频谱光学相干成像系统（OCT）（OCT）
上海瞬渺光电技术有限公司
中国 上海
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Thorlabs/013
频谱OCT简单工作原理
图1（如下）描述了Thorlabs OCP930SR频谱OCT主机和探针的基本设计。宽带超发射二极管光源（SLD）的输出导入到手持式麦克尔逊干涉仪探针中，光束被分为两路，参考臂一端是反射镜，而另一路包括成像透镜将光聚焦到样品上，此成像透镜也被用来收集样品背向散射和反射光。两路光返回后再合成，直接进入光谱仪，其干涉模式经过分析得到频谱OCT图象。如果样品臂长度固定，干涉模式将是简单的波长的正弦函数形式，傅立叶变换后呈单一的峰。但是，由于样品中不同深度的背向散射和反射光影响，在正弦干涉模式上将存在幅度的调制。因为幅度调制于深度相关，经傅立叶变换可得到随深度变化的背向或反射光强度变化（即A扫描）。
系统描述
Thorlabs OCP930SR频谱OCT成像系统原理图如图2所示，其标准形式为手持探针，显微镜形式根据需求可订制。基本单元包括宽带光源（SLD）、光谱仪、模拟及数字电路、手持探针内电流扫描器的驱动电路。
光纤耦合器用来将SLD出射光直接导入手持探针，内含麦克尔逊干涉仪。探针和参考光经同样的光纤返回到光谱仪和图象传感器，后两者位于同一单元中。光谱仪具有0.14nm的分辨精度，对应理论上的成像深度为1.63mm，实际结果取决于样品的性质。
数据采集和软件
基本单元通过两个高性能数据采集卡与PC相连接，所有的数据采集和处理由集成软件包来执行，内含完整的函数，控制测量、采集和处理，同时将显示和管理OCT图形文件。2D或3D（显微镜式）图象以达每秒8帧的速率在PC上显示。
OCP930SR软件包括采样应用的参数库。另外，该系统提供高度的灵活性，允许客户根据实验需要改变实验参数，如：侧向扫描范围和步进宽度。还有，数据设置简单，可以离线做进一步图象处理和数据分析。
波长对成像的影响
特定OCT系统的选择取决于特定的应用，成像质量取决于样品类型和系统设计。如：水对600-800nm的光具有较好的透过，因为眼睛的外层部分（角膜、玻璃体、扁状体）主要成分是水，800nm的OCT成像为眼科应用工业标准。对于多层组织（皮肤、大脑、GI管等），900-1400nm比较合适，因为长波具有更好的穿透深度。
技术参数：标准SR型OCP930SR
◆ 普通应用
◆ 成像深度约1.6mm
◆ 轴向分辨率6.2um
增强精度SR型OCP900SR
◆ 贴近表面，适合小特征成像
◆ 成像深度约1.1mm
◆ 轴向分辨率4.5um
深度成像SR型OCP840SR
◆ 适合较大特征及深度成像
◆ 成像深度约3.2mm
◆ 轴向分辨率15um
各种型号频谱OCT系统参数
光学： 标准
OCP930SR 增强分辨
OCP840SR 深度成像
OCP900SR
中心波长 930 /-5nm 900 /-5nm 840 /-5nm
谱宽（FWHM） 100 /-5nm 140 /-5nm 50 /-5nm
轴向扫描速率 5kHz
光谱仪精度 0.14nm 0.18nm 0.06nm
光功率 2mW 1.5mW 1.5mW
成像 标准
OCP930SR 增强分辨
OCP840SR 深度成像
OCP900SR
成像速率 8fps
最大像尺寸 1024×512 pixels
最大像宽度 6.0mm
最大像深度 1.6mm 1.1mm 3.2mm
轴向分辨率* 6.2um 4.5um 15um
动态范围* >90dB
*轴向精度和动态范围为空气中特定值，该值随样品吸收和散射不同而变化。
主要特点：特点：
▲ 探针中集成麦克尔逊干涉仪减少模式色散
▲ 远心光学使光束垂直，大范围扫描消除像差
▲ 紧凑的设计，适合OEM应用
▲ 生物或工业样品原位实时成像
Thorlabs公司频谱OCT系统是由Thorlabs(USA)和两个德国公司：THorlabs Lübeck AG和 医疗激光中心Lüberk共同合作开发的。这套系统复合了宽带光源和执行OCT干涉信号的傅立叶频域探测的高速光谱仪。频谱OCT系统具有两种成像模式：标准手持探针或特殊应用的显微镜设计。这两种系统都具有集成的CCD，用来观察样品。手持式OCT可以提供高精度的2维成像，而显微镜式可以进行3维成像。系统能在可接受的几分钟内完成操作。
