全光纤光学相干层析系统用于人造指纹的识别

目前商用指纹识别系统由于仅依赖于手指表面二 维图像的脊模式和细节特征进行识别,对人造 指纹有极大的安全漏洞。本文提出一种利用光学相干层析(OCT)技术识别 人造指纹的方法。在分析OCT系统原理及皮肤光学特性的基础上,使用研制的全光纤OCT系 统分别对 人体手指以及被商用指纹识别系统识别通过的人造指模进行成像,获得了二者的二维OCT图 像和对应的一 维信号,同时获得人造指模的三维OCT图像,通过对比分析二者深度方向 上的微结构信息 以及光学特性可以准确地识别出人造指模。实验结果表明,OCT技术不仅可以用于指纹的防 伪,有效地提高生物特征识别系统的安全性能,而且还具有用于指纹识别的潜力。     

光学相干层析系统色散的在线测量及补偿

针对光学相干层析(OCT)系统中迈克尔逊干涉仪两臂色散不匹配导致纵向分辨率的降低,提出了一种基于频域干涉及非线性曲线拟合的方法对干涉仪两臂色散差进行在线测量,根据测量结果在干涉仪一臂中加入非零色散位移光纤(NZDSF)对色散差进行补偿.实验结果表明,经过色散补偿后系统的纵向分辨率与理论值相符合,离体牙齿OCT图像的质量...     

光学相干层析系统的光耦合实验分析

利用低相干光作光源的光学相干层析(optical coherence tomography,OCT)是一种新型的成像技术,是集共焦技术、相干技术、光外差技术和扫描层析技术于一体的非接触型成像技术;利用光源的空间相干以获得高的纵向分辨率,着重讨论了系统光源耦合后的大小对成像结果的影响。     

光学相干层析系统的光耦合实验分析

利用低相干光作光源的光学相干层析（optical coherence tomography，OCT）是一种新型的成像技术，是集共焦技术、相干技术、光外差技术和扫描层析技术于一体的非接触型成像技术；利用光源的空间相干以获得高的纵向分辨率，着重讨论了系统光源耦合后的大小对成像结果的影响。     

光学相干层析系统的成像数学模型研究

生物组织样品的光学特性可以由光学相干层析成像系统探测到的后向散射功率确定，文中建立了入射光线在样品介质内的一阶散射数学模型，揭示了样品的衰减系数和后向散射系数与系统探测结果之间的关系。     

基于经验模式分解法的光学相干层析成像去噪研究

针对光学相干层析(OCT,optical coherence tomography)成像中存在的散斑噪声和扫描噪声,提出了采用经验模式分解(EMD,empirical mode decomposition)算法同时减小这两种噪声的思想。EMD是一种时频分析法,较傅立叶谱法能准确地确定时变非平稳的这两种噪声随时间变化的频率特性,从而获得更好的滤波效果。结果表明,通过合理设计EMD滤波参数,即可有效地同时减小散斑噪声和扫描噪声,信号的信噪比(SNR)提高(不考虑扫描噪声时,SNR达7dB左右,考虑到扫描噪声时,SNR提高达3dB左右),扫描噪声的条纹对比度降低60%以上,改善了成像质量,同时图像细节得到保留。与小波去噪法相比,本文方法具有滤波器设计简单、去噪效果明显及能同时有效地去除两种噪声的优点。     

频域偏振敏感光学相干层析系统的研制及应用研究

偏振敏感光学相干层析(PS-OCT)是在OCT技术基础上发展起来的一种可以测量样品偏振特性的层析测量方法.本文将具有更快扫描速率及更高灵敏度的频域OCT技术与偏振特性测量相结合,研制了频域PS-OCT系统,纵向分辨率达到了11 μm,实现了高于260 Hz的扫描速率,获得了样品双折射、Stokes向量的偏振信息图像.该实验系统对肌腱、肌肉纤维等生物组织样品进行的应用实验显示了PS-OCT成像方法在生物医学成像中的独特优势和发展潜力.     

高分辨飞秒光学相干断层成像系统

建立了飞秒激光自由空间光学相干断层成像OCT)系统,给出了该系统的初步实验结果。系统的光源为掺Ti蓝宝石锁模激光器,输出脉宽小于50fs,中心波长为800nm,谱宽约为40nm,飞秒OCT所达到的纵向分辨率为8μm,横向分辨率为7．6μm,并用于飞秒激光微加工样品表面轮廓的检测。     

光学相干层析系统的信噪比分析及优化

为提高光学相干层析(OCT)系统的信噪比(SNR),改进系统的探测灵敏度,保证系统的成像质量,从理论上详细分析了光学相干层析成像系统中的主要噪声源,建立了系统噪声的理论模型,分析了光学相干层析成像系统中的各个组成单元对系统信噪比的影响.建立了一套实用型的光学相干层析成像系统,对该探测系统中的噪声进行了测量,得到系统噪声的实验模型.然后对理论分析的结果进行一定的修正,并对实验系统进行优化,得到了16μm的纵向分辨率,-90 dB的探测灵敏度.     

