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光学相干断层扫描传感器-高分辨率断层成像技术.docx

资料介绍

光学传感器中的光学相干断层扫描技术

一、引言

光学相干断层扫描是一种利用低相干光干涉原理实现高分辨率断层成像的技术。OCT通过测量样品内部不同深度处反射光的回波时间延迟,获得样品内部结构的二维或三维图像,分辨率可达1-15微米,穿透深度可达1-2毫米。OCT在眼科、心血管科和皮肤科中已成为重要的临床诊断工具。2026年,全球OCT市场规模超过30亿美元,扫频源OCT和偏振敏感OCT是技术发展的重要方向。

二、OCT成像原理

OCT利用低相干光干涉仪,参考臂反射光与样品臂的背向散射光发生干涉,仅当两臂光程差在相干长度范围内时产生干涉信号。通过扫描参考臂长度或样品位置,可获取样品深度方向的反射光强分布,即A-scan。通过横向扫描,可构建二维B-scan和三维C-scan图像。

时域OCT通过机械扫描参考臂长度,成像速度较慢。频域OCT通过光谱分析检测干涉信号,成像速度比时域OCT100倍以上。扫频源OCT利用波长快速调谐的激光器,在频域OCT中具有更高的信噪比和成像速度。

三、OCT传感器技术

宽带光源OCT系统的核心,超辐射发光二极管或飞秒激光器提供低相干光。光纤干涉仪利用光纤耦合器将光分为参考臂和样品臂,在光纤中传输和干涉。

高速扫描系统利用振镜或MEMS微镜实现光束的快速横向扫描,成像速度可达数百万A-scans/s探测器利用平衡探测器检测干涉信号,在频域OCT中利用光谱仪或扫频光源检测光谱。


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