CN113791036A - 基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：它由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1xN光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。本发明可用于工业领域中材料缺陷的快速检测和实时监测，可广泛用于生物光子医学成像、文物检验、工业测量和物证检测等领域。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。可用于工业领域中材料缺陷的快速检测和实时监测，属于光学成像技术领域。
(二)背景技术
光学相干层析成像技术是于上世纪九十年代提出的基于相干光学的一种无接触无损伤的光学成像技术。光学相干层析成像系统建立在低相干测量技术的基础上，其成像过程类似于超声波成像，通过光束横向扫描被测物体，采用外差探测技术，测量样品的背向散射或背向反射回波的相位延迟和光强，通过对干涉信号的解调和处理，重建得到样品的二维断层或者三维立体结构图像，从而达到对被测样品扫描成像的目的。相比于传统的成像方法比如传统光学显微术、超声成像、近场扫描成像和计算层析成像等，光学相干层析成像技术有效弥补了其他技术在成像深度以及成像分辨率方面的不足。
最初提出的光学相干层析成像技术是基于时域的低相干测量技术。时域光学相干层析成像技术(TDOCT)通过机械移动参考臂的反射镜改变光程，从而达到对样品深度扫描的目的，其扫描深度取决于参考臂中反射镜的移动距离，同时经过样品臂的扫描装置，最终得到二维图像或者三维图像。然而由于TDOCT依靠移动反射镜进行层析扫描，大大限制了其成像速率，同时引入了较大的误差与噪声。
因此，A.F.Fercher等人提出频域光学相干层析成像技术(FDOCT)，与TDOCT相比，FDOCT不用移动参考臂的反射镜，而是通过采集参考臂和样品臂发生干涉后产生的光谱信息经过傅里叶变换得到样品的深度信息，通过这种方式大大的提高了光学相干层析成像技术的采集速度和信噪比，进而提高了光学相干层析成像技术的成像速度和信噪比。
根据获取被测样品光谱信号方式不同，FDOCT可以分为两种：一种是基于光谱仪系统的谱域光学相干层析成像系统(SDOCT)，另一种是基于扫频光源的扫频光学相干层析成像系统(SSOCT)。与SSOCT相比，SDOCT虽然在成像速度和信噪比方面有所不如，但是其相位稳定性高于SSOCT。SDOCT主要采用光谱仪实现对干涉光谱信号的探测，通过对干涉信号的解调与处理，重建得到样品的三维图像，在SDOCT中是对于干涉光信号先使用光栅进行分光，之后采用基于线阵CCD/CMOS探测器探测光谱信号，也就是说SDOCT的采集速率受决定于CCD/CMOS的采集速度。
在实际应用中，尤其是在生物医学领域，SDOCT系统已广泛应用到眼科学、内窥检查和皮肤学等领域，并且在癌症的早期研究和诊断中发挥了不可替代的作用。然而，对于现有的SDOCT来说，受限于海量数据的处理速度和线阵CCD/CMOS的探测速度，其难以在保证高速成像的同时保持高质量成像；同时其系统灵敏度也会随着探测深度快速下降。
为解决上述问题，浙江大学丁志华团队通过分析了光谱仪中典型光谱的光斑聚焦尺寸和系统灵敏度下降之间的关系，通过使用ZEMAX模拟了光谱仪中各个光学器件，确定了线阵CCD上的光谱点列图，通过点列图，定性的分析了在一定的线阵CCD像素尺寸情况下，典型光谱的聚焦光斑尺寸不同时的系统灵敏度下降曲线。通过实验证明当光斑尺寸与CCD尺寸相比拟时，系统的灵敏度随探测深度的增加的下降趋势缓慢。
为了提高SDOCT的成像速度，麻省理工学院的Fujimoto团队读取速率极高的CMOS相机来探测光谱信号，通过降低每个A-scan的像素数，获得了极高的探测速率；Kocaoglu等人使用了4个CCD相机连续读取干涉信号，获得了1MHZ的A-scan采集速率；Fercher等人利用柱面镜将平行光以线光束的形式聚焦到了被测样品表面，使用线扫描代替了点扫描，避免了横向扫描实现了并行SDOCT系统，从而提高了系统的成像速度。
但上述解决问题的方法，要么是在SDOCT系统的基础上通过仿真，来优化器件的方法从而提高成像速度或者使得系统的灵敏度随探测深度的增加而缓慢下降，这种方法虽然可以有效降低随着系统深度灵敏度降低，但是却没有有效提高成像速度；要么是在通过使用多个CCD来提高采集速度从而提高成像速度，要么是将点光源转换为线光源提高成像速度，上述方法虽然提高了成像速度，但是也使得系统复杂，且不能解决随着系统成像深度增加灵敏度降低的问题。综上所述。上述方法均难以解决在有效提高SDOCT的成像速度的同时有效解决对于灵敏度会随着成像深度的增加而快速下降的问题。
