DE102017100850A1 - OCT-Messvorrichtung und -verfahren - Google Patents

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Abstract

Eine OCT-Messvorrichtung zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), wobei die OCT-Messvorrichtung aufweist: eine OCT-Strahlungsquelle (3), welche eine Abstrahlfläche (30) zur Abgabe von OCT-Strahlung (5) hat, einen Referenzstrahlengang (28), in den längs einer optischen Achse (OA) ein Teil der OCT-Strahlung (5) als Referenzstrahlung (17) eingekoppelt ist und der ein die Referenzstrahlung (17) reflektierendes Bauteil (27) aufweist, wobei zur Unterdrückung von Rückkopplung von OCT-Strahlung (5) in die OCT-Strahlungsquelle (3) das reflektierende Bauteil (24) gegenüber der optischen Achse (OA) derart verkippt ist, dass zur OCT-Strahlungsquelle (3) rückreflektierte Strahlung neben die Abstrahlfläche (30) trifft. Alternativ ist ein Strahlungsverteilungselement (2) vorgesehen, das die OCT-Strahlung (5) in einen Signalstrahlengang (9) und einen Referenzstrahlengang (28) aufteilt, die aus dem Signalarm (9) und dem Referenzstrahlengang (28) zurückkehrenden Strahlungen überlagert in einen Detektionsstrahlengang (32) leitet, und in einer Polarisationsteilung Strahlung bestimmter Polarisation nur zum Detektionsstrahlengang (32) leitet, wobei im Referenzstrahlengang (28) ein polarisationsbeeinflussendes Element (25) steht, das die Referenzstrahlung (17) derart modifiziert, dass sie die bestimmte Polarisation hat und somit nicht vom Strahlungsverteilungselement (2) in die OCT-Strahlungsquelle (3) rückkoppelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Themengebiet der optischen Kohärenztomographie (engl. Optical Coherence Tomographie = OCT). Im Weiteren wird die übliche Abkürzung „OCT“ verwendet. OCT ist ein optisches Standardverfahren, um biometrische oder bildgebende Messungen am Auge vorzunehmen. Es ist sind zahlreiche OCT-Messverfahren aus der Literatur bekannt (vgl.„Optical Coherence Tomography - Technology and Applications", Editors: Drexler, Fujimoto, Springer International Publishing AG, ISBN: 978-3-540-77549-2.), insbesondere in Form eines linienscannenden Freistrahl-Spectral-Domain-OCT (vgl. Grajciar, et al „Parallel Fourier domain optical coherence tomography for in vivo measurement of the human eye," Opt. Express 13, 1131-1137 (2005) oder US 5847827 ).
  • Zur Durchführung von OCT-Messungen wird eine Strahlungsquelle benötigt, die eine gewisse spektrale Bandbreite, typischerweise einige 10 nm, und gleichzeitig eine hohe räumliche Kohärenz aufweist. Die spektrale Bandbreite ist mit der Tiefenauflösung verknüpft. Je größer die Bandbreite, desto besser ist die prinzipiell erreichbare Strukturauflösung in der Tiefe, was vor allem bei bildgebenden Retina-Messungen wichtig ist.
  • Die hohe räumliche Kohärenz ist erforderlich, um die OCT-Strahlung effizient in das Auge einkoppeln zu können, da hierfür nur eine relativ kleine numerische Apertur (NA) zur Verfügung steht.
  • Um die beiden genannten Eigenschaften zu erhalten, werden Superlumineszenzdioden (SLD) oder durchstimmbare Laserquellen verwendet. Diese Strahlungsquellen sind jedoch sehr empfindlich auf Rückreflexe. Ein in die Strahlungsquelle rückgekoppelter Anteil von mehr als 1E-3 der abgestrahlten Leistung kann bereits zu einer Veränderung des Abstrahlverhaltens führen, da in den genannten Strahlungsquellen eine nichtlineare optische Verstärkung stattfindet.
  • Es ist dann nicht ausgeschlossen, dass die Strahlungsquelle ihr Spektrum und/oder ihre Abstrahlleistung aufgrund der optischen Rückkopplung verändert. Dies kann potentiell zu drei Problemen führen:
    1. 1. Das Messergebnis wird verfälscht.
    2. 2. Die Strahlungsquelle wird beschädigt. Eine SLD könnte anfangen zu lasern, was eine Fehlfunktion darstellt.
    3. 3. Die Abstrahlleistung steigt unkontrolliert an, so dass die Strahlungsgrenzwerte für die Augensicherheit überschritten werden.
  • Um das Problem der optischen Rückkopplung zu vermeiden, wird ein sogenannter optischer Isolator, welcher den Faraday-Effekt ausnutzt, verwendet. Er besteht aus zwei um 45° verdrehten Linearpolarisatoren, zwischen denen sich ein Faraday-Rotator befindet. Die Rotation erfolgt aufgrund eines transparenten Materials mit Faraday-Effekt, das sich in einem Magnetfeld längs der optischen Ausbreitungsrichtung befindet. Die eintreffende Strahlung wird zunächst linear polarisiert, sofern dies nicht bereits der Fall ist. Der Faraday-Rotator dreht die Polarisationsebene um 45°, so dass die Strahlung den zweiten Linearpolarisator passieren kann. Trifft nun (reflektierte) Strahlung auf die Ausgangsseite des optischen Isolators, so wird diese Strahlung ebenfalls linear polarisiert und die Polarisationsebene dann um 45° gedreht. Allerdings ist nun die Magnetfeldrichtung der Ausbreitungsrichtung entgegen gesetzt, so dass die Strahlung nach der Rotation auf einen sie sperrenden Linearpolarisator trifft.
  • Derartige optische Isolatoren weisen jedoch erhebliche Nachteile auf: Um die notwendige Drehung der Polarisationsebene um 45° zu erreichen, werden Materialien mit sehr hoher Verdet-Konstante und gleichzeitig sehr starke, genau abgestimmte Magnetfelder benötigt. Beides ist technisch aufwändig und kostenintensiv. Für OCT-Geräte, die in großen Stückzahlen hergestellt werden sollen, stellen derartige optische Isolatoren daher keine akzeptable Lösung dar. Darüber hinaus weisen optische Isolatoren in Freistrahl-OCT-Vorrichtungen den Nachteil auf, dass durch die lange Wechselwirkungsstrecke im Faraday-Rotator die Qualität des Strahlprofils der OCT-Strahlung erheblich beeinträchtigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine OCT-Vorrichtung zu schaffen, die für ophthalmologische Zwecke geeignet und in großen Stückzahlen potentiell kostengünstig herstellbar ist.
  • Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 2, 6, 7, 10 und 11 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
  • Die Erfindung sieht Varianten vor, die durch eine Filterung eine Rückkopplung verhindern. Alle Varianten sind als Freistrahloptiken hinsichtlich des Interferometers ausgeführt, wobei ein Strahlungsverteilungselement die Strahlung in einen Signalarm und einen Referenzarm aufteilt und aus dem Signalarm zurückkehrende Signalstrahlung und aus dem Referenzarm zurückkehrende Referenzstrahlung überlagert zu einem Detektionsarm führt. Die erste Variante bildet das Strahlungsverteilungselement als schräggestellte Strahlteilerplatte aus,die eine Vorderseite und eine um eine Plattendicke davon beabstandete Rückseite hat. An der Vorderseite wird die Strahlung in den Signalarm durch Reflexion abgeteilt und zurückkehrende Signalstrahlung transmittiert. Gleichzeitig wird an der Vorderseite die Referenzstrahlung in den Referenzarm transmittiert. Aus dem Referenzarm zurückkehrende Referenzstrahlung wird an der Rückseite reflektiert. Aufgrund der Schrägstellung und der Plattendicke ergibt sich bei der Transmission der Strahlungen (Signalstrahlung auf dem Weg vom Signalarm zum Detektionsarm sowie Referenzstrahlung auf dem Weg von der Vorderseite zum Referenzarm) ein Versatz. Weiter erfolgt bei der Strahlumlenkung im Referenzstrahlengang ebenfalls ein Versatz. Die geometrischen Verhältnisse sind so aufeinander abgestimmt, dass die aus dem Referenzarm zurückkehrende Referenzstrahlung an genau derjenigen Stelle auf die Rückseite der Strahlteilerplatte fällt und reflektiert wird, an der die aus dem Signalarm zurückgekehrte Signalstrahlung, welche an der Vorderseite transmittiert wurde, an der Rückseite der Strahlteilerplatte austritt. Auf diese Weise ist durch die räumlich trennende Wirkung der Strahlteilerplatte in Kombination mit dem Versatz im Referenzarm dafür gesorgt, dass die Referenzstrahlung nicht unerwünscht zur OCT-Strahlungsquelle zurückgekoppelt werden kann. In einer zweiten Variante wird in der OCT-Messvorrichtung eine Polarisationsteilung vorgenommen, die derart ausgestaltet wird, dass nur Strahlung einer bestimmten Polarisation aus dem Referenzarm in den Detektionsarm gelangen kann. Die Strahlung wird dann im Referenzarm so konditioniert, dass sie mit genau dieser bestimmten Polarisation wieder auf das Strahlungsverteilungselement einfällt, somit nur in den Detektionsarm umgeleitet wird und nicht zur Strahlungsquelle zurückkoppeln kann. In einer dritten Variante wird die Rückkopplung in die Strahlungsquelle dadurch verhindert, dass im Referenzarm ein Bauteil vorgesehen ist, das die optische Achse derartig verkippt, dass zur OCT-Strahlungsquelle rückreflektierte Strahlung neben einer Abstrahlfläche auftrifft, an welcher die OCT-Strahlung von der OCT-Strahlungsquelle abgegeben wird. Bei diesem Bauteil kann es sich insbesondere um das die Referenzstrahlung im Referenzarmreflektierende Bauteil handeln. Allen Varianten ist es gemein, dass sie eine Rückkopplung der OCT-Strahlung in die OCT-Strahlungsquelle verhindern. Die erste Variante mittels einer räumliche Trennung, die zweite Variante mittels Polarisierung, die dritte Variante durch leichte Verkippung der optischen Achse im Referenzarm. So ist die Verwendung optischer Isolatoren mit Faraday-Rotator vermieden, wodurch diese technisch aufwendige Komponente wegfällt.
  • Die OCT-Messvorrichtung weist ein Freistrahl-Interferometer, z. B. ein Michelsoninterferometer, auf, dessen Arme von Beleuchtungsstrahlengang, Signalstrahlengang, Referenzstrahlengang und Detektionsstrahlengang gebildet sind.
  • Alle Ausführungsbeispiele weisen Eigenschaften auf, die dafür sorgen, dass die Superlumineszenzdiode (SLD) als OCT-Strahlungsquelle vor optischer Rückkopplung hinreichend geschützt ist. Als hinreichend wird von SLD-Herstellern typischerweise angegeben, dass die in die SLD zurück gekoppelte optische Leistung weniger als 1E-3 der abgestrahlten optischen Leistung beträgt. Die Leistungsgrenze gibt also an, zu welchem Restanteil in der ersten Variante noch Strahlung auf die Austrittsfläche treffen darf bzw. in der zweiten Variante bei der Umverteilung der Strahlung ein geringer Rest der eigentlich nicht zugelassenen Polarisation dennoch zur OCT-Strahlungsquelle zurückgelangen darf. Beides ist aufgrund technisch bedingter Bauteiletoleranzen oftmals nicht ganz vermeidbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • 1 eine Schemadarstellung des Strahlenganges einer ersten Ausführungsform einer OCT-Messvorrichtung, die ein Michelson-Interferometer verwendet,
    • 2 eine schematisierte Darstellung der OCT-Messvorrichtung mit den Polarisationszuständen der dort geführten Strahlungen,
    • 3 das Spektrum einer OCT-Strahlungsquelle,
    • 4 transmittierte Intensitäten in der OCT-Messvorrichtung der 1,
    • 5 eine Abwandlung der Bauweise der 1, in der das Interferometer eine polarisierende Mach-Zehnder-Strahlteilerplatte hat,
    • 6 eine Schemadarstellung für eine Ausführungsform einer OCT-Messvorrichtung, bei der eine Rückkopplung der OCT-Messstrahlung in die OCT-Strahlungsquelle durch eine Ablenkung im Referenzstrahlengang verhindert ist.
