專利名稱：基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行oct成像方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制并行光學相干層析成像串擾的方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種基于數(shù)字微鏡器件來抑制并行光學相干層析成像串擾的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學相干層析成像(Optical Coherence Tomography，簡稱OCT)是近年發(fā)展起來的層析成像技術(shù)，能實現(xiàn)活體組織結(jié)構(gòu)與生理功能的非接觸、無損傷、高分辨率成像，因而在生物醫(yī)學領(lǐng)域和臨床診斷上得到廣泛應(yīng)用，在材料科學和基礎(chǔ)研究中也將發(fā)揮重要作用。
OCT的并行成像與逐點成像相比，具有以下優(yōu)點1、不需要逐點成像那樣的快速機械掃描運動，機械穩(wěn)定性能夠得到保證；2、一幅圖像中的所有像素點都是同步采集，可以避免由于周期性生命律動等因素造成的假像產(chǎn)生；3、可使用大功率光源；4、能實現(xiàn)快速二維或三維成像，并減小了系統(tǒng)的復雜程度。由于以上原因，并行OCT成像方式在各種場合被廣泛采用。
在并行OCT成像系統(tǒng)中，如果面照明是由寬帶點光源形成的，則無法避免散射體成像時各并行探測通道間的串擾(cross talk)問題。串擾是一種噪聲源，將減小成像對比度、分辨率和最大探測深度，必須加于克服。
采用空間非相干照明，如熱光源，可以避免散射體成像時各并行探測通道間的串擾問題，具有系統(tǒng)簡單、成本低和軸向分辨率高等優(yōu)點，但具有光譜能量密度低的局限性。由于熱光源為黑體輻射發(fā)光體，其輻射能依賴于色溫，以目前最常用、色溫最高(6000K量級)的汞弧燈為例，它能提供給每一探測點的能量仍小于1μw。太低的能量限制了探測靈敏度和圖像采集速度。
因此，并行OCT成像系統(tǒng)的兩種照明方式中，由寬帶點光源形成的空間相干照明能提供給每一探測點較高的能量，可實現(xiàn)高探測靈敏度和快速圖像采集，但在各探測通道間會發(fā)生串擾現(xiàn)象；而基于熱光源的空間非相干照明雖避免了串擾現(xiàn)象，但其提供給每一探測點的能量很低，限制了探測靈敏度和圖像采集速度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種采用空間相干照明方式時的無串擾并行OCT成像方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)采用數(shù)字微鏡器件(Digital Micromirror Device，簡稱DMD)，通過編碼來有效抑制并行OCT成像時的串擾現(xiàn)象。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一、基于DMD的無串擾并行OCT成像方法，其特征在于包括1)微鏡處于+12°角為“開”狀態(tài)，-12°角為“關(guān)”狀態(tài)；對數(shù)字微鏡器件按以下方式編碼把微鏡按2×2模式分割成子塊，每個子塊里有4個微鏡，分別編號為1、2、3、4，不同子塊里對應(yīng)位置處的微鏡給予相同的編號，從而把數(shù)字微鏡器件的所有微鏡按空間位置分成4類微鏡1、微鏡2、微鏡3和微鏡4；所有微鏡1同步動作，處于“開”狀態(tài)時，其余微鏡均處“關(guān)”狀態(tài)；依此類推，微鏡按編號1-2-3-4逐一處于“開”狀態(tài)，使樣品和參考鏡上與之共軛的點被照明；2)面陣CCD探測器采用2×2像素拼接工作模式；3)參考臂和樣品臂分別對焦后，由參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移，進行兩干涉臂的光程匹配調(diào)節(jié)；4)壓電陶瓷驅(qū)動器帶著參考鏡振動，從而在干涉信號中引入頻率為