[实用新型]基于LPG的单光纤OCT系统

说明书

一种基于LPG的单光纤OCT系统，包括输入光源、光环行器、OCT干涉检测单元以及信号处理单元；OCT干涉检测单元是一种单光纤麦克尔逊干涉仪，单光纤麦克尔逊干涉仪包括输入双包层光纤及输入LPFG、空芯光纤和纤芯模式反射器、输出双包层光纤及输出LPFG、光纤透镜和反射棱镜，整个OCT干涉检测单元被封装在一个毛细管中；输入LPFG位于输入双包层光纤的纤芯内，输出LPFG位于输出双包层光纤的纤芯内，空芯光纤熔接在输入双包层光纤和输出双包层光纤之间形成一根单光纤，信号臂和参考臂集成到所述一根单光纤中。本实用新型有效缩小整个系统的尺寸，使整个OCT系统更加紧凑、方便。

技术领域

本实用新型涉及生物医学光学和光纤光学、生物组织检测以及工业无损检测领域，尤其涉及傅里叶域的光学相干层析成像技术(OCT) 领域。

背景技术

上个世纪90年代诞生的一种全新的生物成像技术，被称为光学相干层析成像技术(OCT)。与其他的生物成像技术相比较，OCT具有实时成像、无侵入、无损、分辨率高等优势。时至今日，OCT仍无法被其他技术替代，广泛的应用于生物医学、生物组织检测以及工业无损检测等领域。迄今为止，OCT技术的发展经过了两代，即时域OCT 与傅里叶域OCT。傅里叶域OCT不需要借助机械结构进行轴向光程扫描，能够一次性采集某一横向位置不同深度的干涉光谱信息，通过对其进行傅里叶变换获取样品深度域结构信息，提高了成像速度。根据光谱探测机制的不同，傅里叶域OCT又可分为谱域OCT和扫频 OCT。谱域OCT基于光谱仪，将干涉光谱分散并聚焦到线阵电荷耦合元件进行探测；扫频OCT基于瞬时线宽极窄且输出波长随时间快速扫描变化的扫频光源，利用单点探测器获取干涉光谱。小型化和紧凑化的内窥OCT探针可在低侵入的条件下进入人体内部腔道，这为人体内部组织的高分辨率在体成像提供了可能。OCT技术不仅被广泛的应用在生物医学领域，同时在工业上的无损捡测也可以发挥很重要的作用，例如在某些工业应用中，对工件表面颗粒的颗粒形状、大小以及分布有着很严格的要求，OCT系统可以对这些指标进行有效的测量。

但是，目前的OCT探针仍然存在很多的问题。由于OCT系统需要采集干涉信号，所以不可避免的导致目前的OCT系统需要一个参考臂和一个测量臂；虽然探针是可以小型化的，但是整个干涉检测单元还是比较大的，所以整个OCT系统的结构还是比较复杂的，这就限制了OCT系统在生物医学以及工业无损检测等领域的应用。

发明内容

为了克服现有的光学相干断层扫描技术(OCT)在医疗检查和工业无损检测上存在的结构复杂、灵活性差和成本昂贵的问题，本实用新型提供了一种利用双包层光纤制成的长周期光纤光栅和空芯光纤做成的单光纤干涉检测器件来改进光学相干断层扫描技术(OCT)，使用双包层光纤和光纤光栅实现单光纤OCT。相比于目前的OCT系统，本实用新型将OCT的参考臂和测量臂集成到一根光纤中，有效的缩小了整个系统的尺寸，使整个OCT系统更加紧凑、方便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于LPG的单光纤OCT系统，包括输入光源、光环行器、 OCT干涉检测单元以及信号处理单元；所述OCT干涉检测单元是一种单光纤麦克尔逊干涉仪，所述OCT干涉检测单元包括输入双包层光纤及输入LPFG、空芯光纤和纤芯模式反射器、输出双包层光纤及输出LPFG、光纤透镜和反射棱镜，整个OCT干涉检测单元被封装在一个毛细管中；所述输入LPFG位于输入双包层光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于输出双包层光纤的纤芯内，所述空芯光纤熔接在输入双包层光纤和输出双包层光纤之间形成一根单光纤，信号臂和参考臂集成到所述一根单光纤中；在输入双包层光纤与空芯光纤熔接的一端端面设置所述纤芯模式反射器，空芯光纤中心孔的直径和输入双包层光纤、输出双包层光纤的纤芯直径相等，空芯光纤的外层直径和输入双包层光纤、输出双包层光纤包层的外径相等；所述纤芯模式反射器是通过在输入双包层光纤与空芯光纤熔接一端的纤芯端面镀膜，以形成反射镜进而制成的；从输出LPFG出射的光束经过光纤透镜和反射棱镜，聚焦于光纤外部的样品上从而成像。

进一步，用于纤芯模式反射器的镀膜包括金属膜和介质膜。