图1（如下）描述了Thorlabs OCP930SR频谱OCT主机和探针的基本设计。宽带超发射二极管光源（SLD）的输出导入到手持式麦克尔逊干涉仪探针中，光束被分为两路，参考臂一端是反射镜，而另一路包括成像透镜将光聚焦到样品上，此成像透镜也被用来收集样品背向散射和反射光。两路光返回后再合成，直接进入光谱仪，其干涉模式经过分析得到频谱OCT图象。如果样品臂长度固定，干涉模式将是简单的波长的正弦函数形式，傅立叶变换后呈单一的峰。但是，由于样品中不同深度的背向散射和反射光影响，在正弦干涉模式上将存在幅度的调制。因为幅度调制于深度相关，经傅立叶变换可得到随深度变化的背向或反射光强度变化（即A扫描）。
系统描述
Thorlabs OCP930SR频谱OCT成像系统原理图如图2所示，其标准形式为手持探针，显微镜形式根据需求可订制。基本单元包括宽带光源（SLD）、光谱仪、模拟及数字电路、手持探针内电流扫描器的驱动电路。
光纤耦合器用来将SLD出射光直接导入手持探针，内含麦克尔逊干涉仪。探针和参考光经同样的光纤返回到光谱仪和图象传感器，后两者位于同一单元中。光谱仪具有0.14nm的分辨精度，对应理论上的成像深度为1.63mm，实际结果取决于样品的性质。
数据采集和软件
基本单元通过两个高性能数据采集卡与PC相连接，所有的数据采集和处理由集成软件包来执行，内含完整的函数，控制测量、采集和处理，同时将显示和管理OCT图形文件。2D或3D（显微镜式）图象以达每秒8帧的速率在PC上显示。
OCP930SR软件包括采样应用的参数库。另外，该系统提供高度的灵活性，允许客户根据实验需要改变实验参数，如：侧向扫描范围和步进宽度。还有，数据设置简单，可以离线做进一步图象处理和数据分析。
波长对成像的影响
特定OCT系统的选择取决于特定的应用，成像质量取决于样品类型和系统设计。如：水对600-800nm的光具有较好的透过，因为眼睛的外层部分（角膜、玻璃体、扁状体）主要成分是水，800nm的OCT成像为眼科应用工业标准。对于多层组织（皮肤、大脑、GI管等），900-1400nm比较合适，因为长波具有更好的穿透深度。
技术参数：标准SR型OCP930SR
◆ 普通应用
◆ 成像深度约1.6mm
◆ 轴向分辨率6.2um
增强精度SR型OCP900SR
◆ 贴近表面，适合小特征成像
◆ 成像深度约1.1mm
◆ 轴向分辨率4.5um
深度成像SR型OCP840SR
◆ 适合较大特征及深度成像
◆ 成像深度约3.2mm
◆ 轴向分辨率15um
各种型号频谱OCT系统参数
光学： 标准
OCP930SR 增强分辨
OCP840SR 深度成像
OCP900SR
中心波长 930 /-5nm 900 /-5nm 840 /-5nm
谱宽（FWHM） 100 /-5nm 140 /-5nm 50 /-5nm
轴向扫描速率 5kHz
光谱仪精度 0.14nm 0.18nm 0.06nm
光功率 2mW 1.5mW 1.5mW
成像 标准
OCP930SR 增强分辨
OCP840SR 深度成像
OCP900SR
成像速率 8fps
最大像尺寸 1024×512 pixels
最大像宽度 6.0mm
最大像深度 1.6mm 1.1mm 3.2mm
轴向分辨率* 6.2um 4.5um 15um
动态范围* >90dB
*轴向精度和动态范围为空气中特定值，该值随样品吸收和散射不同而变化。
主要特点：特点：
▲ 探针中集成麦克尔逊干涉仪减少模式色散
▲ 远心光学使光束垂直，大范围扫描消除像差
▲ 紧凑的设计，适合OEM应用
▲ 生物或工业样品原位实时成像
Thorlabs公司频谱OCT系统是由Thorlabs(USA)和两个德国公司：THorlabs Lübeck AG和 医疗激光中心Lüberk共同合作开发的。这套系统复合了宽带光源和执行OCT干涉信号的傅立叶频域探测的高速光谱仪。频谱OCT系统具有两种成像模式：标准手持探针或特殊应用的显微镜设计。这两种系统都具有集成的CCD，用来观察样品。手持式OCT可以提供高精度的2维成像，而显微镜式可以进行3维成像。系统能在可接受的几分钟内完成操作。
