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全場(chǎng)光學(xué)相干層析方法及裝置與流程

文檔序號(hào):11893620閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種全場(chǎng)光學(xué)相干層析方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1,確定平面(12),將待成像樣品(11)的頂部與平面(12)重合;其中,所述的平面(12)通過以下方法確定:從所述平面(12)上各點(diǎn)反射的探測(cè)光和從反射鏡(6)上對(duì)應(yīng)各點(diǎn)反射的參考光,在高速面陣相機(jī)(4)上的光程差小于光源(1)的相干長度,且所述的探測(cè)光和參考光在高速面陣相機(jī)(4)上進(jìn)行干涉;

S2,調(diào)整反射鏡(6)使其連續(xù)往返運(yùn)動(dòng),并使得經(jīng)反射鏡(6)上各點(diǎn)反射的參考光和經(jīng)待成像樣品(11)上反射的探測(cè)光,在高速面陣相機(jī)(4)上的相位差在0~2π范圍內(nèi)連續(xù)變化;

S3,高速面陣相機(jī)(4)采集隨時(shí)間變化的信號(hào),計(jì)算所述待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像;

S4,帶動(dòng)待成像樣品(11)沿Z軸方向向上平移,重復(fù)步驟S2~S3,實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的不同斷層進(jìn)行成像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全場(chǎng)光學(xué)相干層析方法,其特征在于,步驟S2中,反射鏡(6)連續(xù)往返運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)幅度為1~5個(gè)光源(1)的波長。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全場(chǎng)光學(xué)相干層析方法,其特征在于,步驟S3中,根據(jù)高速面陣相機(jī)(4)所采集圖像上的每個(gè)像素所記錄的光強(qiáng)隨時(shí)間的漲落幅度,計(jì)算所述待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全場(chǎng)光學(xué)相干層析方法,其特征在于,步驟S3中,具體通過以下方式計(jì)算所述待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像:

連續(xù)采集N幅圖像,將所述N幅圖像的同一位置的像素點(diǎn)的灰度值按時(shí)間順序排列,組成信號(hào)序列,表示為S(x,y;n),其中,S(x,y;n)為連續(xù)采集的N幅圖像中的第n幅圖像,1≤n≤N,(x,y)表示高速面陣相機(jī)(4)感光面的空間位置;S(x,y;n)表示為,

<mrow> <mi>S</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msqrt> <mrow> <msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>b</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msqrt> <mi>cos</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>&theta;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式中,a1(x,y;n)表示來自于非平面(12)的反射光,a2(x,y;n)表示來自于平面(12)的反射光,b(x,y;n)表示來自于反射鏡(6)的反射光,θ(x,y;n)表示由于參考光和來自于平面(12)的探測(cè)光存在光程差而產(chǎn)生的相位;

通過下式,計(jì)算待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像:

<mrow> <msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mi>M</mi> <mi>A</mi> <mi>X</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>L</mi> <mi>P</mi> <mi>F</mi> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>f</mi> <mi>f</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>S</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>;</mo> <mi>n</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> <mo>&rsqb;</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>4</mn> <mi>b</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>

式中,a2(x,y)為待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像上的像素的光強(qiáng),MAX[]表示取極大值,LPF()表示低通濾波,diff()表示進(jìn)行差分計(jì)算。

5.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1~4任一所述方法的一種全場(chǎng)光學(xué)相干層析裝置,其特征在于,包括:光源(1)、A透鏡(2)、分光鏡(3)、高速面陣相機(jī)(4)、B透鏡(5)、反射鏡(6)、壓電陶瓷(7)、計(jì)算機(jī)(8)、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(9)和電動(dòng)平移臺(tái)(10),所述的低相干光源(1)發(fā)出的低相干光經(jīng)A透鏡(2)擴(kuò)束,再經(jīng)分光鏡(3)分為兩部分,一部分為參考光,一部分為探測(cè)光;所述的探測(cè)光照射到待成像樣品(11)上,由待成像樣品(11)反射回來的光再經(jīng)過分光鏡(3)、B透鏡(5)進(jìn)入高速面陣相機(jī)(4);所述的參考光照射到反射鏡(6)后,由反射鏡(6)反射回來的參考光再經(jīng)過分光鏡(3)、B透鏡(5)進(jìn)入高速面陣相機(jī)(4),高速面陣相機(jī)(4)采集隨時(shí)間變化的信號(hào)并傳給計(jì)算機(jī)(8),計(jì)算機(jī)(8)計(jì)算所述待成像樣品(11)處于平面(12)的斷層圖像;其中,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(9)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷(7)帶動(dòng)反射鏡(6)連續(xù)往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)平移臺(tái)(10)帶動(dòng)待成像樣品(11)沿Z軸方向向上平移。

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