光学相干层析成像技术的应用

介绍了光学相干层析成像技术在不同领域的应用,预言了未来的发展趋势。     

光学相干层析成象技术基本原理

本文介绍了光学相干层析成象技术（ＯＣＴ），阐述了层析成象的基本原理，讨论了层析象的信息内容。     

采用频域光延迟线的光学相干层析成像

频域光延迟线是一种光学扫描结构,其基本组成是一个衍射光栅、一个透镜和一个扫描镜.把频域光延迟线应用到光学相干层析成像系统中,可以使参考臂扫描速率至少达到数m/s以上,从而实现视频速率的图像获取.从几何光学的角度分析了频域光延迟线的工作原理,分析结果表明在扫描角很小的情况下,入射光的光程或相位变化频率与扫描角频率有较好的线性关系.基于这一结构的光学相干层析成像的结果证明可以避免活体生物组织位移引入的图像模糊.另外,还提出了一种基于微执行器的新扫描装置.     

光学相干断层成像在眼后段检测中的应用

光学相干断层成像（OCT）是一种新型的,无损伤的光学成像技术,能够实现实时的纵向层析成像,在医学临床具有广泛的应用前景。本文探讨了其在眼后段检测中的应用。     

Differential absorption optical coherence tomography with strong absorption contrast agents of gold nanorods

Plasmon-resonant gold nanorods (GNRs) are demonstrated as strong absorption contrast agents for optical coherence tomography (OCT). OCT imaging of tissue phantoms doped with GNRs of different resonant wavelengths and concentrations is studied. To utilize the high absorption property of GNRs, a differential absorp-tion OCT imaging is introduced to retrieve the absorption information of GNRs from conventional backscattered signals. It is shown that the contrast of the OCT image can be enhanced significantly when the plasmon resonant wavelength of the GNRs matches the central wavelength of the OCT source.     

基于频域OCT的生物组织折射率测量研究

提出了一种利用频域光学相干层析系统测量生物组织折射率的方法.与时域OCT下的光程匹配法相比,该方法充分地发挥了频域OCT测量速度快的优势,只需要在放置样品前后进行两次干涉光谱测量,经傅立叶变换等数据处理后即可得到折射率.测鞋过程简单,操作简便,测量速度快,极大地缩短了样品在空气中暴露的时间,提高了测量的准确性.利用该方法测量了标准样品熔石英及真实样品黄瓜浅表层1 300 nm波长下的折射率,验证了该方法的有效性和可靠性.     

Analyses and calculations of noise in optical coherence tomography systems

Significant progress has been made in the study of optical coherence tomography (OCT) - a non-invasive, high resolution, and in vivo diagnostic method for medical imaging applications. In this paper, the principles of noise analyses for OCT systems have been described. Comparisons are made of signal-to-noise ratios for both balanced and unbalanced detection schemes under the ideal no-stray light situation as well as the non-ideal situation where residual reflections and scatterings are presented. Numerical examples of noise calculation accompanied by detailed comparison of the main characteristics of both time-domain and frequency-domain OCT systems are also presented. It is shown that a larger dynamic range can be achieved for a Fourier-domain OCT system even under the circumstances of high-speed image acquisition. The main results presented in this paper should be useful for the development of high performance OCT systems.     

眼轴及眼前节SS-OCT一体化成像系统

针对现有眼轴测量仪器无法同时实现大量程眼轴测量及眼前节成像的功能,设计了眼轴和眼前节同步测量的大量程扫频光学相干层析成像系统。该系统通过设计大量程扫频光源增加成像深度,并在外部设计搭建标定光路进行k域重采样以提高大量程干涉范围内的成像质量,从而在获取高精度眼轴信息的同时对眼前节成像;针对该系统OCT图像信噪比较低的问题,文中采用基于各向异性滤波的保边去噪算法对图像中的散斑噪声进行抑制以提高图像对比度。系统分别使用等比例人眼模型和离体鱼眼进行成像实验,实验结果表明:该系统成像深度可达到69 mm,在精准测量眼轴纵向五层结构的同时完成12 mm范围内的眼前节横向扫描,眼轴长度平均测量误差0.04 mm,成像时间约为0.45 s,满足临床医学应用中实时性的要求。