OCT频域相干层析术高速扫描装置实验搭建研究(3)
图1.2一般光纤OCT系统的原理图
其中一束经过参考臂的扫描系统反射形成参考光Er(t)；另一束经过物镜聚焦到生物组织内部，其背向散射光Es(t)与Er(t)在光纤耦合器处重新汇合。也就是从样品光纤中出来的光入射到扫描机制，通常在计算机控制下把光束聚焦在样品和把扫描集中在一个或两个横向方向。许多专业的扫描系统已经逐步在显微镜成像，检眼镜检查，内镜等得到应用发展。从样品反向散射或反射的光被重新定向，然后通过相同的光学扫描系统到样品臂光纤，在那里它与返回的参考臂的光在光纤耦合器中耦合，耦合器的输出是参考光与背向散射光的相干迭加，并且将合并的光在受光器或探测器的表面发生干涉并被采集，然后将光信号转换成电信号，在由AD采样将模拟信号转换成数字信号存储在计算机中，最后由软件实现信号处理与图像显示。其中在受光器检测出的电子信号被处理成一个A-扫描。当扫描机构扫描或跳过样品聚焦光束的位置，获取多个A-扫描并在计算机中合成一个在焦斑附近的样品的二文横截面图像，这种扫描被称为B-扫描。或者，可以由计算机控制下的多文横向扫描和A-扫描采集的各种可选择的组合来创建在同一位置重复A-扫描的时间函数（称为M-扫描）。
在TDOCT的情况下，在图1.2的低相干光源是宽带的连续波（CW），长度上的参考臂延迟被反复扫描，应用单通道光器，另外所需的信号处理包括检测对应于所检测到的边缘脉冲串图案的包络之间的参考臂光的干涉和每一个在样品上连续的散射网。FDOCT系统分为谱域（或光谱仪为基础的）系统被称为SDOCT和扫频源系统称为SSOCT（也被一些专家称光频域成像或OFDI）。在SDOCT的情况下，光源是宽带的连续波，参考臂的长度大致与样品臂相同，并且从参考臂和样品的所有深度层中返回的光之间的光谱干涉图案被光谱仪分散，同时还被光电二极管阵列或电荷耦合器件（CCD）等阵列检测器收集。在SSOCT的情况下，光源具有瞬时窄线宽，且可在波长迅速扫过，光谱干涉图案可以被单个或少数的光接收器进行检测作为时间的函数。该参考臂的长度也是固定在SSOCT中的。在FDOCT这两个SDOCT和SSOCT中，光谱干涉图案在其光谱频率范围内将样品在焦点位置的整个深度分辨的结构进行编码，并如下文所描述的用傅立叶逆变换可以恢复A-扫描。傅立叶逆变换也可能需要在FDOCT附加的信号处理步骤来制备光谱干涉图，使波数数据被线性采样。
1.1.3 时域与频域
OCT主要分为时域OCT 和频域。而要得到样品深度方向的信息，就需要光束进行轴向扫描，时域OCT和频域OCT的区别在于两者的扫描方式不同。TDOCT中，由于来自样品不同深度的散射信号具有不同的相位延迟，所以我们通过调节参考臂，使得来自样品的各个深度的散射信号都能够与参考镜反射的光信号发生干涉，即机械式移动参考反射镜，来获得样品一定深度内的相位信息，送入电脑后进行处理得到层析图像。随着OCT的进一步发展,传统的时域OCT也存在着很多无法突破的瓶颈，时域OCT的扫描速度受到机械扫描的限制，使得系统无法实现实时成像。而频域OCT系统的出现，极大的提高了系统的扫描速度。它的优势在于，频域OCT无需移动参考反射镜，一般通过光谱仪进行分光，然后利用空间傅立叶变换特性对光谱进行分析，从而实现对样品一定深度信号的一次成像，从根本上提高了系统成像速度。因此，为了更好地实时成像，FDOCT也越来越受到重视。