频域OCT技术分析+文献综述(3)
1．5本课题研究的主要内容及意义
OCT能非接触、无损伤地对活体组织的内部结构生理功能进行高分辨力成像，是生 物医学研究和临床诊断的重要手段。由于生物临床诊断的复杂性与多样性，OCT技术的革新层出不穷，本文重点关注了当前国际领先的小组的研究成果，探讨了各种OCT技术，尤其是频域OCT的应用与优点。
本文的安排及各章的内容如下：
第一章，绪论，介绍了生物医学光学尤其是光学相干层析术的发展、应用及前景。
第二章，基于迈克尔逊干涉仪和低相干干涉对OCT的原理进行了阐述，介绍了频域OCT 的系统构成及相关参数；
第三章，重点分析了频域OCT在测量血液流速方面的应用。
第四章，重点介绍了OCT在内窥领域与荧光成像技术的结合
第五章，重点介绍了超声辅助光学成像
2 OCT的基本原理
2.1OCT的基本构成
根据光与生物组织的相互作用与原理知，单次背向散射光子保留了相干性，并携带 有大量的散射介质内部的信息，例如生物组织的结构信息和功能信息。OCT利用相干门技术来提取携带散射介质信息的单次背向散射光子。它的核心部件是一个迈克尔逊干涉仪，并结合使用低相干 长度的宽带光源作为输入端的输入，利用宽带光源的低相干特性，通过测量样品后向散 射光的干涉信号对生物组织内部微观结构进行高分辨率成像。因此，本章首先基于迈克 尔逊干涉仪和低相干干涉原理对OCT的理论基础做简单介绍。
图2．1经典时域OCT原理图
2．1．1迈克尔逊干涉仪
首先分别给出空间迈克尔逊干涉仪和光纤迈克尔逊干涉仪的基本结构图，如下所示：
图2．2空间迈克尔逊干涉仪结构原理图
图2．3光纤迈克尔逊干涉仪结构原理图
来自光源的入射光经过迈克尔逊干涉仪被分为两条光路(分振幅)，分别为参考臂
光路和样品臂光路。参考光路的光经过反射镜反射之后和来自样品臂的后向散射光发生 相干干涉，在探测臂由探测器获得相干信号。我们设参考臂反射镜和样品臂样品到干涉 仪的距离分别为0和厶。当光源是单色光时，两臂反射回的单色平面波波动方程可以写 为：
(2．1)
(2．2)
其中 ，n是光传播介质的折射率， ，系数2代表光在干涉仪中传播的距离。
在时域OCT中，发生相干干涉时，光电探测器输出时间积分的电流响应，我们称
为干涉信号。其数学表达式为：
(2．3)
其中 和 表示光在干涉仪两条反射光路中存在能量损失。如果光源的光场是恒定的，那么干涉信号 就可以写成以函数 为变量的表达式 。这里 是指光在 样品臂和参考臂传播的时间差。
设样品臂的样品为一个平面反射镜，分光器的分光比为50：50，那么 和Ar就是相 等的，设为A。则Es和Er也是相等的。式(2．3)可以改写为：
(2 4)
这里 是电场的自相关函数， ，Re是复信号的实数部分。时间延迟t可以由干涉仪中，光在样品臂和参考臂传播的光程差来表示，同时将式(2．1)和式(2．2) 代入(2．3)得
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