本发明公开了一种基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。可用于工业领域中材料缺陷的快速检测和实时监测，可广泛用于光学生物医疗、文物检验、工业测量、物证检测等领域。该系统采用1xN光开关与雪崩光电二极管探测阵列组成的轮换探测系统。通过使用信号处理和系统控制模块19控制1xN光开关的光信号传输通道的开关状态和雪崩光电二极管探测阵列中每个雪崩光电二极管的探测状态，对不同波长的光信号进行轮换探测。与在先技术相比，三端口光纤环形器的使用，有效提高了光信号的利用效率；雪崩光电二极管探测器相比于CMOS/CCD具有增益大、灵敏度高，可以探测到极微弱光信号的优点，所以雪崩光电二极管探测器阵列的使用可以有效提高光信号的探测效率，增加系统的成像深度；同时信号读出系统可以雪崩光电二极管探测器阵列中的每个雪崩光电二极管进行高速处理，提高了系统的成像速度。因此本系统在保证高成像质量的前提下有效提高了系统的成像速度，在保证系统灵敏度的前提下有效提升了系统的成像深度。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种具有成像速度快、成像质量高、成像深度深和系统灵敏度高的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。
本发明的目的是这样实现的：
基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统是由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1xN光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。宽带光源1发出的低相干光经由三端口光纤环形器2的a端口进入，b端口输出至1x2光纤耦合器3后被其分为两束光。分别进入参考臂和样品臂，进入参考臂的光束依次通过偏振控制器41、准直透镜51、中性密度滤波片6、聚焦透镜71后被反射镜8反射产生的反射光沿原路返回；进入样品臂的光束依次通过偏振控制器42、准直透镜52后经由扫描振镜9偏转后由聚焦透镜72聚焦至被测样品11，被测样品11被照射后产生的后向散射光沿原路返回。参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光再次通过1x2光纤耦合器3时被合束，之后经由三端口光纤耦合器2的b端口输入、c端口输出至准直透镜53，被其准直后入射至透射式体相全息衍射光栅13上，平行光束经过透射式体相位全息光栅13分光后由聚焦透镜73聚焦至与其正对的准直器14中，准直器14将干涉光信号耦合进入1xN光开光15，1xN光开光15拥有的光信号通道数量与雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管数量相同且一一对应，偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的每个雪崩光电二极管的探测状态。当干涉光信号耦合进入1xN光开光15时，信号处理和系统控制模块19会控制1xN光开关15的通道依次打开，同时通过控制偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的与1xN光开关15中相对应的雪崩光电二极管依次进行探测。与此同时，信号读出电路18会将雪崩光电二极管探测器阵列16中各个雪崩光电二极管探测到的光信号转换为电信号并传输至信号处理和系统控制模块19进行高速处理。为了得到三维图像，信号处理和系统控制模块19在控制扫描振镜9扫描的同时控制精密滑移样品平台12产生位移，从而高速获得被测样品11的三维图像
宽带光源发出的光束经由三端口环形器后被1x2光纤耦合器分成两束光，分别进入参考臂和样品臂。
在光学相干层析成像系统中，宽带光源的中心波长和带宽决定了图像的轴向分辨率Δz。通常来讲，带宽越大，中心波长越短(当光学相干层析成像系统用于人体时，必须要匹配对人体无害的光波长)，轴向分辨率越大。其理论的轴向分辨率Δz由式(1)可得：
式中λ为光源的中心波长，Δλ为光源波长域的半高全宽。
参考臂由偏振控制器、准直透镜、中性密度滤波片、聚焦透镜和反射镜组成。准直透镜将光纤的出射光变为平行光，平行光通过中性密度滤波片后被聚焦透镜聚焦至反射镜面后被反射产生反射光沿原路返回。中性密度滤波片的主要作用是衰减掉多余的光，这是由于样品的散射太强，导致样品臂返回的光功率远小于参考臂返回的光功率，为使得干涉信号达到最大的对比度，通过使用中性密度滤波片使得两束光功率大致相等，这样做的目的是通过干涉信号的对比度来提高图像质量。
样品臂是由偏振控制器、准直透镜、扫描振镜与和聚焦透镜组成。准直透镜将光纤的出射光的点光变为平行光，平行光经过扫描振镜偏转后由聚焦透镜聚焦至被测样品，被测样品表面产生的后向散射光由原路返回。扫描振镜的主要目的是对光束进行连续偏转以实现光束的一维扫描，从而获得样品的二维成像。同时通过使用四维调整支架调整扫描振镜的高度，可以有效保证被测样品的后向散射光能够最大程度返回。
参考臂和样品臂中的偏振控制器的主要作用是调整参考光的反射光和样品光的后向散射光的偏振态，使得两者达到最佳匹配状态，从而使干涉条纹的对比度最大。
从参考臂和样品臂中返回的光在1x2耦合器中发生合束，经由三端口光纤环形器的b端口输入，c端口输出至聚焦透镜，三端口光纤环形器的作用是提高光源功率的利用率，能够使得干涉光信号几乎全部得到利用，聚焦透镜聚焦的光束正对着光纤准直器的表面，光纤准直器的尾纤与1xN光开光相连接。