f、振幅為ψ、相位為θ的正弦相位調(diào)制ψsin(2πft+θ)，此時面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)表示為I(x，y，t)＝I0+A(x，y)cos[φ(x，y)+ψsin(2πft+θ)]；式中I0為干涉信號的常數(shù)項，φ(x，y)為初始相位差，A(x，y)則與OCT信號直接相關(guān)；5)在一個調(diào)制周期T＝1/f內(nèi)，微鏡按順序1-2-3-4以頻率16f依次觸發(fā)，持續(xù)時間1/16f；面陣CCD探測器以頻率4f同步觸發(fā)，采集四幅圖像E11、E12、E13和E14，它們分別為面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)在四分之一調(diào)制周期內(nèi)對時間積分的結(jié)果，即E11=∫0T/4I(x,y,t)dt,]]>E12=∫T/4T/2I(x,y,t)dt,]]>E13=∫T/23T/4I(x,y,t)dt,]]>E14=∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>6)重復步驟5)N次以提高信噪比，并把N次獲得的結(jié)果求和，得到四幅圖像E1、E2、E3和E4，即E1=E11+E21+···EN1=N∫0T/4I(x,y,t)dt,]]>E2=E12+E22+···EN2=N∫T/4T/2I(x,y,t)dt,]]>E3=E13+E23+···EN3=N∫T/23T/4I(x,y,t)dt,]]>
E4=E14+E24+···EN4=N∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>7)把干涉信號I(x，y，t)用n階第一類貝塞爾函數(shù)Jn(ψ)展開，并對步驟6)中的積分式進行運算后，可以建立以下關(guān)系式∑S＝-E1+E2+E3-E4＝(4NT/π)ΓSAsinφ，∑C＝-E1+E2-E3+E4＝(4NT/π)ΓCAcosφ，式中ΓS=Σn=0+∞(-1)nJ2n+1(ψ)2n+1sin[(2n+1)θ],]]>Γc=Σn=0+∞(-1)nJ4n+2(ψ)2n+1sin[2(2n+1)θ];]]>其中J2n+1(ψ)為2n+1階第一類貝塞爾函數(shù)，J4n+2(ψ)為4n+2階第一類貝塞爾函數(shù)；8)令ΓS＝ΓC，則∑S2+∑C2與A2成正比；當ΓS取最大值時，∑S2+∑C2也取得最大值，此時圖像有最佳對比度；由前述條件可計算出調(diào)制參量ψ和θ值，及此時的ГS值；用求得的ψ和θ數(shù)值去調(diào)整步驟4)中的相位調(diào)制信號；9)按步驟4)至步驟6)進行操作，然后由下式來計算樣品的OCT圖像A=π4NTΓS[(-E1+E2+E3-E4)2+(-E1+E2-E3+E4)2]1/2;]]>10)計算機控制參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移d，改變參考臂光程；設(shè)樣品的折射率為n，則計算機同時控制樣品臂的電控平移臺帶著顯微物鏡軸向位移d/n，進行對焦調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)樣品不同深度處斷面的層析成像；重復步驟9)，可獲得樣品在該深度處的OCT圖像。
二、基于DMD的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)包括寬帶點光源、準直透鏡、DMD、透鏡、寬帶分光棱鏡、一對相同的顯微物鏡、參考鏡、壓電陶瓷驅(qū)動器、第一電控平移臺、第二電控平移臺、成像透鏡、面陣CCD探測器；寬帶點光源發(fā)出的光經(jīng)準直透鏡后平行入射于DMD上，被DMD中處于+12°角“開”狀態(tài)的微鏡反射的光，經(jīng)透鏡和寬帶分光棱鏡后被分成透射光和反射光透射光經(jīng)顯微物鏡到達參考鏡，參考鏡固定在壓電陶瓷驅(qū)動器上，顯微物鏡和壓電陶瓷驅(qū)動器固定在第一電控平移臺上；反射光經(jīng)顯微物鏡到達樣品，顯微物鏡固定在第二電控平移臺上；從參考鏡反射的光，和從樣品反射或后向散射的光沿原路返回到寬帶分光棱鏡后，經(jīng)成像透鏡入射面陣CCD探測器。