  • Die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels erfolgt anhand der 1-4. 1 zeigt den Aufbau einer linienscannenden OCT-Messvorrichtung 1 mit einem polarisierenden Strahlteilerwürfel 2 in Michelson-Interferometer-Anordnung als zentralem Element. Statt des Strahteilerwürfels 2 kann auch eine Strahlteilerplatte in Michelson-Interferometer-Anordnung verwendet werden. Eine OCT-Strahlungsquelle 3 enthält vorzugsweise eine SLD mit einer Schwerpunktwellenlänge im NIR-Bereich sowie eine Kollimationsoptik. Es könnte sich jedoch auch um eine sichtbare Strahlungsquelle sowie um einen durchstimmbaren Laser handeln. Mit Linearpolarisator 4 wird OCT-Strahlung 5 linear polarisiert. Eine Verzögerungsplatte 6 ist als Halbwellenplatte (λ/2) ausgeführt und dient dazu, die Polarisationsebene zu drehen. Eine Linse 7 ist als Zylinderlinse ausgeführt und dient dazu, auf der Retina eines Auges 8 eine Beleuchtungslinie (senkrecht für Zeichenebene) zu erzeugen. Der polarisierende Strahlteilerwürfel 2 teilt die Strahlung in diesem Ausführungsbeispiel derart auf, dass nur die s-polarisierte Strahlung in Richtung des Signalarms 9 reflektiert wird. Die weitere Ausgestaltung der Vorrichtung geht von dieser Art der Strahlteilung aus. Prinzipiell kann die Strahlteilung jedoch aus so ausgelegt sein, dass die p-polarisierte Strahlung vom Strahlteilerwürfel 2 reflektiert wird. Dann sind die anderen optischen Komponenten entsprechend angepasst.
  • Über einen Scannerspiegel 10 und einen zweiten Strahlteiler 11 wird die polarisierte OCT-Strahlung 5 dem Signalarm 9 zugeführt. Eine Verzögerungsplatte 12 erzeugt eine Verzögerung zwischen λ/10 und 3λ/4 und ist mit einer Drehvorrichtung versehen, die sie um die optische Achse rotiert. Durch Drehung der Verzögerungsplatte 12 kann einer individuell schwankenden Cornea-Doppelbrechung Rechnung getragen werden. Die Drehung von Verzögerungsplatte 12 erfolgt vorzugsweise so, dass die vom Auge zurückgeworfene OCT-Strahlung einen möglichst hohen p-polarisierten Anteil erhält, denn dieser Anteil wird vom polarisierenden Strahlteilerwürfel 2 transmittiert. Da es sich hier exemplarisch um eine Spectral-Domain-OCT-Vorrichtung handelt, ist die Sensitivität der OCT-Messung direkt proportional zum p-polarisierten Anteil der Strahlung, die vom polarisierenden Strahlteilerwürfel transmittiert wird.
  • Die Linse 13 und Linse 14 dienen der Strahlformung der Signalstrahlung. Durch die Verschiebung der Linse 14 längs der optischen Achse erfolgt ein individueller Dioptrienausgleich. In der Verlängerung der Signalstrahlungsachse ist ein Fixierlicht 15 angeordnet, dass vorzugsweise als selbstleuchtendes Display ausgeführt ist. Mit Hilfe dieses Fixierlichtes werden dem Probanden Fixiermuster angeboten, zu denen er seine Blickrichtung und seine laterale Augenposition ausrichtet. Eine Linse 16 trägt dazu bei, dass das Fixiermuster auf die Retina abgebildet wird. Optional ist im Fixierstrahlengang eine variable Iris-Blende vorgesehen, um den Winkelbereich der Fixierlichtstrahlung einzuschränken.
  • Am polarisierenden Strahlteiler 2 überlagern sich eine Signalstrahlung 26 und Referenzstrahlung 17. Die überlagerte Strahlung wird durch den Linearpolarisator 18 derart gefiltert, dass ein OCT-Detektor 19 möglichst gut ausgesteuert wird und gleichzeitig ein möglichst großes Interferenzsignal entsteht. Dazu wird der Linearpolarisator 18 in geeigneter Weise gedreht. Anschließend wird die überlagerte Strahlung mittels der vorzugsweise achromatischen Linse 20 zu einer Linie geformt, die konjugiert zu der Beleuchtungslinie auf der Retina ist. Optional kann die so geformte Strahlung mit einem Spektrometerspalt räumlich gefiltert werden. Mit Hilfe der Linse 21, die ebenfalls vorzugsweise achromatisch ist, wird die überlagerte Strahlung auf ein Gitter 22 abgebildet, welches die Strahlung spektral aufspaltet. Die aufgespaltene Strahlung wird mittels der Linse 21 auf den OCT-Detektor 19, der vorzugsweise eine flächige Kamera aufweist, so abgebildet, dass zahlreich A-Scans (Tiefenscans) parallel detektiert werden können.
  • Alle Optiken, insbesondere alle Optiken mit Planflächen können optional verkippt sein, um störende Reflexe zu vermeiden. Die OCT-Strahlungsquelle 3 kann auch eine durchstimmbare Laserquelle oder eine andere für OCT geeignete Strahlungsquelle sein.
  • Die Referenzstrahlung 17 wird mittels einer Linse 23, die hier als Zylinderlinse ausgeführt ist, kollimiert. Anschließend wird die Referenzstrahlung 17 mit Hilfe eines Spiegels 24 in sich zurück reflektiert. Mittels einer Verzögerungsplatte 25 wird die Polarisation der Referenzstrahlung 17 so manipuliert, dass sie s-polarisiert ist, wenn sie auf dem Rückweg auf den polarisierenden Strahlteiler trifft. Die s-polarisierte Referenzstrahlung wird vom polarisierenden Strahlteiler reflektiert und gelangt so in den Detektionsstrahlengang. Ein Retro-Reflektor 27 dient zur Einstellung der Weglänge des Referenzstrahlungsganges 28.
  • Nun sind zwei Varianten zu unterscheiden:
    1. a) Der in 1 dargestellte Retro-Reflektor 27 entfällt. Stattdessen reflektiert der Spiegel 24 die Referenzstrahlung in sich zurück. In diesem Fall wird die Verzögerungsplatte 12 als Viertelwellenplatte (λ/4) ausgeführt. Der Spiegel 24 ist dann in Richtung der Referenzstrahlung motorisiert verschiebbar ausgelegt, um die optischen Weglängen im Signal- und Referenzarm abgleichen zu können.