1xN光开光的光信号传输通道数目和雪崩光电二极管探测器阵列中的雪崩光电二极管数目相同，同时1xN光开光的N个光信号传输通道与雪崩光电二极管中N个雪崩光电二极管依次连接。雪崩光电二极管探测阵列中的N个雪崩光电二极管的工作模式由偏压控制模块的输出电压决定，偏压控制模块的输出电压的大小由信号处理和系统控制模块控制。
当有光束进入1xN光开光时，每隔一个时间间隔，信号处理与系统控制模块在控制1xN光开光光信号传输通道切换的同时，会通过控制偏压控制模块来控制雪崩光电二极管探测器阵列中与1xN光开光光通道相对应的雪崩光电二极管处于雪崩模式，从而实现单光子探测。
信号读出电路将雪崩光电二极管探测器阵列中的N个雪崩光电二极管的光信号转换为电信号后传输至信号处理和系统控制模块处理。与此同时，信号处理和系统控制模块控制扫描振镜的扫描速度和精密滑移样品平台的位移速度，从而高速获得被测样品的三维图像。
(四)附图说明
图1是基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统的结构示意图。该系统由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1xN光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。
图2是基于1xN光开光和雪崩光电二极管探测器阵列组成的轮换探测阵列的结构示意图。该轮换探测器阵列由准直器14、1xN光开关15、单光子雪崩光电二极管探测阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。通过该系统可以对干涉光信号进行更快速度的采集，同时利用雪崩光电二极管的高增益，可以实现更深的成像深度。
图3是基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统的实施例的示意图。该系统由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1x5光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。
(五)具体实施方式
下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。
图3给出了基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统的实施例的示意图。该成像系统是由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、扫描四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1x5光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。宽带光源1发出的低相干光经由三端口光纤环形器2的a端口进入，b端口输出至1x2光纤耦合器3后被其分为两束光。分别进入参考臂和样品臂，进入参考臂的光束依次通过偏振控制器41、准直透镜51、中性密度滤波片6、聚焦透镜71后被反射镜8反射产生的反射光沿原路返回；进入样品臂的光束依次通过偏振控制器42、准直透镜52后经由扫描振镜9偏转后由聚焦透镜72聚焦至被测样品11，被测样品11被照射后产生的后向散射光沿原路返回。参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光再次通过1x2光纤耦合器3时被合束，之后经由三端口光纤耦合器2的b端口输入、c端口输出至准直透镜53，被其准直后入射至透射式体相全息衍射光栅13上，平行光束经过透射式体相位全息光栅13分光后由聚焦透镜73聚焦至与其正对的准直器14中，准直器14将干涉光信号耦合进入1x5光开光15，1x5光开光15拥有的光信号通道数量与雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管数量相同且一一对应，偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的每个雪崩光电二极管的探测状态。当干涉光信号耦合进入1x5光开光15时，信号处理和系统控制模块19会控制1x5光开关15的通道依次打开，同时通过控制偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的与1x5光开关15中相对应的雪崩光电二极管依次进行探测。与此同时，信号读出电路18会将雪崩光电二极管探测器阵列16中各个雪崩光电二极管探测到的光信号转换为电信号并传输至信号处理和系统控制模块19进行高速处理。为了得到三维图像，信号处理和系统控制模块19在控制扫描振镜9扫描的同时控制精密滑移样品平台12产生位移，从而高速获得被测样品11的三维图像。
宽带光源1发出的光束通过三端口环形器a端口，由b端口输出至1x2光纤耦合器并被分成两束光，分别进入参考臂和样品臂。为了获得良好的图像质量，宽谱光源的谱宽要尽量宽且光谱的形状要尽量为高斯形状的谱。
宽带光源的中心波长和带宽决定了图像的轴向分辨率。通常来讲，带宽越大，中心波长越短(当光学相干层析成像系统用于人体时，必须要匹配对人体无害的光波长)，轴向分辨率越大.
