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全场时域OCT教学实验系统

谱量光电针对高校教学实验需求,提供全场时域OCT系统相关实验系统,主要包括科勒照明光路实验、基于宽谱光源(白光)的迈克尔逊干涉实验、白光相干长度测量及滤光片对干

产品介绍

谱量光电针对高校教学实验需求,提供全场时域OCT系统相关实验系统,主要包括科勒照明光路实验基于宽谱光源(白光)的迈克尔逊干涉实验白光相干长度测量及滤光片对干涉现象影响实验基于白光干涉针对表面轮廓纳米级形貌测量实验全场时域光学相干层析成像实验全场时域光学相干层析成像中分辨率对比与焦面补偿实验,让学生了解时域相干层析成像系统中各光路模块原理。谱量提供OCT系统的全套定制服务,满足客户在教学与科研中的实际需求,便于客户对光学相干层析成像技术进行创新与深入研究。


光学实验详细报告

一、科勒照明光路实验

本实验探讨柯勒照明(Köhler Illumination)光路的构建及其在显微成像中的作用。

柯勒照明是一种标准显微照明技术,通过聚焦光源在聚光镜孔径光阑上,并将视场光阑的图像聚焦在样本平面上,实现均匀、明亮的照明。

实验目标包括理解柯勒照明原理、掌握光路搭建方法,并优化照明参数以获得高质量显微图像。实验步骤涵盖光源调整、聚光镜调节及照明效果观察。关键参数如聚光镜高度、视场光阑和孔径光阑对成像质量有显著影响。

实验结果表明,正确的柯勒照明设置可有效提升图像均匀性、对比度和分辨率。此外,实验对比柯勒照明与临界照明,强调其在荧光显微镜、高分辨率成像等领域的应用优势。

二、基于宽谱光源(白光)的迈克尔逊干涉实验

本实验基于迈克尔逊干涉仪,研究宽谱光源(白光)下的光干涉现象及其在光学测量中的应用。

迈克尔逊干涉仪利用光的分振幅干涉原理,将光束分成两束并在合束后形成干涉条纹,可用于测量光波长、折射率及光源的相干长度。

实验目标包括理解干涉仪结构、调节白光干涉条纹,观察干涉现象。实验过程中,通过调整反射镜角度和光路长度,观察干涉条纹的变化,并记录条纹间距、相干长度等参数。

实验结果表明,在白光照明下,通过测量干涉条纹的变化,可计算出光的相干长度及折射率。实验验证了迈克尔逊干涉仪在高精度光学测量中的应用价值,为光学研究提供了重要支持。

三、白光相干长度测量及滤光片对干涉现象影响实验

本实验利用迈克尔逊干涉仪测量白光的相干长度,并通过不同带宽的滤光片观察干涉现象的变化。

相干长度是衡量光波保持相干性的距离,受光源的光谱带宽影响,光谱越窄,相干长度越长,干涉条纹越清晰。

实验首先通过白光光源进行初始调节,观察干涉条纹,并记录光程差变化下干涉条纹的清晰度,进而测量白光的相干长度。在此基础上,选取不同带宽的滤光片(±10nm、±50nm),分析其对干涉现象的影响。

实验结果表明,未滤波的白光相干长度较短(约 1 μm),随着滤光片带宽的缩小,相干长度显著增加,干涉条纹更清晰。实验验证了相干长度与光谱带宽的关系,进一步加深了对光相干性的理解。

四、基于白光干涉针对表面轮廓纳米级形貌测量实验

本实验利用白光干涉仪测量分辨率目标板金属膜层的表面轮廓起伏,并评估其厚度是否在 100nm 附近。

白光干涉仪通过宽光谱干涉原理,结合 CCD 相机和计算机分析,能够高精度测量物体表面的微观结构。

实验目标包括理解分辨率目标板的结构,掌握白光干涉仪的工作原理,并通过干涉条纹分析表面轮廓。实验采用相移法测量干涉相位差,结合相位展开技术,恢复完整的相位分布,从而计算表面轮廓的高度变化。

实验结果显示,分辨率目标板的表面轮廓起伏可通过干涉条纹的变化精确测量,并能生成3D表面形貌图。实验验证了白光干涉技术在微纳结构测量中的高分辨率特性,为光学检测与表面计量提供了重要支持。

五、全场时域光学相干层析成像实验

本实验研究全场时域光学相干层析成像(FF-OCT)技术,探讨其工作原理及实验实现。

FF-OCT采用低相干光源和迈克尔逊干涉仪结构,通过测量生物组织反射光的振幅和相位信息,获取样品的高分辨率内部结构。

实验目标包括理解FF-OCT的基本原理,学习搭建光路并调节干涉条纹,掌握四步相移法进行相位调制,并通过改变参考臂光程获取不同深度的层析信息。实验采用宽带低相干光源,利用相移法滤除背景噪声,并通过计算机解析干涉信号以重建样品内部结构。

实验结果表明,FF-OCT 能够高效获取样品不同深度的层析信息,并提供高分辨率成像。通过调节光程差,可选择性探测不同层面结构。实验验证了FF-OCT在生物医学成像中的应用价值,为光学相干断层成像(OCT)技术的发展提供了实践支持。

六、全场时域光学相干层析成像中分辨率对比与焦面补偿实验

本实验研究全场时域光学相干层析成像(FF-TD-OCT)中的分辨率特性及焦面补偿方法。

FF-TD-OCT 采用 Linnik 型干涉结构,结合高孔径物镜,实现高分辨率成像。通过四步相移法提取层析图像,并分析焦面与相干面的匹配对成像质量的影响。

实验目标包括掌握 FF-OCT 系统的光路搭建,利用四步移相法提取特定深度层析图像,并研究焦面与相干面的对准对分辨率的优化。实验采用宽带低相干光源,计算横向和纵向分辨率,并通过光程补偿调整焦面位置,使成像质量达到最佳。

实验结果表明,焦面与相干面匹配后,OCT断层图像的分辨率显著提高。横向分辨率受物镜数值孔径影响,纵向分辨率由光源带宽决定。实验验证了焦面补偿对高精度层析成像的重要性,为生物医学和材料科学中的光学测量提供了优化方案。

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