    2. b) Der in 1 dargestellte Retro-Reflektor 27 wird verwendet. Bei dem Retro-Reflektor 27 handelt es sich hier um ein Tripel-Prisma (auch Corner-Cube genannt). Der Retro-Reflektor 27 wird so positioniert und um die Ausbreitungsrichtung der Referenzstrahlung gedreht, dass ein Polarisationseigenzustand für die Referenzstrahlung entsteht. Das bedeutet, die Referenzstrahlung 28 verlässt den Retro-Reflektor 27 mit dem gleichen Polarisationszustand wie sie hinein gestrahlt wurde. Insbesondere ist einfallende, linear polarisierte Strahlung bei passender Polarisationsrichtung nach den drei Reflexionen im Retro-Reflektor 27 wieder linear polarisiert. Diese Eigenschaft des Retro-Reflektors 27 ist z. B. in Liu und Azzam, „Polarization properties of corner-cube reflectors: theory and experiment", Applied Optics, Vol. 36, No. 7, 1997, S. 1553-1559, beschrieben. Die Verzögerungsplatte 25 wird verwendet, um s-polarisierte Strahlung auf dem Rückweg zum polarisierenden Strahlteiler hinsichtlich der Polarisation zu präparieren. Die Verzögerungsplatte 25 kann auch zwischen Spiegel und Retro-Reflektor angeordnet sein. Der Retro-Reflektor 27 ist in Einfallsrichtung der Referenzstrahlung 17 motorisiert verschiebbar ausgelegt, um die optischen Weglängen im Signal- und Referenzarm 9, 28 abgleichen zu können. Der Spiegel 24 kann in diesem Fall fixiert werden. Die Vorteile dieser Variante bestehen darin, dass die Verschiebestrecke gegenüber der Variante a) halbiert wird und dass Winkelfehler der Verschiebevorrichtung durch den Retro-Reflektor 27 kompensiert werden.
  • Reale polarisierende Strahlteiler unterdrücken die unerwünschte Polarisation nicht beliebig gut. Kostengünstige polarisierende Strahlteilerwürfel erreichen ein Unterdrückungsverhältnis TP/TS von ca. 1000 ... 2000. Das heißt, s-polarisierte Strahlung, die eigentlich vollständig reflektiert werden sollte, wird bis zu einem kleinen Anteil transmittiert und könnte so zur OCT-Strahlungsquelle 3 gelangen. Das wiederum würde die eingangs erwähnten drei Probleme verursachen.
  • Darüber hinaus könnte Referenzstrahlung 17 auch dadurch zurück zur OCT-Strahlungsquelle 3 gelangen, dass sie einen unerwünschten p-polarisierten Anteil enthält und somit vom polarisierenden Strahlteilerwürfel 2 funktionsgemäß transmittiert wird. Dieser unerwünschte Polarisationsanteil kann beispielsweise durch die spektrale Dispersion der Verzögerung verursacht werden. Selbst wenn die Verzögerung bei der Schwerpunktwellenlänge exakt den Sollwert (z.B. λ/4) aufweist, weicht die Verzögerung bei benachbarten Wellenlängen aufgrund der Dispersion vom Sollwert ab.
  • Die Vorrichtung der 1 unterdrückt optische Rückkopplungen in die OCT-Strahlungsquelle 3 in ausreichendem Maße und gewährleisten gleichzeitig eine effiziente OCT-Messung. Dies zeigt eine auf dem Müller-Matrix-Formalismus basierende Simulationsrechnung die den zur Strahlungsquelle 3 rückreflektierten optischen Leistungsanteil berechnet.
  • In 2 sind die relevanten Komponenten noch einmal schematisch dargestellt. Wegen der hohen Reflektivität des Referenzstrahl-Reflektors 24, der hier als einfacher Spiegel angenommen ist, wird nur die Rückkopplung der Referenzstrahlung 17 simuliert. Die vom Auge 8 zurück gestrahlte Signalstrahlung 26 ist um viele Größenordnungen schwächer und kann vernachlässigt werden.
  • 3 zeigt ein typisches (normiertes) SLD-Spektrum. Der für die OCT-Messung und somit auch für die Simulation verwendete Spektralbereich beträgt hier beispielhaft 825 - 855 nm. Die Verzögerungsplatte 6 ist als Halbwellenplatte ausgeführt und so ausgerichtet, dass vom polarisierenden Strahlteilerwürfel 2 ca. 5% der SLD-Strahlung in den Referenzarm 28 transmittiert wird, was in 4 im linken Diagramm dargestellt ist das den relativen Anteil J28 im Referenzarm 28 zeigt. Durch diese Leistungsaufteilung ist gewährleistet, dass der Hauptanteil (ca. 95%) der SLD-Strahlung zur Signalerzeugung zur Verfügung steht.
  • Das rechte Diagramm in 4 zeigt spektral aufgelöst den zur SLD zurück gekoppelten Anteil JF der emittierten OCT-Strahlung 5. Die obere, dünnere Kurve zeigt die reine Transmission, die untere, dickere Kurve den Anteil gewichtet mit deren spektralen Eigenschaften. Zugrunde gelegt wurden dabei die gemessenen, spektralen Eigenschaften von realen Komponenten, was zu einem gewissen Rauschen in den Kurven führt. Entscheidend ist nun, wieviel optische Leistung insgesamt zur SLD zurück gelangt. Im vorliegenden Fall ist dies ein Anteil von 3,9E-5, was einer Unterdrückung von -44,1 dB entspricht. Damit ist gezeigt, dass mit der Vorrichtung in 1 eine effiziente OCT-Messungen durchgeführt werden kann, ohne einen Faraday-Isolator verwenden zu müssen, und ohne die kritische Grenze von 1E-3 optischer Rückkopplung zur SLD zu überschreiten.
  • Sehr vorteilhaft an der Vorrichtung der 1 ist es, dass durch die polarisierenden Bauteile 2, 6, 7, 12, 18, 25, 27 eine sehr hohe OCT-Sensitivität erzielt werden kann, da in den Filtern und bei der Konditionierung der Polarisationsrichtung die an und für sich sehr schwache Signalstrahlung (sie stammt ja von Rückreflexionen oder Rückstreuungen am Auge) gegenüber der Referenzstrahlung bevorzugt wird, sowohl was die Beleuchtung als auch die weitere Führung in den Detektionsarm angeht. Dennoch ist ein störendes optisches Feedback in die OCT-Strahlungsquelle 3 verhindert.