参考臂由偏振控制器、准直透镜、中性密度滤波片、聚焦透镜和全反射镜组成。准直透镜将光纤的出射光变为平行光，平行光通过中性密度滤波片被聚焦透镜聚焦到反射镜面后被反射产生的反射光沿原路返回。中性密度滤波片的主要作用是衰减掉多余的光，这是由于样品的散射太强，导致样品臂返回的功率远小于参考臂返回的光功率，为使得干涉信号达到最大的对比度，通过使用中性密度滤波片使得两束光功率大致相等，这样做的目的是通过干涉信号的对比度来提高图像质量。
样品臂是由偏振控制器、准直透镜、扫描振镜与和聚焦透镜组成。准直透镜将光纤的出射光的点光变为平行光，平行光经过扫描振镜偏转后由聚焦透镜聚焦至被测样品，被测样品表面产生的后向散射光由原路返回。扫描振镜的主要目的是对光束进行连续偏转以实现光束的一维扫描，从而获得样品的二维成像。同时通过使用四维调整支架调整扫描振镜的高度，可以有效保证被测样品的后向散射光能够最大程度返回。
参考臂和样品臂中的偏振控制器的主要作用是调整参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光的偏振态，使得两者达到最佳匹配状态，从而使干涉条纹的对比度最大。
从参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光在1x2耦合器中发生合束后，经由三端口光纤环形器的b端口输入，c端口输出至聚焦透镜，三端口光纤环形器的作用是提高光源功率的利用率，能够使得干涉信号几乎全部得到利用，同时保护宽带光源，聚焦透镜聚焦的光束正对着光纤准直器的表面，光纤准直器的尾纤与1x5光开光相连接。
1x5光开光的光信号传输通道数目和雪崩光电二极管探测器阵列中的雪崩光电二极管数目相同且1x5光开光的5个光信号传输通道与雪崩光电二极管中5个单光子雪崩光电二极管依次连接。信号处理和系统控制模块通过控制偏压控制模块输出5通道直流可控电压控制雪崩光电二极管探测阵列中的5个雪崩光电二极管的工作模式。
当有光信号进入1x5光开光时，每隔50ms，信号处理与系统控制模块在控制1x5光开光光通道切换的同时，会通过控制偏压控制模块来控制雪崩光电二极管探测器阵列中与1x5光开光光信号传输通道相对应的雪崩光电二极管处于雪崩模式，从而实现单光子探测。
信号读出电路将雪崩光电二极管探测器阵列中5个雪崩光电二极管的光信号转换为电信号后传输至信号处理和系统控制模块处理。与此同时，信号处理和系统控制模块控制扫描振镜的扫描速度和精密滑移样品平台的位移速度，从而高速获得被测样品的三维图像。
Claims (10)
1.一种基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：它由宽带光源1、三端口光纤环行器2、1x2光纤耦合器3、偏振控制器4、准直透镜5、中性密度滤波片6、聚焦透镜7、反射镜8、扫描振镜9、四维调整支架10、被测样品11、精密滑移样品平台12、透射式体相全息衍射光栅13、光纤准直器14、1xN光开关15、雪崩光电二极管探测器阵列16、偏压控制模块17、信号读出电路18以及信号处理和系统控制模块19组成。所述系统中宽带光源1发出的低相干光经由三端口光纤环形器2的a端口进入，b端口输出至1x2光纤耦合器3后被其分为两束光。分别进入参考臂和样品臂，进入参考臂的光束依次通过偏振控制器41、准直透镜51、中性密度滤波片6、聚焦透镜71后被反射镜8反射产生的反射光沿原路返回；进入样品臂的光束依次通过偏振控制器42、准直透镜52后经由扫描振镜9偏转后由聚焦透镜72聚焦至被测样品11，被测样品11被照射后产生的后向散射光沿原路返回。参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光再次通过1x2光纤耦合器3时被合束，之后经由三端口光纤耦合器2的b端口输入、c端口输出至准直透镜53，被其准直后入射至透射式体相全息衍射光栅13上，平行光束经过透射式体相位全息光栅13分光后由聚焦透镜73聚焦至与其正对的准直器14中，准直器14将干涉光信号耦合进入1xN光开光15，1xN光开光15拥有的光信号通道数量与雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管数量相同且一一对应，偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的每个雪崩光电二极管的探测状态。当干涉光信号耦合进入1xN光开光15时，信号处理和系统控制模块19会控制1xN光开关15的通道依次打开，同时通过控制偏压控制模块17控制雪崩光电二极管探测器阵列16中的与1xN光开关15中相对应的雪崩光电二极管依次进行探测。与此同时，信号读出电路18会将雪崩光电二极管探测器阵列16中各个雪崩光电二极管探测到的光信号转换为电信号并传输至信号处理和系统控制模块19进行高速处理。为了得到三维图像，信号处理和系统控制模块19在控制扫描振镜9扫描的同时控制精密滑移样品平台12产生位移，从而高速获得被测样品11的三维图像。
