一、技术原理
谱域光学相干层析成像(Spectral domain OCT, SD-OCT)技术是继时域光学相干层析成像技术发展而来的,它由宽带光源照明的迈克尔逊干涉仪和光谱仪组成,参考臂固定不动从而无需对样品进行轴向扫描,直接测量干涉信号的光谱,对所测的光谱进行快速傅里叶逆变换得到样品不同纵向深度的信息,从而重构出样品的高分辨率三维结构图像。
(谱域SD-OCT成像系统原理示意图)
二、系统组成
谱域SD-OCT成像系统主要由以下几个部分组成:
- 宽带光源:通常采用低时间相干度的宽带光源,如近红外光源。
- 迈克尔逊干涉仪:是系统的核心部件之一,用于将参考光与样品的后向散射光进行干涉。
- 光谱仪:接收干涉信号,并将其转换为光谱信息,以供后续处理。
- 参考镜和横向扫描装置:参考镜用于提供稳定的参考光路,横向扫描装置则用于对样品进行二维扫描,以获取完整的层析图像。
1、宽带光源

2、迈克尔逊干涉仪

3、光谱仪

三、迈克逊干涉仪系统介绍:
SD-OCT扫描系统的参考臂位于样品附近,并且封装于扫描系统内,以确保采样臂相对于参考臂的相位稳定性。为适应不同采样距离和反射率(例如,在水中成像),参考臂光程长度和其光强是可调的。为使色散产生的图像失真最小,我们的OCT系统设计成将参考臂和采样臂长度最大程度地光学匹配。此外通过我司专利化的色散补偿算法,样品的色散效应(例如,通过水或玻璃成像)可被补偿,进一步提高系统成像分辨率。
1、系统组成:
(1) 分光系统
(2)二维横向扫描振镜系统
(3)参考臂、样品臂、合束器
(4)合束器
(5)参考臂光程调节微分头
(6)显微镜头
2、工作过程(如下图):
- 宽带低相干光源发出的光经过分光镜分成两束。
- 两束光分别反射回来后再次在分光镜处汇合,发生干涉。
- 干涉光进入光谱仪,光谱仪将不同波长的光分离并由探测器(如CCD线阵)同时检测。
- 通过傅里叶变换将光谱信息转换为深度信息,从而重建出样品的断层图像。
(迈克逊干涉仪原理示意图)
四、SD-OCT光谱仪核心优势:
1、VPH光栅,低偏振依赖,高衍射效率
2、高成像分辨率,提供亚微米级空间分辨率
3、并行数据采集,超快扫描速度
4、非侵入性,快速实时成像
5、深度分辨能力
6、我司专利算法及软件套件,简化数采和分析(色散补偿算法-理论极限轴向分辨)
五、应用领域
1、眼科成像:广泛应用于视网膜、角膜、黄斑等的高分辨率成像
2、皮肤成像:适用于皮肤组织结构的详细成像分析
3、工业检测:对材料内部微结构的无损检测,如半导体、光纤等
4、医学研究:用于生物组织研究、病理检测和细胞结构成像等领域
5、生物组织研究,如细胞结构、组织工程、药物输送
6、基础研究,如光物作用、表界面化学分析
六、应用实拍
(小鼠大脑血管造影成像)
(液晶面板的胶合层析结构成像)
(小鼠鼠耳的截切面图成像)