所述的面陣CCD探測器經(jīng)圖像采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換卡接計算機，DMD用信號線與計算機相連，計算機經(jīng)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換卡后輸出兩路一路接壓電陶瓷驅(qū)動器；另一路經(jīng)步進電機控制器后輸出兩路，分別接第一電控平移臺和第二電控平移臺。
從準直透鏡2來的平行入射光和數(shù)字微鏡器件3的法線成24°角，數(shù)字微鏡器件3中處于+12°角“開”狀態(tài)微鏡的反射光沿法線方向出射。
所述的寬帶點光源為空間相干點光源，具體是短脈沖激光光源、超輻射光源SLD/SLED或放大自發(fā)輻射光源ASE。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益效果是1、本發(fā)明采用的寬帶點光源為空間相干光源，與空間非相干光源相比，具有更高的光譜能量密度，能為每一探測點提供較高的能量，使得系統(tǒng)具有較高的探測靈敏度和圖像采集速度，由于使用空間相干光源照明而引起的串擾現(xiàn)象由DMD通過編碼來加以抑制；2、本發(fā)明DMD所采用的編碼方式，具有實現(xiàn)簡單和工作高效的特點由光學系統(tǒng)設(shè)計來保證微鏡在樣品共軛面上的橫向尺度與系統(tǒng)可分辨的樣品橫向尺度相當；當樣品上的某點被照明時，與之相鄰的所有點均不被照明，實現(xiàn)了局部的點探測成像，有效抑制了串擾現(xiàn)象的發(fā)生；而從全局看又有總數(shù)1/4的點被同時照明，實現(xiàn)了全局的并行成像，保證了系統(tǒng)的成像效率；3、本發(fā)明采用的信號提取方式具有單次操作成像無需圖像拼接的特點在DMD傳統(tǒng)的應(yīng)用場合，往往是對當前探測點進行操作，獲得該點的圖像后，再移至下一探測點進行相同的操作，直至獲得全部探測點的圖像，最后再把這些圖像合成為一幅完整的樣品圖像；而在本發(fā)明中，在一個相位調(diào)制周期內(nèi)即可獲得OCT圖像，為提高信噪比而重復測量N次，把這N次測量定義為一次OCT成像操作，一次這樣的操作即可獲得一幅完整的OCT圖像，而無需圖像拼接，避免了由此導致的各種誤差；4、本發(fā)明使用的面陣CCD探測器采用2×2像素拼接工作模式，它與DMD按2×2模式分割成子塊的處理方式相對應(yīng)；由于CCD探測器有效像元尺度的變大，擴展了系統(tǒng)的動態(tài)范圍；而且由于需要處理的像素點數(shù)量的減少，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾实玫接行岣摺?br>

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)布局示意圖；圖2為本發(fā)明的控制框圖；圖3為DMD的編碼示意圖；圖4為同步控制信號示意圖。
圖中1.寬帶點光源，2.準直透鏡，3.數(shù)字微鏡器件(DMD)，4.透鏡，5.寬帶分光棱鏡，6、7.一對相同的顯微物鏡，8.參考鏡，9.樣品，10.壓電陶瓷驅(qū)動器，11.第一電控平移臺，12.第二電控平移臺，13.成像透鏡，14.面陣CCD探測器，15.圖像采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，16.計算機，17.多路數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，18.步進電機控制器。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明基于DMD的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)如圖1所示，寬帶點光源1發(fā)出的光經(jīng)準直透鏡2準直后，沿與DMD3的法線成24°角方向平行入射DMD3。