[发明专利]一种提高全场扫频光学相干层析测量量程的系统及方法

说明书

本发明公开了一种提高全场扫频光学相干层析测量量程的系统，包括：激光扫频光源，用于发出入射光；凸透镜，用于将所述入射光调整成平行光；分光棱镜，用于将所述入射光分成若干光束；载玻片，所述载玻片用作被测件；削光片，所述削光片用于减弱所述载玻片的反射光；光楔，所述光楔作为参考面；信号采集器，用于采集干涉光谱。通过降低采样图像的帧数实现欠采样，并且本发明应用是在SS‑OCT系统上，基于希尔伯特变换的相位求解算法，能够有效解决欠采样下导致的相位混乱问题，完成准确测量，进而提高扫频光学相干层析测量系统的最大测量量程。

技术领域

本发明涉及扫频光学相干层析技术领域，尤其涉及一种提高全场扫频光学相干层析测量量程的装置及方法。

背景技术

扫频光学相干层析技术是现代光学测量中的高精度检测技术，是当前检测技术的重要发展方向之一，具有广泛的发展前景，现国内外许多学者都致力于扫频光学相干层析技术的研究。

而在扫频光学相干层析测量过程中，系统的最大测量量程与最大的被测频率成正比，根据奈奎斯特采样定理，在对采样信号进行重建时，需要满足采样频率大于两倍最大被测频率，而采样频率的极限受系统采样传感器限制，因此系统的测量量程也具有最大范围。

最直接有效的提高测量量程方法就是：在采样频率低于奈奎斯特采样速率，即采样频率低于两倍最大被测频率时，并且在保证信号不失真、信息完整的情况下，完成图像重建，进而提高测量系统的最大测量量程。

但欠采样同样会带来新的问题：频率混叠。此时，对干涉信号进行频谱分析时会出现不同频率混叠在一起，无法分解，进而无法精确得出各个频率对应的相位信息。从而严重影响了测量的精度。

目前已有的提高扫频光学相干层析测量系统的最大测量量程的方法主要有提高采样传感器的最大采样频率、压缩感知等。前者是通过更换更好的硬件设备实现；后者是通过压缩感知稀疏采样后，实现在欠采样下的谱估计，进而提高测量量程。该压缩感知的方法是应用在SD-OCT中，是通过降低图像的像素来实现欠采样，并且该方法对于欠采样下的相位混乱无法有效求解。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高全场扫频光学相干层析测量量程的系统及方法，应用在扫频光学相干层析(SS-OCT)系统上，通过降低采样图像的帧数实现欠采样，解决欠采样下导致的相位混乱问题，完成准确测量，进而提高扫频光学相干层析测量系统的最大测量量程。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种全场扫频光学相干层析测量系统，包括：激光扫频光源，用于发出入射光；凸透镜，用于将所述入射光调整成平行光；分光棱镜，用于将所述入射光分成若干光束；载玻片，所述载玻片用作被测件；削光片，所述削光片用于减弱所述载玻片的反射光；光楔，所述光楔作为参考面；信号采集器，用于采集干涉光谱。

进一步的，所述激光扫频光源的中心波长λ_c＝765nm，带宽Δλ＝50nm，波长扫描范围Δλ＝5.04×10⁵nm^-1，扫频速度v为2nm/s，一个扫描周期t为25s。

进一步的，所述第一信号采集器和所述第二信号采集器均为CCD相机。

进一步的，所述方法包括如下步骤：

所述方法包括如下步骤：

第一步：由所述提高全场扫频光学相干层析测量量程的系统进行所述干涉信号的欠采样，得到两组所述干涉信号的采样数据；

第二步：随机选取所述干涉信号的采样数据中的条纹图像上某一像素点时间序列光强，进行傅里叶变换，得到两组时域干涉信号数据对应的频谱图；

第三步：分别对两个频谱图中第一个干涉信号、第二个干涉信号的频率信息进行计算，得到所述第一个干涉信号、所述第二个干涉信号准确的全场频率图；