[发明专利]一种光学相干断层成像方法

权利要求书

1.一种光学相干断层成像方法，其特征在于，该方法包括：

使用会聚的物光束逐点横向扫描样品，并通过成像装置同步记录样品上各个扫描点的宽场背向散射光与参考光干涉后的干涉信号，形成各个扫描点的光谱干涉图像；

对各个扫描点的光谱干涉图像进行快速傅里叶变换，获取各个扫描点对应的光场复振幅分布；将各个扫描点的对应的光场复振幅分布按序重排为一个列向量；按照扫描次序将各个扫描点对应的列向量组合成为散射介质的背向传输矩阵；

对背向传输矩阵进行奇异值分解，从矩阵信号中提取主成分信号，并去除多重散射噪声信号；

根据所提取的主成分信号，计算得到物光焦平面处的三维断层图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用会聚的物光束逐点横向扫描样品，并通过成像装置同步记录样品上各个扫描点的宽场背向散射光与参考光干涉后的干涉信号，形成各个扫描点的光谱干涉图像包括：

通过分束器将扫频光源输出的入射光分为两束平行光：参考光和物光；其中，参考光输出至成像装置；

将物光则调制成为角度快速变化的扫描光束，经透镜会聚后聚焦到样品成像层的扫描点；

成像装置接收扫描点的宽场背向散射的反射光，并同步记录扫描点的宽场背向散射光与参考光干涉后的干涉信号，形成各个扫描点的光谱干涉图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

使用窄带近红外光扫频光源来作为入射光；

或者，使用宽光谱、低相干度的光束作为入射光。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

在记录光谱干涉图像时，在成像装置端撤去基于光纤头的针孔滤波。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

使用空间光调制器或者扫描振镜对物光进行调制。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用如下的公式对背向传输矩阵进行奇异值分解：

；

其中，RM（r_in,r_out）为背向传输矩阵；U和V均为酉矩阵，其列向量分别对应各自的奇异向量U_i和V_i；Σ为对角矩阵，包含正实数的奇异值σ_i，σ₁σ₂... σ_N-1σ_N；为转置共轭。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从矩阵信号中提取主成分信号，并去除多重散射噪声信号包括：

将大奇异值对应的奇异向量U_i和V_i取出作为背向传输矩阵的两组正交基，作为主成分信号用于计算成像；

将小奇异值对应的奇异向量作为多重散射噪声信号去除。