  • In 5 ist eine OCT-Messvorrichtung gezeigt, die sich von der in 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der polarisierende Strahlteilerwürfel 2 durch eine Strahlteilerplatte 29 ersetzt wurde. Strukturell oder funktionell gleiche Bauteile sind ansonsten mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 5 zeigt weiter exemplarisch, dass Verzögerungsplatten auch, bezogen auf die Linsen, an anderen Stellen im jeweiligen Arm stehen können. Die Strahlteilerplatte 29 ist an ihrer Vorderseite 29a und ihrer Rückseite 29b jeweils mit einer polarisationsteilenden Schicht versehen. Es wäre jedoch auch eine 50/50-Teilerschicht gleichermaßen möglich. Die Strahlteilerplatte reflektiert an ihrer Vorderseite 29a die OCT-Strahlung 5 in den Signalarm 9, der ansonsten dem der 1 entspricht. Ein Anteil der OCT-Strahlung wird an der Vorderseite 29a transmittiert. Die Größe dieses Anteils wird entweder über das Teilerverhältnis (50/50 bei einem Neutralteiler) oder über eine Polarisationssteuerung eingestellt, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Die Strahlung wird durch die Platte transmittiert und tritt an der Rückseite 29b aus. Sie bildet Referenzstrahlung 17. Hierbei erfolgt eine seitliche Verschiebung. Im Referenzarm 28 wird die Referenzstrahlung 17 mit dem Retro-Reflektor 27 versetzt, so dass die aus dem Referenzarm 28 zurückkehrende Referenzstrahlung 17 an der Rückseite 29b an anderer Stelle auftritt und dort zum Detektionsstrahlengang 32 reflektiert wird. Der Ort des Reflexes stimmt exakt mit demjenigen Ort überein, an dem die aus dem Signalarm 9 zurückkehrende Signalstrahlung 26, welche an der Vorderseite 29a transmittiert wurde, nach dem Durchtritt durch die Strahlteilerplatte 29 an der Rückseite 29b austritt. Somit sind Signalstrahlung aus dem Signalarm 9 und Referenzstrahlung aus dem Referenzarm 28 überlagert. Gleichzeitig ist es durch den Versatz, der vom Retro-Reflektor 27 bewirkt wird, unmöglich geworden, dass Referenzstrahlung von der Strahlteilerplatte 29 zur OCT-Strahlungsquelle 3 zurückgekoppelt werden könnte. Durch die Strahlteilerplatte 29 mit der Vorderseite 29a und Rückseite 29b wird verhindert, dass die Referenzstrahlung 17 in sich zurück reflektiert wird. Stattdessen gelangt sie nach der Reflexion am Retro-Reflektor 27 parallel versetzt zur Rückseite 29b zurück und kann nicht in die OCT-Strahlungsquelle 3 zurück gekoppelt werden. Die Strahlteilerplatte kann natürlich auch in Form von zwei Strahlteilerwürfeln in Kombination mit zwei Umlenkspiegeln realisiert werden.
  • Anders als in der Anordnung in 1 kann der Retro-Reflektor 27 hier nicht beliebig um die Ausbreitungsrichtung der Referenzstrahlung 17 gedreht werden, da dies den Versatz im Referenzstrahlengang 28 stören und den Auftreffort auf der polarisierenden Strahlteilerplatte 29 verändern würde. Somit lässt sich ohne weitere Maßnahmen auch kein Polarisationseigenzustand der Referenzstrahlung 17 am Retro-Reflektor 27 einstellen. Jedoch kann mit der Verzögerungsplatte 25 der Anteil s-polarisierter Strahlung maximiert werden, bevor die Referenzstrahlung 17 zurück zur polarisierenden Strahlteilerplatte 29 gelangt.
  • Der doppelte Verfahrweg des Retro-Reflektors 29, die deutlich größere polarisierende Strahlteilungskomponente und die doppelt ausgeführte Zylinderlinse 23a, 23b im Vergleich zur Vorrichtung in 1 werden bei diesem Ausführungsbeispiel in Kauf genommen.
  • In der Variante der 5 erfolgt die Rückkopplungsunterdrückung durch eine räumliche Trennung. Es kann deshalb im Gegensatz zur 1 auch ohne Polarisationspräparation, also ohne die Komponenten 2, 6, 7, 12, 18, 25, 27 gearbeitet werden. Auch müssen die Vorderseite 29a und die Rückseite 29b keine Polarisationsteilung ausführen. Dadurch wird ein einfacherer Aufbau erreicht, allerdings auf Kosten einer geringeren OCT-Sensitivität. Für bestimmte Anwendungen kann dies ausreichen.
  • 6 zeigt eine dritte Variante, wie verhindert werden kann, dass eine potentiell schädliche optische Rückkopplung in die OCT-Strahlungsquelle 3 erfolgt. Diese Variante kann insbesondere mit dem Ausführungsbeispiel in 1 kombiniert werden und kann hinsichtlich des Gesamtaufbaus in weiten Teilen mit der Vorrichtung in 1 identisch sein. In diesem Fall ist eine dezidierte Polarisationspräparation wie in 1 nicht mehr nötig, wenn eine geringere OCT-Sensitivität in Kauf genommen wird (s. o.).
  • Die Unterdrückung optischer Rückkopplung erfolgt hier aufgrund einer gezielten Winkelablenkung der Referenzstrahlung 17, die dazu führt, dass die reflektierte Referenzstrahlung nicht wieder auf die Abstrahlfläche 30 der OCT-Strahlungsquelle 3 abgebildet wird. Stattdessen wird der Referenzstrahl seitlich versetzt in die Ebene der Abstrahlfläche 30 abgebildet, wo sie nicht in den optisch verstärkenden Bereich der OCT-Strahlungsquelle 3 gelangen kann, wie in 6 schematisch dargestellt ist. Zur Verdeutlichung ist die in 1 und 2 nicht separat gezeigte Kollimationslinse 31 der OCT-Strahlungsquelle in 6 separat dargestellt, während alle übrigen Komponenten der OCT-Messvorrichtung symbolisch durch einen gestrichelten Kasten 34 dargestellt werden.
