[发明专利]一种基于弹光调制的高速光学层析扫描装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学相干检测技术领域，更具体而言，涉及一种基于弹光调制的高速光学层析扫描装置及方法。

背景技术

光学层析扫描是一种光学相干探测技术，已被广泛应用在医疗领域。相比于传统医学探测技术，光学层析扫描具有分辨率高、成像速度快、无辐射伤害等优点，是医学研究和临床诊断的重要工具之一，如对皮肤、眼睛等红外光透明器官和组织的检查。现有光学层析扫描中的时域光学层析扫描设备一般为迈克尔逊结构，通过迈克尔逊结构中的动镜扫描达到对光的调制以完成光学层析扫描，但该结构中动镜移动的速度有限、抗震性差，导致该结构的扫描速度较低、不适合高速、实时检测。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，能够提高光学层析扫描技术的扫描速度，本发明提供一种基于弹光调制的高速光学层析扫描装置及方法，其扫描速度可达50kHz。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种基于弹光调制的高速光学层析扫描装置，包括低相干光源、分光器、弹光调制器和探测器，所述低相干光源和分光器及待测样品位于同一光路上，所述弹光调制器、分光器和探测器位于同一光路上，上述两个光路相互正交。

所述弹光调制器的调制速度可达到50kHz。

所述弹光调制器包括硒化锌晶体和压电石英，所述压电石英驱动硒化锌晶体振动产生弹光效应达到对红外光的调制作用。

所述硒化锌晶体一侧的通光面上镀有金膜，用于反射红外光。

一种基于弹光调制的高速光学层析扫描方法，低相干光源发出的红外探测光经分光器分成两束，一束探测光入射到弹光调制器，经弹光调制器调制后反射，为调制光；另一束探测光入射到待测样品，探测光在待测样品传输过程中会不断向后反射，为探测光；调制光与探测光共同入射到探测器上，当调制光与探测光的光程差相等时，待测样品相应深度的反射强度将会被探测器得到；通过调制弹光调制器，可以得出待测样品各个深度上的反射率，完成高速层析扫描。

与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：

本发明使用弹光调制器作为光学层析扫描结构中的调制器件，其调制速度可达到50kHz，扫描速度高，适合高速、实时检测；本发明基于弹光调制器的光学层析扫描结构无运动部件，结构稳定，具有较强的抗震性。

附图说明

下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中弹光调制器的结构示意图；

图3为本发明光学层析扫描信号与待测样品深度的对应关系图。

图中：1为低相干光源、2为分光器、3为弹光调制器、4为待测样品、5为探测器、6为扫描信号、7为硒化锌晶体、8为压电石英、9为金膜。

具体实施方式

下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，基于弹光调制高速光学层析扫描的结构主要包括低相干光源1、分光器2、弹光调制器3、探测器5等。低相干光源1、分光器2及待测样品4处在同一光路上，弹光调制器3、分光器2及探测器处在同一光路上，以上两个光路互相垂直。低相关光源1发出的红外探测光经分光器2分成两束分别入射到弹光调制器3与待测样品4中。其中一束光线经弹光调制器3调制后反射，另一路探测光在待测样品4传输过程中会不断向后反射，反射光经分光器2与调制光线共同入射到探测器5上。当调制光与探测光的光程差相等时，待测样品4相应深度的反射强度将会被探测器5得到。这样，通过弹光调制器3对光线的调制，其调制速度可达到50kHz，可以得出样品各个深度上的反射率，达到高速层析扫描作用。

如图2所示，弹光调制器3是利用压电石英8驱动硒化锌晶体7振动产生的弹光效应达到对光的调制作用，硒化锌晶体7的一个通光面上镀有金膜9，用于反射红外光。

如图3所示，弹光调制器3工作过程中不断改变光程，调制光与探测光在探测器5上产生叠加，由于高速光学层析扫描技术中采用的低相干光源1的相干长度Δh有限，使得待测样品4中只有Δh的厚度内才可以与调制光发生干涉，这样，扫描信号6中每Δt间隔与待测样品4每Δh厚度产生了对应关系。