被DMD3中處于+12°角“開”狀態(tài)的微鏡反射的光，沿DMD3的法線方向出射，經(jīng)透鏡4和寬帶分光棱鏡5后被分成透射光和反射光透射光被顯微物鏡6聚焦在參考鏡8上，參考鏡8固定在壓電陶瓷驅(qū)動器10上，顯微物鏡6和壓電陶瓷驅(qū)動器10固定在第一電控平移臺11上；反射光被顯微物鏡7聚焦在樣品9上，顯微物鏡7固定在第二電控平移臺12上。從參考鏡8反射和從樣品9反射或后向散射的光，沿原路返回到寬帶分光棱鏡5后，經(jīng)成像透鏡13入射面陣CCD探測器14的感光面。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)如圖2所示，面陣CCD探測器14的輸出信號經(jīng)圖像采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換卡15輸入給計算機16，并由計算機16來控制面陣CCD探測器14進行圖像采集。計算機16用信號線與DMD 3相連，來控制DMD 3按編碼程序工作。計算機16的另一路輸出信號經(jīng)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換卡17后輸出兩路一路驅(qū)動壓電陶瓷驅(qū)動器10，由它帶著參考鏡8振動來引入正弦相位調(diào)制信號；另一路經(jīng)步進電機控制器18后輸出兩路一路驅(qū)動第一電控平移臺11帶著顯微物鏡6及壓電陶瓷驅(qū)動器10一起軸向位移d，改變參考臂光程；另一路驅(qū)動第二電控平移臺12帶著顯微物鏡7軸向位移d/n(其中n為樣品的折射率)，進行對焦調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)樣品不同深度處斷面的層析成像；圖像采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換卡15和多路數(shù)模轉(zhuǎn)換卡17，可從市場購買，前者如北京大恒圖像公司的DH-CG410，后者如北京中泰研創(chuàng)科技公司的USB7322。步進電機控制器18與電控平移臺11及12為配套產(chǎn)品，可一起購買，如北京卓立漢光儀器有限公司的TSA30-C電控平移臺和SC3步進電機控制器。
圖3為本發(fā)明DMD3采用的編碼示意圖，微鏡處于+12°角為“開”狀態(tài)，-12°角為“關(guān)”狀態(tài)，通過計算機編程實現(xiàn)對DMD3的如下編碼把微鏡按2×2模式分割成子塊，每個子塊里有4個微鏡，分別編號為1、2、3、4，不同子塊里對應(yīng)位置處的微鏡給予相同的編號，從而把所有微鏡按空間位置分成4類微鏡1、微鏡2、微鏡3和微鏡4；所有微鏡1同步動作，處于“開”狀態(tài)時，其余微鏡均處“關(guān)”狀態(tài)；依此類推，微鏡按編號1-2-3-4逐一處于“開”狀態(tài)，使樣品和參考鏡上與之共軛的點被照明。從上述編碼方式可知當樣品上的某點被照明時，與之相鄰的所有點均不被照明，實現(xiàn)了局部的點探測成像，有效抑制了串擾現(xiàn)象的發(fā)生；而從全局看又有總數(shù)1/4的點被同時照明，實現(xiàn)了全局的并行成像，保證了系統(tǒng)的成像效率。
圖4為同步信號示意圖，由壓電陶瓷驅(qū)動器10帶著參考鏡8振動來引入正弦相位調(diào)制信號。在一個調(diào)制周期T＝1/f內(nèi)，微鏡按順序1-2-3-4以頻率16f依次觸發(fā)，各微鏡持續(xù)時間1/16f；面陣CCD探測器14以頻率4f同步觸發(fā)，采集由面陣CCD探測器14接收到的干涉信號在四個四分之一調(diào)制周期內(nèi)對時間積分得到的四幅圖像。為提高信噪比，而重復前述操作N次。