  • Wesentlich ist hier, dass eine reflektierende Komponente im Referenzstrahlengang 28 gezielt verkippt wird, um die optische Rückkopplung in die OCT-Strahlungsquelle 3 zu verhindern. Geeignet ist hierzu insbesondere der Spiegel 24 in 1. Statt eines Planspiegels könnte auch ein leicht verkipptes 90°-Prisma (Porro-Prisma) verwendet werden. Die Verkippung kann typischerweise weniger als 1° betragen, da die Austrittsfläche 30 von SLDs sowie durchstimmbaren Lasern, als den meist verwendete OCT-Strahlungsquellen, in der Regel nur wenige µm ausgedehnt ist. Nicht geeignet für die Variante in 6 als gezielt zu verkippendes Reflexionselement wäre ein Retro-Reflektor, da dieser die winkeländernde Wirkung der Verkippung intrinsisch kompensieren würde. Diese Variante lässt sich auch vorteilhaft mit einer sogenannten „Off-Axis“ OCT-Messvorrichtung kombinieren, bei der Referenzstrahlung und Signalstrahlung nicht kollinear bzw. parallel, sondern unter einem kleinem Winkel (typisch 1°-4°) wieder zusammengeführt werden, bevor sie interferieren.
  • In den 1 und 5 sind exemplarisch linien-rasternden OCT-Vorrichtungen mit spektraler Detektion (gängige Bezeichnung: Line-Field Spectral-Domain OCT) dargestellt. Die Erfindung ist jedoch auch in punkt-rasternden (Spot-Scan) oder voll-flächigen (Full-Field) OCT-Vorrichtungen anwendbar. Statt der Verwendung eines Spektrometers kann auch eine Swept-Source OCT-Strahlungsquelle in Kombination mit einer balancierten Detektion (balanced detection) zum Einsatz kommen. Weiter ist auch ein Einsatz in zeitauflösenden OCT-Vorrichtungen (Time-Domain OCT) möglich. Selbstverständlich kommen auch Kombinationen der genannten Vorrichtungsvarianten in Frage.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5847827 [0001]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Optical Coherence Tomography - Technology and Applications“, Editors: Drexler, Fujimoto, Springer International Publishing AG, ISBN: 978-3-540-77549-2 [0001]
    • Grajciar, et al „Parallel Fourier domain optical coherence tomography for in vivo measurement of the human eye,“ Opt. Express 13, 1131-1137 (2005) [0001]
    • Liu und Azzam, „Polarization properties of corner-cube reflectors: theory and experiment“, Applied Optics, Vol. 36, No. 7, 1997, S. 1553-1559 [0020]

Claims (13)

  1. OCT-Messvorrichtung zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), wobei die OCT-Messvorrichtung aufweist - eine OCT-Strahlungsquelle (3) zur Abgabe von OCT-Strahlung (5), - ein Freistrahl-Interferometer, das einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (27) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, umfasst, - wobei das Interferometer ein Strahlungsverteilungselement (2, 29) aufweist, das die OCT-Strahlung (5) in den Signalarm (9) und den Referenzarm (28) aufteilt und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) mit aus dem Signalarm (28) zurückkehrender Signalstrahlung (26) überlagert und in den Detektionsarm (32) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass - das Strahlungsverteilungselement (2, 29) als schräg gestellte Strahlteilerplatte (29) ausgebildet ist, welche eine Vorderseite (29a) und eine um eine Plattendicke davon beabstandete Rückseite (29b) aufweist, wobei die OCT-Strahlung (5) auf die Vorderseite (29a) auf die Strahlteilerplatte (29) einfällt, - die Strahlteilerplatte (29) die OCT-Strahlung (5) teilweise an der Vorderseite (29a) in den Signalarm (9) reflektiert und den Rest der OCT-Strahlung (5) an der Vorderseite (29a) transmittiert und durch die Plattendicke und Schrägstellung parallel verschoben an der Rückseite (29b) zum Referenzarm (28) als Referenzstrahlung (17) auskoppelt, - das Strahlumlenkelement (27) die Referenzstrahlung (17) umlenkt und um einen Versatz seitlich versetzt zur Rückseite (29b) der Strahlteilerplatte (29) zurückleitet, und - die Strahlteilerplatte (29) an ihrer Rückseite (29b) die aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) zum Detektionsarm (32) reflektiert und an ihrer Vorderseite (29a) die aus dem Signalarm (28) zurückkehrende Signalstrahlung (26) transmittiert und durch die Plattendicke und die Schrägstellung parallel verschoben an ihrer Rückseite (29b) zum Detektionsarm (32) auskoppelt, - wobei der vom Strahlumlenkelement (27) bewirkte Versatz sowie die Plattendicke und die Schrägstellung der Strahlteilerplatte (29) so aufeinander abgestimmt sind, dass die Signalstrahlung (26) an der Rückseite (29b) an der Stelle austritt, an welcher die vom Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) reflektiert ist, und dass die Referenzstrahlung (17) und die Signalstrahlung (26) koaxial überlagert in den Detektionsarm (32) eingespeist sind.
  2. OCT-Messverfahren zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), das folgende Schritte aufweist - Bereitstellen von OCT-Strahlung (5) mit eine OCT-Strahlungsquelle (3), - Aufteilen der OCT-Strahlung (5) in einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (27) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, und Zusammenführen und Überlagern von aus dem Signalarm (9) zurückkehrender Signalstrahlung (26) und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) und Leiten der überlagerten Strahlungen zu einem Detektionsstrahlengang (32), wobei zum Aufteilen, Zusammenführen und Überlagern ein Strahlungsverteilungselement (29) verwendet wird und der Signalarm (9), der Referenzarm (28) und der Detektionsarm (32) in Freistrahloptik ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass - als Strahlungsverteilungselement (2, 29) eine schräg gestellte Strahlteilerplatte (29) verwendet wird, welche eine Vorderseite (29a) und eine um eine Plattendicke davon beabstandete Rückseite (29b) aufweist, wobei die OCT-Strahlung (5) auf die Vorderseite (29a) auf die Strahlteilerplatte (29) gerichtet wird, - die OCT-Strahlung (5) teilweise an der Vorderseite (29a) in den Signalarm (9) reflektiert wird und der Rest der OCT-Strahlung (5) an der Vorderseite (29a) transmittiert und durch die Plattendicke und Schrägstellung parallel verschoben an der Rückseite (29b) zum Referenzarm (28) als Referenzstrahlung (17) ausgekoppelt wird, - mittels des Strahlumlenkelements (27) die Referenzstrahlung (17) umgelenkt und um einen Versatz seitlich versetzt zur Rückseite (29b) der Strahlteilerplatte (29) zurückgeleitet wird, und - an der Rückseite (29b) der Strahlteilerplatte (29) die aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) zum Detektionsarm (32) reflektiert wird und an der Vorderseite (29a) der Strahlteilerplatte (29) die aus dem Signalarm (28) zurückkehrende Signalstrahlung (26) transmittiert und durch die Plattendicke und die Schrägstellung parallel verschoben an ihrer Rückseite (29b) zum Detektionsarm (32) ausgekoppelt wird, - wobei der vom Strahlumlenkelement (27) bewirkte Versatz sowie die Plattendicke und die Schrägstellung der Strahlteilerplatte (29) so aufeinander abgestimmt sind, dass die Signalstrahlung (26) an der Rückseite (29b) an der Stelle austritt, an welcher die vom Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) reflektiert wird, und dass die Referenzstrahlung (17) und die Signalstrahlung (26) koaxial überlagert in den Detektionsarm (32) eingespeist werden.
