[发明专利]基于微透镜阵列的多光束光学相干的弹性测量系统及方法

权利要求书

1.基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量方法，利用基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量系统，所述基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量系统包括：包括OCT探测子系统、载荷激励子系统，所述OCT探测子系统包括宽光谱光源、第一光纤耦合器、多个光纤耦合器组成的光纤耦合器组、样品臂组、参考臂组以及光谱探测器组，其中所述宽光谱光源连接所述第一光纤耦合器的一端，所述第一光纤耦合器的另一端分为多路光纤，并与所述光纤耦合器组中对应的各个光纤耦合器连接，所述光纤耦合器组还连接有所述光谱探测器组，所述光纤耦合器组的另一端分别连接所述参考臂组以及所述样品臂组，从所述参考臂组和所述样品臂组反射回的光经过所述光纤耦合器组后其干涉光谱由光谱探测器组接收，所述样品臂组的每一条光路均设置有相互配合的准直镜和柱镜，各光路在角膜前的位置还设置有微透镜阵列，所述载荷激励子系统用于激励角膜使角膜产生机械波和形变，以便于所述OCT探测子系统探测；

所述的基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量系统还包括角膜定位子系统，所述角膜定位子系统用于对待测角膜的测量位置进行定位，所述角膜定位子系统包括定位相机；其中，角膜沿测量系统轴向方向的动态位移由OCT探测子系统进行追踪，角膜沿测量系统横向方向的动态位移由定位相机进行跟踪定位；所述的微透镜阵列包括多测量方向上的焦距不同且光程差各异的微透镜单元；所述光谱探测器组中光谱探测器的个数、参考臂组中参考臂的个数、光纤耦合器组中光纤耦合器的个数以及样品臂组中的光路条数均不少于4；所述样品臂组的测量光路数不少于2；其特征在于，还包括步骤：

S1、使用定位相机对人眼角膜及瞳孔成像，根据瞳孔的边缘及中心点位置对角膜进行横向定位，并通过OCT信号中A-scan上标志点的深度变化进行轴向追踪，当角膜的轴向位置和横向位置在测量误差范围内，开始通过载荷激励子系统对样品角膜进行激励，并通过OCT探测子系统对产生的机械波及角膜的微量形变进行探测，评估其弹性特性；

S2、在OCT探测子系统中，宽光谱光源发出的光通过第一光纤耦合器将光分为几路，每路光线又经第二光纤耦合器组的对应耦合器分光，随后分别进入到参考臂组的对应参考臂中和样品臂组的对应测量方位上，各测量方位的测量光由准直镜和柱镜的组合将该路探测光延展成长条形光斑，长条形光斑被照射到角膜前的微透镜阵列的对应测量方位上，最终由微透镜阵列聚焦于角膜该测量方位上的多个测量点上，每个测量方位上的多个测量点对应着该方位上弹性测量的采样点；各路参考臂和其对应的样品臂返回的光两两干涉，并被光谱探测器组对应的光谱探测器探测；

同时测量单次载荷激励下样品角膜的激励点周围多方向、多位置的弹性响应。

2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量方法，其特征在于：获取各测量点的图像强度信号和随时间变化的相位信号，通过计算各测量点的相位信号可以得到该测量点的表面形变信息。

3.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量方法，其特征在于：获取被测量角膜的恢复曲线，并通过将恢复曲线拟合成指数衰减曲线，得到角膜的固有频率。

4.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量方法，其特征在于：获取角膜的受激阻尼振动信息，进行快速傅里叶变换，得到角膜的固有频率。

5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光束光学相干弹性测量方法，其特征在于：获取各测量点的变形信息及时间延迟信息，根据机械波传播模型计算出杨氏模量。