本發(fā)明提出的基于DMD的無串擾并行OCT成像方法，其特征在于包括1)微鏡處于+12°角為“開”狀態(tài)，-12°角為“關(guān)”狀態(tài)；對數(shù)字微鏡器件按以下方式編碼把微鏡按2×2模式分割成子塊，每個子塊里有4個微鏡，分別編號為1、2、3、4，不同子塊里對應(yīng)位置處的微鏡給予相同的編號，從而把數(shù)字微鏡器件的所有微鏡按空間位置分成4類微鏡1、微鏡2、微鏡3和微鏡4；所有微鏡1同步動作，處于“開”狀態(tài)時，其余微鏡均處“關(guān)”狀態(tài)；依此類推，微鏡按編號1-2-3-4逐一處于“開”狀態(tài)，使樣品和參考鏡上與之共軛的點被照明；2)面陣CCD探測器采用2×2像素拼接工作模式；3)參考臂和樣品臂分別對焦后，由參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移，進行兩干涉臂的光程匹配調(diào)節(jié)；4)壓電陶瓷驅(qū)動器帶著參考鏡振動，從而在干涉信號中引入頻率為f、振幅為ψ、相位為θ的正弦相位調(diào)制ψsin(2πft+θ)，此時面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)表示為I(x，y，t)＝I0+A(x，y)cos[φ(x，y)+ψsin(2πft+θ)]；式中I0為干涉信號的常數(shù)項，φ(x，y)為初始相位差，A(x，y)則與OCT信號直接相關(guān)；5)在一個調(diào)制周期T＝1/f內(nèi)，微鏡按順序1-2-3-4以頻率16f依次觸發(fā)，持續(xù)時間1/16f；面陣CCD探測器以頻率4f同步觸發(fā)，采集四幅圖像E11、E12、E13和E14，它們分別為面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)在四分之一調(diào)制周期內(nèi)對時間積分的結(jié)果，即
E11=∫0T/4I(x,y,t)dt,]]>E12=∫T/4T/2I(x,y,t)dt,]]>E13=∫T/23T/4I(x,y,t)dt,]]>E14=∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>6)重復步驟5)N次以提高信噪比，并把N次獲得的結(jié)果求和，得到四幅圖像E1、E2、E3和E4，即E1=E11+E21+···EN1=N∫0T/4I(x,y,t)dt,]]>E2=E12+E22+···EN2=N∫T/4T/2I(x,y,t)dt,]]>E3=E13+E23+···EN3=N∫T/23T/4I(x,y,t)dt,]]>E4=E14+E24+···EN4=N∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>7)把干涉信號I(x，y，t)用n階第一類貝塞爾函數(shù)Jn(ψ)展開，并對步驟6)中的積分式進行運算后，可以建立以下關(guān)系式∑S＝-E1+E2+E3-E4＝(4NT/π)ГSAsinφ，∑C＝-E1+E2-E3+E4＝(4NT/π)ГCAcosφ，式中ΓS=Σn=0+∞(-1)nJ2n+1(ψ)2n+1sin[(2n+1)θ],]]>Γc=Σn=0+∞(-1)nJ4n+2(ψ)2n+1sin[2(2n+1)θ];]]>其中J2n+1(ψ)為2n+1階第一類貝塞爾函數(shù)，J4n+2(ψ)為4n+2階第一類貝塞爾函數(shù)；8)令ГS＝ГC，則∑S2+∑C2與A2成正比；當ГS取最大值時，∑S2+∑C2也取得最大值，此時圖像有最佳對比度；由前述條件可計算出調(diào)制參量ψ和θ值，及此時的ГS值；用求得的ψ和θ數(shù)值去調(diào)整步驟4)中的相位調(diào)制信號；9)按步驟4)至步驟6)進行操作，然后由下式來計算樣品的OCT圖像A=π4NTΓS[(-E1+E2+E3-E4)2+(-E1+E2-E3+E4)2]1/2;]]>10)計算機控制參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移d，改變參考臂光程；設(shè)樣品的折射率為n，則計算機同時控制樣品臂的電控平移臺帶著顯微物鏡軸向位移d/n，進行對焦調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)樣品不同深度處斷面的層析成像；重復步驟9)，可獲得樣品在該深度處的OCT圖像。
權(quán)利要求