  3. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite (29a) und der Rückseite (29b) jeweils eine Polarisationsteilerschicht vorgesehen ist.
  4. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorderseite (29a) und die Rückseite (29b) in einer ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisierte Strahlung reflektieren und in einer zur ersten Polarisationsrichtung (s) orthogonalen zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisierte Strahlung transmittieren, - die OCT-Strahlung (5) beim Einfall auf die Strahlteilerplatte (29) so polarisiert ist, dass ein erster Teil der OCT-Strahlung (5) in der ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisiert ist und ein kleinerer zweiter Teil der OCT-Strahlung (5) in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist, - im Signalarm (9) ein polarisationsdrehendes Element (12) angeordnet ist, das so eingestellt ist, dass die aus dem Signalarm (28) zur Strahlteilerplatte (29) zurückkehrende Signalstrahlung (26) in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist, - im Referenzarm (28) ein einstellbares, polarisationsdrehendes Element (12) angeordnet ist, das so eingestellt ist, dass die aus dem Referenzarm (28) zur Strahlteilerplatte (29) zurückkehrende Signalstrahlung (26) in der ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisiert ist, und - im Detektionsarm (32) ein lineares polarisationsfilterndes Element vorgesehen ist, das bevorzugt Strahlung (26) transmittiert, die in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist.
  5. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlumlenkelement (27) ein Retroreflektor ist.
  6. OCT-Messvorrichtung zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), wobei die OCT-Messvorrichtung aufweist: - eine OCT-Strahlungsquelle (3) zur Abgabe von OCT-Strahlung (5), - ein Freistrahl-Interferometer, das einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (27) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, umfasst, - wobei das Interferometer ein Strahlungsverteilungselement (2, 29) aufweist, das die OCT-Strahlung (5) in den Signalarm (9) und den Referenzarm (28) aufteilt und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) mit aus dem Signalarm (28) zurückkehrender Signalstrahlung (26) überlagert und in den Detektionsarm (32) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass - das Strahlungsverteilungselement (2) eine Polarisationsteilung ausführt und nur mit bestimmter Polarisation aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) zum Detektionsstrahlengang (32) leitet und - im Referenzarm (28) ein polarisationsbeeinflussendes Element (25) steht, das die Referenzstrahlung (17) derart modifiziert, dass sie nur mit der bestimmten Polarisation aus dem Referenzarm (28) zurückkehrt und somit nicht vom Strahlungsverteilungselement (2) in die OCT-Strahlungsquelle (3) rückkoppelt.
  7. OCT-Messverfahren zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), das folgende Schritte aufweist - Bereitstellen von OCT-Strahlung (5) mit einer OCT-Strahlungsquelle (3), - Aufteilen der OCT-Strahlung (5) in einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (27) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, und Zusammenführen und Überlagern von aus dem Signalarm (9) zurückkehrender Signalstrahlung (26) und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) und Leiten der überlagerten Strahlungen zu einem Detektionsstrahlengang (32), wobei zum Aufteilen, Zusammenführen und Überlagern ein Strahlungsverteilungselement (29) verwendet wird und der Signalarm (9), der Referenzarm (28) und der Detektionsarm (32) in Freistrahloptik ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass - beim Aufteilen, Zusammenführen und Überlagern eine Polarisationsteilung ausgeführt und nur mit bestimmter Polarisation aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) zum Detektionsstrahlengang (32) geleitet wird und - im Referenzarm (28) die Referenzstrahlung (17) derart modifiziert wird, dass sie nur mit der bestimmten Polarisation aus dem Referenzarm (28) zurückkehrt und somit nicht in die OCT-Strahlungsquelle (3) rückkoppelt.
  8. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die OCT-Strahlung (5) vor dem Aufteilen linear polarisiert ist und das Strahlungsverteilungselement (2) entweder s- oder p-polarisierte Strahlung zum Objekt (8) und gegensätzliche, also p- oder s-polarisierte Strahlung, in den Referenzstrahlengang (28) leitet und nicht-gegensätzlich polarisierte Strahlung zum Detektionsstrahlengang (32) leitet, wobei das polarisationsbeeinflussende Element die Polarisation der Referenzstrahlung zwischen s- und p-Polarisation wechselt.
  9. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - das Strahlungsverteilungselement (2) in einer ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisierte Strahlung reflektiert und in einer zur ersten Polarisationsrichtung (s) orthogonalen zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisierte Strahlung transmittiert, - die OCT-Strahlung (5) beim Einfall auf die Strahlteilerplatte (29) so polarisiert ist, dass ein erster Teil der OCT-Strahlung (5) in der ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisiert ist und ein kleinerer zweiter Teil der OCT-Strahlung (5) in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist, - im Signalarm (9) ein polarisationsdrehendes Element (12) angeordnet ist, das so eingestellt ist, dass die aus dem Signalarm (28) zur Strahlteilerplatte (29) zurückkehrende Signalstrahlung (26) in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist, - im Referenzarm (28) ein einstellbares, polarisationsdrehendes Element (12) angeordnet ist, das so eingestellt ist, dass die aus dem Referenzarm (28) zur Strahlteilerplatte (29) zurückkehrende Signalstrahlung (26) in der ersten Polarisationsrichtung (s) linear polarisiert ist, und - im Detektionsarm (32) ein lineares polarisationsfilterndes Element vorgesehen ist, das bevorzugt Strahlung (26) transmittiert, die in der zweiten Polarisationsrichtung (p) linear polarisiert ist.
