偏芯保偏光纖傳感器及其oct成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種偏芯保偏光纖傳感器及基于偏芯保偏光纖干涉增強(qiáng)的OCT成像裝置。
[0002]_
【背景技術(shù)】
[0003]光學(xué)技術(shù)正在改變著藥物療法和常規(guī)手術(shù)的實施手段，并為醫(yī)療診斷提供新的方法，還為生物學(xué)研宄提供了新的手段，如:激光技術(shù)整形和整容手術(shù)、癌癥的光動力療法、人體內(nèi)部造影、測量、分析和處理等，這些技術(shù)的應(yīng)用都離不開生物組織光學(xué)成像及其技術(shù)的支持，生物組織光學(xué)成像是生物光子學(xué)領(lǐng)域一個很重要的分支，能夠進(jìn)行離體組織或活體在體的成像，成像尺度覆蓋了從亞微米病毒和細(xì)菌到大尺度的生物物種，因此也成為疾病治療最為可靠的手段之一。在眾多生物組織光學(xué)成像技術(shù)中，光學(xué)相干層析成像(OCT)技術(shù)是近十年迅速發(fā)展起來的一種成像技術(shù)，具有高分辨率、非接觸、無損傷的特點(diǎn)，采用寬帶光源的干涉測量法，結(jié)合低相干技術(shù)、共焦顯微術(shù)及光學(xué)外差探測技術(shù)，通過測量回波時間延遲和后向散射光強(qiáng)度，可以對生物系統(tǒng)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行高分辨率橫斷面層析成像，正在成為繼X射線計算機(jī)斷層掃描成像、超聲波成像和核磁共振成像技術(shù)之后，又一個重要的斷層成像技術(shù)。OCT技術(shù)是一種無損傷非介入探測，具有較高的分辨率，可以達(dá)到1~15微米，要比傳統(tǒng)的超聲波探測高1-2個數(shù)量級，可以對生物組織進(jìn)行實時在體二維或三維成像，OCT系統(tǒng)的體積和制造成本都遠(yuǎn)小于核磁共振成像。因此從成像分辨率、簡單實用、成本造價等角度綜合考慮，OCT技術(shù)被認(rèn)為是很有發(fā)展前途的一種新型生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，在科學(xué)研宄和醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中有廣泛的發(fā)展前景。
[0004]受限于現(xiàn)有干涉技術(shù)的成像機(jī)理，所獲得的相干層析圖像的分辨率很難提高，因此，現(xiàn)有有關(guān)OCT成像技術(shù)研宄主要集中在提高成像速度和探測深度的技術(shù)方面，如何突破該技術(shù)的現(xiàn)有瓶頸，提高圖像分辨率是需要進(jìn)行深入研宄和技術(shù)攻關(guān)的重要方面。
[0005]為了消除振動等環(huán)境噪聲干擾，以及活體樣品的呼吸、周期性生命律動導(dǎo)致的圖像失真，快速清晰成像一直是人們追求的目標(biāo)，多種掃描技術(shù)和手段用于實驗研宄。但是常規(guī)技術(shù)手段采用的傳感探頭都是一般的單模光纖，探測到的光干涉信號非常微弱，現(xiàn)有光學(xué)探頭難以從生物深層組織中提取出清晰的圖像。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中探測到的光干涉信號非常微弱，現(xiàn)有光學(xué)探頭難以從生物深層組織中提取出清晰的圖像的缺陷，提供一種可適合生物組織探測的傳感探頭，并將此傳感探頭用于OCT成像系統(tǒng)中，可增強(qiáng)光信號的強(qiáng)度，提高圖像質(zhì)量。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是: 本發(fā)明提供了一種偏芯保偏光纖傳感器，包括探測臂、第一增透鏡、光路調(diào)節(jié)鏡和光學(xué)延時線，所述探測臂利用偏芯保偏光纖作為探測臂光纖；通過探測臂光纖將光照射到樣品組織上，再提取反射光束；反射光束經(jīng)過第一增透鏡匯聚后，通過光路調(diào)節(jié)鏡調(diào)節(jié)，使光束沿光學(xué)延時線方向傳輸；探測臂的掃描方式包括橫向二維掃描和軸向深度Z掃描。
[0009]該偏芯保偏光纖傳感器還包括平衡接收器、第二增透鏡、參考反射鏡和偏振控制器；寬帶光源經(jīng)過平衡接收器平衡穩(wěn)定接收以后，通過第二增透鏡匯聚照射在參考反射鏡上，經(jīng)過參考反射鏡調(diào)節(jié)將寬帶光源反射，通過第二增透鏡匯聚后再次傳送至平衡接收器；平衡接收器將再次接收的寬帶光源輸入到偏振控制器，偏振控制器通過調(diào)節(jié)平衡接收器送入的寬帶光源的偏振態(tài)以及經(jīng)過光學(xué)延時線調(diào)節(jié)的樣品組織光源的偏振態(tài)，使兩光束的偏振態(tài)相同后進(jìn)行干涉，得到最清晰的樣本組織光信號。
[0010]本發(fā)明所述的偏芯保偏光纖傳感器中，所述光學(xué)延時線為可調(diào)光學(xué)延時線，用于對光束進(jìn)行相位調(diào)制和深度掃描。
[0011]本發(fā)明還提供了一種基于偏芯保偏光纖干涉增強(qiáng)的OCT成像裝置，包括:
偏芯保偏光纖傳感模塊，其為權(quán)利要求1或2中所述的偏芯保偏光纖傳感器，用于調(diào)節(jié)樣本組織反射光的偏振態(tài)以及寬帶光源的偏振態(tài)，使得兩束光的偏振態(tài)相同后進(jìn)行干涉，得到樣本組織光信號；
光電轉(zhuǎn)化模塊，用于將調(diào)節(jié)好的樣本組織光信號轉(zhuǎn)化為微弱電信號；
信號放大和調(diào)理模塊，用于對轉(zhuǎn)化后的微弱電信號進(jìn)行放大和調(diào)理；
AD圖像采集模塊，用于通過信號放大和調(diào)理模塊輸出的信號，分別對同一區(qū)域的圖像?目息進(jìn)行兩次米集；
去噪算法和圖像拼接算法模塊，用于將采集后的圖像信息進(jìn)行去噪算法和圖像拼接算法處理；
還原處理圖像信息模塊，用于對去噪和拼接后的信號進(jìn)行最終還原，得到所需清晰的樣本圖像信息。
[0012]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)實際需求，設(shè)計出損耗小，光纖偏振度保持高的偏芯保偏光纖。該光纖具有更好的保偏性質(zhì)，可探測生物深層組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像的時間分布和探測深度的空間分布?；诖斯饫w制作出適合生物組織探測的傳感器，并將此傳感器用于OCT成像系統(tǒng)中，增強(qiáng)了光信號的強(qiáng)度，提高了圖像質(zhì)量。并且裝置采用偏芯保偏光纖作為探測臂和可調(diào)光學(xué)延時線作為參考臂構(gòu)建干涉增強(qiáng)的相干層析成像系統(tǒng)，既可以提高系統(tǒng)圖像分辨率，也可提高系統(tǒng)成像速度和探測深度。
[0013]
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例偏芯保偏光纖傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明基于偏芯保偏光纖干涉增強(qiáng)的OCT成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]本發(fā)明實施例的偏芯保偏光纖傳感器，如圖1所示，包括探