1.基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行OCT成像方法，其特征在于包括1)微鏡處于+12°角為“開”狀態(tài)，-12°角為“關(guān)”狀態(tài)；對數(shù)字微鏡器件按以下方式編碼把微鏡按2×2模式分割成子塊，每個子塊里有4個微鏡，分別編號為1、2、3、4，不同子塊里對應(yīng)位置處的微鏡給予相同的編號，從而把數(shù)字微鏡器件的所有微鏡按空間位置分成4類微鏡1、微鏡2、微鏡3和微鏡4；所有微鏡1同步動作，處于“開”狀態(tài)時，其余微鏡均處“關(guān)”狀態(tài)；依此類推，微鏡按編號1-2-3-4逐一處于“開”狀態(tài)，使樣品和參考鏡上與之共軛的點被照明；2)面陣CCD探測器采用2×2像素拼接工作模式；3)參考臂和樣品臂分別對焦后，由參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移，進行兩干涉臂的光程匹配調(diào)節(jié)；4)壓電陶瓷驅(qū)動器帶著參考鏡振動，從而在干涉信號中引入頻率為f、振幅為ψ、相位為θ的正弦相位調(diào)制ψsin(2πft+θ)，此時面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)表示為I(x，y，t)＝I0+A(x，y)cos[φ(x，y)+ψsin(2πft+θ)]；式中I0為干涉信號的常數(shù)項，φ(x，y)為兩干涉臂的初始相位差，A(x，y)則與OCT信號直接相關(guān)；5)在一個調(diào)制周期T＝1/f內(nèi)，微鏡按順序1-2-3-4以頻率16f依次觸發(fā)，持續(xù)時間1/19f；面陣CCD探測器以頻率4f同步觸發(fā)，采集四幅圖像E11、E12、E13和E14，它們分別為面陣CCD探測器接收到的干涉信號I(x，y，t)在四分之一調(diào)制周期內(nèi)對時間積分的結(jié)果，即E11=∫0T/4I(x,y,t)dt,E12=∫T/4T/2I(x,y,t)dt,E13=∫T/23T/4I(x,y,t)dt,E14=∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>6)重復步驟5)N次以提高信噪比，并把N次獲得的結(jié)果求和，得到四幅圖像E1、E2、E3和E4，即E1=E11+E21+···+EN1=N∫0T/4I(x,y,t)dt,]]>E2=E12+E22+···+EN2=N∫T/4T/2I(x,y,t)dt,]]>E3=E13+E23+···+EN3=N∫T/23T/4I(x,y,t)dt,]]>E4=E14+E24+···+EN4=N∫3T/4TI(x,y,t)dt;]]>7)把干涉信號I(x，y，t)用第一類貝塞爾函數(shù)Jn(ψ)展開，并對步驟6)中的積分式進行運算后，可以建立以下關(guān)系式∑S＝-E1+E2+E3-E4＝(4NT/π)ΓSAsinφ，∑C＝-E1+E2-E3+E4＝(4NT/π)ΓCAcosφ，式中ΓS=ΣN=0+∞(-1)nJ2n+1(ψ)2n+1sin[(2n+1)θ],Γc=Σn=0+∞(-1)nJ4n+2(ψ)2n+1sin[2(2n+1)θ];]]>其中J2n+1(ψ)為2n+1階第一類貝塞爾函數(shù)，J4n+2(ψ)為4n+2階第一類貝塞爾函數(shù)；8)令ГS＝ГC，則∑S2+∑C2與A2成正比；當ГS取最大值時，∑S2+∑C2也取得最大值，此時圖像有最佳對比度；由前述條件可計算出調(diào)制參量ψ和θ值，及此時的ГS值；用求得的ψ和θ數(shù)值去調(diào)整步驟4)中的相位調(diào)制信號；9)按步驟4)至步驟6)進行操作，然后由下式來計算樣品的OCT圖像A=π4NTΓS[(-E1+E2+E3-E4)2+(-E1+E2-E3+E4)2]1/2;]]>10)計算機控制參考臂的電控平移臺帶著參考鏡及顯微物鏡一起軸向位移d，改變參考臂光程；設(shè)樣品的折射率為n，則計算機同時控制樣品臂的電控平移臺帶著顯微物鏡軸向位移d/n，進行對焦調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)樣品不同深度處斷面的層析成像；重復步驟9)，可獲得樣品在該深度處的OCT圖像。