  10. OCT-Messvorrichtung zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), wobei die OCT-Messvorrichtung aufweist: - eine OCT-Strahlungsquelle (3) zur Abgabe von OCT-Strahlung (5), - ein Freistrahl-Interferometer, das einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (24) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, umfasst, - wobei das Interferometer ein Strahlungsverteilungselement (2) aufweist, das die OCT-Strahlung (5) in den Signalarm (9) und den Referenzarm (28) aufteilt und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) mit aus dem Signalarm (28) zurückkehrender Signalstrahlung (26) überlagert und in den Detektionsarm (32) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass - das Strahlumlenkelement (24) zur Unterdrückung von Rückkopplung von OCT-Strahlung (5) in die OCT-Strahlungsquelle (3) eine optische Achse (OA) der aus dem Referenzarm (28) zurückkehrenden Referenzstrahlung (17) derartig verkippt, dass vom Strahlungsverteilungselement (2) zur OCT-Strahlungsquelle (3) rückgekoppelte Referenzstrahlung (17) neben die Abstrahlfläche (30) trifft.
  11. OCT-Messverfahren zur tiefenauflösenden Messung eines Objekts (8), wobei das OCT-Messverfahren aufweist: - Bereitstellen von OCT-Strahlung (5) mit eine OCT-Strahlungsquelle (3), welche eine Abstrahlfläche (30) zur Abgabe der OCT-Strahlung (5) hat, - Aufteilen der OCT-Strahlung (5) in einen Signalarm (9), an dessen Ende das Objekt (8) steht, einen Referenzarm (28), an dessen ein Strahlumlenkelement (27) steht, und einen Detektionsarm (32), an dessen Ende ein Detektor steht, und Zusammenführen und Überlagern von aus dem Signalarm (9) zurückkehrender Signalstrahlung (26) und aus dem Referenzarm (28) zurückkehrende Referenzstrahlung (17) und Leiten der überlagerten Strahlungen zu einem Detektionsstrahlengang (32), wobei zum Aufteilen, Zusammenführen und Überlagern ein Strahlungsverteilungselement (2) verwendet wird und der Signalarm (9), der Referenzarm (28) und der Detektionsarm (32) in Freistrahloptik ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Unterdrückung von Rückkopplung von OCT-Strahlung (5) in die OCT-Strahlungsquelle (3) das Strahlumlenkelement (24) eine optische Achse (OA) der aus dem Referenzarm (28) zurückkehrenden Referenzstrahlung (17) derartig verkippt, dass vom Strahlungsverteilungselement (2) zur OCT-Strahlungsquelle (3) rückgekoppelte Referenzstrahlung (17) neben die Abstrahlfläche (30) trifft.
  12. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlumlenkelement (24) ein Planspiegel (24) oder ein 90°-Prisma ist.
  13. OCT-Messvorrichtung oder -verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkippung nicht über 5°, bevorzugt nicht über 3° beträgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115420388A (zh) * 2022-08-17 2022-12-02 长春理工大学 一种光学延迟系统延迟时间非线性校准方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206924A (en) 1992-01-31 1993-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic Michelson sensor and arrays with passive elimination of polarization fading and source feedback isolation
EP0342885B1 (de) 1988-05-16 1995-04-12 Hewlett-Packard Company Laser Interferometer mit optischer Rückkopplungsisolation
US5847827A (en) 1995-06-23 1998-12-08 Carl Zeiss Jena Gmbh Coherence biometry and coherence tomography with dynamic coherent
US5912740A (en) 1997-06-20 1999-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Ring resonant cavities for spectroscopy
US20160183801A1 (en) 2014-12-26 2016-06-30 Joshua Noel Hogan Polarized OCT with Improved SNR

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0342885B1 (de) 1988-05-16 1995-04-12 Hewlett-Packard Company Laser Interferometer mit optischer Rückkopplungsisolation
US5206924A (en) 1992-01-31 1993-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic Michelson sensor and arrays with passive elimination of polarization fading and source feedback isolation
US5847827A (en) 1995-06-23 1998-12-08 Carl Zeiss Jena Gmbh Coherence biometry and coherence tomography with dynamic coherent
US5912740A (en) 1997-06-20 1999-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Ring resonant cavities for spectroscopy
US20160183801A1 (en) 2014-12-26 2016-06-30 Joshua Noel Hogan Polarized OCT with Improved SNR

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
„Optical Coherence Tomography - Technology and Applications", Editors: Drexler, Fujimoto, Springer International Publishing AG, ISBN: 978-3-540-77549-2
BRANNON, Paul: Laser feedback: its effect on laser frequency. In: Applied Optics. 1976, Bd. 15, Nr. 5, S. 1119 – 1120.
DREXLER, Wolfgang ; FUJIMOTO, James G. (Hrsg.): Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. Berlin [u.a.]: Springer, 2008 (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering). S. 1-1346. - ISBN 978-3-540-77549-2. DOI: 10.1007/978-3-540-77550-8. URL: https://rd.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-540-77550-8.pdf [abgerufen am 09.06.2017].
GRAJCIAR, Branislav [u.a.]: Parallel fourier domain optical coherence tomography for in vivo measurement of the human eye. In: Optics Express (OpEx). 2005, Bd. 13, H. 4, S. 1131-1137. ISSN 1094-4087 (e). DOI: 10.1364/OPEX.13.001131. Bibliographieinformationen ermittelt über: https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-13-4-1131&origin=search [abgerufen am 08.06.2017].
Grajciar, et al „Parallel Fourier domain optical coherence tomography for in vivo measurement of the human eye," Opt. Express 13, 1131-1137 (2005)
Liu und Azzam, „Polarization properties of corner-cube reflectors: theory and experiment", Applied Optics, Vol. 36, No. 7, 1997, S. 1553-1559
LIU, Jian ; Azzam, R. M. A.: Polarization properties of corner-cube retroreflectors: theory and experiment. In: Applied Optics. 1997, Bd. 36, H. 7, S. 1553-1559. ISSN 0003-6935 (p) ; 1539-4522 (e). DOI: 10.1364/AO.36.001553. URL: https://www.osapublishing.org/ao/viewmedia.cfm?uri=ao-36-7-1553&seq=0 [abgerufen am 09.06.2017]. Bibliographieinformationen ermittelt über: https://www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-36-7-1553&origin=search [abgerufen am 09.06.2017].

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115420388A (zh) * 2022-08-17 2022-12-02 长春理工大学 一种光学延迟系统延迟时间非线性校准方法
CN115420388B (zh) * 2022-08-17 2023-08-29 长春理工大学 一种光学延迟系统延迟时间非线性校准方法
WO2024036885A1 (zh) * 2022-08-17 2024-02-22 长春理工大学 一种光学延迟系统延迟时间非线性校准方法

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