一个,
在所述光学系统的操作中:
从所述第一反射器(210a)反射的光束(200)入射到所述第二反射器(210b)上,并被所述第二反射器(210b)反射回所述第一反射器(210a);
光束(200)在入射到所述反射器(210;210b;210d)中的任何其他反射器之前,首先入射到所述第一反射器(210c)上;并且
光束(200)被所述第一反射器(210c)最后反射,使得在从所述第一反射器(210c)最后反射之后,光束(200)不入射到所述反射器(210;210a;210d)中的任何其他反射器上,
入射到所述第一反射器上的第一光束的路径和被所述第一反射器反射的最后光束的路径在所述第二反射器旁边行进,以及
所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一个是可移动的,使得:
所述第一反射器在调整方向上可移动,所述调整方向正交于所述第一反射器的反射中心轴,和/或
所述第二反射器在调整方向上可移动,所述调整方向正交于所述第二反射器的反射中心轴。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其中,所述光学系统还包括光输入设备(230)和光输出设备(240)中的至少一个,并且
其中,在所述光学系统的操作中,首先入射到所述第一反射器(210c)上的光束(200)的路径从所述光输入设备(230)出射,和/或被所述第一反射器(210c)最后反射的光束(200)的路径入射到所述光输出设备(240)上。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其中,所述光输入设备是输入光纤准直器,并且所述光输出设备是输出光纤准直器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的每个包括以下中相应的一个:
包括两个正交反射镜(211a,211b)的反射镜布置;
包括三个正交反射镜(211a、211b、211c)的隅角立方镜;
隅角立方棱镜;以及
Luneburg透镜。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的每个具有投影区域(290),所述投影区域(290)被定义为相应反射器(210;210a、210b;210c、210d)在相应反射中心轴(250a;250b;250c;250d)的方向上的二维投影,并且
其中,所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的每个的投影区域(290)至少部分地与所述反射器(210;210a、210b;210c,210d)中的至少另一个反射器的投影区域(290)重叠。
6.根据权利要求5所述的光学系统,其中,所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的至少一个反射器的反射中心轴(250a;250b;250c;250d)与所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的至少另一个反射器的投影区域(290)相交。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统,其中,所述反射器(210;210a、210b;210c、210d)中的至少一个反射器被配置成是在调整方向(220)上可移动的,所述调整方向(220)平行于所述至少一个反射器(210;210a、210b;210c、210d)的反射中心轴(250a;250b;250c;250d)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统,还包括被配置成提供光束(200)的光源(20)。
9.一种用于光学相干断层扫描装置的光学延迟线,所述光学延迟线包括根据前述权利要求中任一项所述的光学系统。
10.一种光学相干断层扫描装置,包括根据权利要求1至8中任一项所述的光学系统和根据权利要求9所述的光学延迟线中的至少一者。
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