2.基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)，其特征在于包括寬帶點光源(1)、準直透鏡(2)、數(shù)字微鏡器件(3)、透鏡(4)、寬帶分光棱鏡(5)、一對相同的顯微物鏡(6、7)、參考鏡(8)、壓電陶瓷驅(qū)動器(10)、第一電控平移臺(11)、第二電控平移臺(12)、成像透鏡(13)、面陣CCD探測器(14)；寬帶點光源(1)發(fā)出的光經(jīng)準直透鏡(2)后平行入射于數(shù)字微鏡器件(3)上，被數(shù)字微鏡器件(3)中處于+12°角“開”狀態(tài)的微鏡反射的光，經(jīng)透鏡(4)和寬帶分光棱鏡(5)后被分成透射光和反射光透射光經(jīng)顯微物鏡(6)到達參考鏡(8)，參考鏡(8)固定在壓電陶瓷驅(qū)動器(10)上，顯微物鏡(6)和壓電陶瓷驅(qū)動器(10)固定在第一電控平移臺(11)上；反射光經(jīng)顯微物鏡(7)到達樣品(9)，顯微物鏡(7)固定在第二電控平移臺(12)上；從參考鏡(8)反射的光，和從樣品(9)反射或后向散射的光沿原路返回到寬帶分光棱鏡(5)后，經(jīng)成像透鏡(13)入射面陣CCD探測器(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)，其特征在于所述的面陣CCD探測器(14)經(jīng)圖像采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(15)接計算機(16)，數(shù)字微鏡器件(3)用信號線與計算機(16)相連，計算機(16)經(jīng)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換卡(17)后輸出兩路一路接壓電陶瓷驅(qū)動器(10)；另一路經(jīng)步進電機控制器(18)后輸出兩路，分別接第一電控平移臺(11)和第二電控平移臺(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)，其特征在于從準直透鏡(2)來的平行入射光和數(shù)字微鏡器件(3)的法線成24°角，數(shù)字微鏡器件(3)中處于+12°角“開”狀態(tài)微鏡的反射光沿法線方向出射。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字微鏡器件的無串擾并行OCT成像系統(tǒng)，其特征在于所述的寬帶點光源(1)為空間相干光源，具體是短脈沖激光光源、超輻射光源SLD/SLED或放大自發(fā)輻射光源ASE。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字微鏡器件(DMD)的無串擾并行光學相干層析成像(OCT)方法及系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)采用寬帶點光源實現(xiàn)面照明。在照明光路中加入一塊DMD，并由光學系統(tǒng)設(shè)計來保證微鏡在樣品共軛面上的橫向尺度與系統(tǒng)可分辨的樣品橫向尺度相當。微鏡處于+12°角時屬于“開”狀態(tài)，它將照明光源中的對應(yīng)部分引入干涉系統(tǒng)。通過對DMD編碼來改變干涉成像的并行狀態(tài)，能有效抑制生物體并行成像時所固有的信號串擾現(xiàn)象。采用正弦相位調(diào)制技術(shù)結(jié)合四步積分探測法來提取干涉信號。本發(fā)明具有編碼方式簡單高效，信號提取快速且無需圖像拼接，可使用大功率光源和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等特點。
文檔編號G02B21/00GK1924633SQ20061005360
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者丁志華, 楊亞良, 劉旭 申請人:浙江大學