[发明专利]用于多光束光学相干断层扫描的系统、方法和介质

说明书

提供了用于多光束光学相干断层扫描的系统、方法和介质，在一些实施例中，它们包括：光源；分路器，该分路器将光的一部分输出到各个波导；光学部件，该光学部件接收来自波导的光并将光引导作为同时在不同的侧向位置处撞击样本的光束，并收集来自侧向位置的反向散射光；另一分路器，该另一分路器将光的一部分作为参考光样本输出到参考臂的波导；混合器，该混合器接收反向散射光样本和参考光样本，并将每个反向散射样本与对应的参考样本进行组合，使得混合器输出条纹；以及检测器，该检测器接收条纹并输出OCT信号，每个OCT信号指示在相应侧向位置处的样本的结构。

相关申请的交叉引用

本申请基于2019年12月20日提交的美国临时申请第62/951,710号，要求该临时申请的权益并要求该临时申请的优先权，该临时申请籍此通过引用以其整体并入本文以用于所有目的。

关于联邦资助研究的说明

本发明是在美国国立卫生研究院授予的基金号P41EB015903下的政府支持下完成的。政府具有本发明中的某些权利。

背景技术

一般来说，光学相干断层扫描(OCT)系统的成像速度与OCT系统的性能直接相关。通过增大成像速度，OCT系统能够询问更大的区域，适应样本运动，并实施实现血管造影对比的过采样技术。增大OCT成像速度的一种直观方法是增大基于扫描波长的OCT系统中的光源的扫描速度。然而，将采样速度扩展到1兆赫(MHz)以上的尝试已被证明具有挑战性。

增大系统的有效采样速度的另一方法是增加光束的数量和/或使用扩展光束，其中通过光束集合和/或沿样本侧向延伸的光束同时对多个侧向位置进行成像。在这种方法中，使用平行成像通道同时检测侧向位置，这通过捕获来自多个光束和/或扩展光束的信息而允许有效地更高的成像速率。

过去增加光束的数量的尝试针对每个成像通道使用单独的干涉仪，这将这种方法的可扩展性(scalability)限制为仅几个通道并增加了系统复杂性。其他尝试试图使用利用集成光子设备的多光束干涉仪，但对每个通道的光学延迟的精确控制需要大量的手动工作和/或设备的微制造以对通道信息进行深度编码。

因此，期望用于多光束光学相干断层扫描的新系统、方法和介质。

发明内容

根据所公开主题的一些实施例，提供了用于多光束光学相干断层扫描的系统、方法和介质。

根据所公开主题的一些实施例，提供了一种用于多光束光学相干断层扫描的系统，该系统包括：样本臂，该样本臂被光学配置成用于被耦合到光源，所述样本臂包括：第一光纤、第一分路器(splitter)和第一多个光学部件，所述第一光纤包括远端和光学耦合到光源的近端，所述第一分路器被光学耦合到第一光纤的远端并且被光学耦合到第一多个光纤中的每一个的近端，其中第一多个光纤包括n个光纤，所述第一多个光学部件被配置成用于：从多个光纤接收相应的多个光束，使多个光束朝向样本发射，从样本接收多个反向散射光样本，其中多个反向散射光样本在空间上是分开的，并且其中多个反向散射光样本中的每一个对应于第一多个光束中的一个，并且将多个反向散射光样本朝向检测器引导；参考臂，所述参考臂光学耦合到光源，所述参考臂包括：第二光纤、第二分路器和第二多个光学部件，所述第二光纤包括远端和光学耦合到光源的近端，所述第二分路器被光学耦合到第二光纤的远端并且被光学耦合到第二多个光纤中的每一个的近端，其中第二多个光纤包括n个光纤，所述第二多个光学部件被配置成用于：将多个反向散射光样本中的每一个与由第二多个光纤中的对应光纤发射的光束进行组合，产生多个条纹，并将多个条纹中的每一个引导到检测器的对应通道；以及检测器，所述检测器包括多个检测通道，检测器被配置成用于输出光学相干断层扫描数据，所述光学相干断层扫描数据指示在生成多个反向散射光样本的多个位置处的样本的结构。

在一些实施例中，光源是波长扫描激光器。

在一些实施例中，波长扫描激光器被配置成用于以125千赫兹A扫描速率操作。

在一些实施例中，光源是波长步进频率梳(comb)源。