2.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：宽带光源1的光谱带宽、中心波长和输出光功率基本上决定了光学相干层析成像系统的轴向分辨率。宽带光源可以是超辐射发光二极管(SLD)、放大自发辐射光源(ASE)和科尔透镜锁模钛宝石激光器中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：偏振控制器4的作用是用来调整参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光的偏振态，使得参考臂中的反射光和样品臂中的后向散射光的偏振态匹配，从而使得干涉信号的对比度达到最大。
4.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：扫描振镜9的主要目的是对光束进行偏转，信号处理和系统控制模块19通过控制扫描振镜9连续偏转以实现被测样品11的扫描，同时信号处理和系统控制模块19也会控制精密滑移平台12使得被测样品11产生位移，进而获得被测样品11的三维图像。
5.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：透射式体相全息衍射光栅13的主要目的是将不同波长光分开，借此区分复色光的光谱成分，其不仅对入射光的偏振态具有不敏感的特性，同时对s偏振光和p偏振光都具有较高的衍射效率。
6.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：光纤准直器14的主要目的是将聚焦透镜73中聚焦的光束耦合进入光纤中后传输至1xN光开光中，光纤准直器14的使用可以有效降低光信号的损失。
7.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：1xN光开光15具有N个光信号传输通道，这些光信号传输通道的数目与雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管数目相同且一一对应，信号处理和系统控制模块19可以对1xN光开光中的光传输信号通道进行依次切换。
8.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管的探测状态受偏压控制模块17的输出电压控制，工作在不同的模式和不同内部增益下；雪崩光电二极管在接收到光信号后，将光信号转换为电信号由信号读出电路18读出，并送至信号处理和系统控制模块19进行处理。雪崩光电二极管探测器阵列中的雪崩光电二极管可以是基于硅(Si)、锗(Ge)、铟镓砷(InGaAs)或者铟镓砷/磷化铟(InGaAs/InP)等雪崩光电二极管中的任何一种。
9.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：偏压控制模块17可以将适合于雪崩光电二极管探测器所需的直流电压由单通道直流电压分为多通道直流电压，同时可以对各个通道的输出电压进行控制。信号处理和系统控制模块19可以通过控制偏压控制模块17来控制雪崩光电二极管探测器阵列16中每个雪崩光电二极管的探测状态。偏压控制模块17的直流电压输出通道数与雪崩光电二极管探测器阵列16中的雪崩光电二极管数量相同。
10.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统。其特征是：信号处理和系统控制模块19主要有三个作用：1.用来控制1xN光开关15中每个光信号传输通道和雪崩光电二极管探测器阵列16中与光信号传输通道相对应的雪崩光电二极管的快速切换；2.用来高速处理由信号读出电路18读出的电信号并重建成像；3用来控制扫描振镜9的扫描速度和精密滑移样品平台12的位移速度，从而高速获得被测样品11的三维图像。
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2021
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