1 山西医科大学基础医学院, 山西 太原 030001
2 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学激光光谱研究所, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
采用分步傅里叶方法模拟皮秒泵浦脉冲在正常色散医用光子晶体光纤中超连续谱的产生,研究泵浦脉冲中心波长、峰值功率、宽度和形状对超连续谱特性的影响,优选泵浦脉冲光源的参数用于光学相干断层成像,提高其纵向分辨率和成像质量。结果表明:对于泵浦中心波长为1.06 μm、1.31 μm和1.55 μm的医用光子晶体光纤,在相同参数下,1.55 μm泵浦脉冲产生的带宽较宽,1.31 μm泵浦脉冲获得的纵向分辨率较小;对于1.55 μm的医用光子晶体光纤,当选取的双曲正割型泵浦脉冲峰值功率为20.5 W,脉冲宽度为2 ps时,可获得的纵向分辨率为5.0 μm,当选择峰值功率为18 W,脉冲宽度为0.5 ps时,可获得的纵向分辨率为3.7 μm;超高斯型泵浦脉冲比高斯型、双曲正割型和啁啾高斯型泵浦脉冲更易获得较宽、较平坦的超连续谱光源。
光纤光学 光子晶体光纤 泵浦脉冲参数 超连续谱 光学相干断层成像 纵向分辨率
华中光电技术研究所 —武汉光电国家研究中心, 湖北武汉 430223
跨介质水下对空成像在光线穿透海空界面时受到波浪影响, 会给成像带来离焦、模糊、畸变等不利因素。当波浪存在正向斜率时, 会在一定程度上提升水下对空成像的纵向分辨率, 从而可提升目标探测概率。通过理论分析和仿真方法量化正向斜率波浪导致空气中目标入射角变化的情况, 并分析由此对目标纵向分辨率拉伸程度, 通过实验验证了理论的可行性, 为后期水下光学系统的设计及像质评价提供了依据。
跨介质成像 光学系统 波浪 纵向分辨率 仿真 water-to-air imaging optical system wave vertical resolution simulation
1 湖北第二师范学院 物理与机电工程学院, 武汉 430205
2 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074
为了提高太赫兹相干层析成像系统的纵向分辨率, 采用色散补偿方法解决了宽带光源做成像光源带来的色散问题。基于评价函数的迭代补偿算法对降噪滤波后的原始信号进行色散补偿, 得到了较为清晰的3维重构图像。结果表明, 在迭代补偿算法的计算中, 无需预知样品的厚度信息以及色散特性, 即可获得高精度的3维重构图像, 纵向分辨率高达100μm。该研究在高精度的材料无损探测领域具有较大的研究价值和广泛的应用前景。
图像处理 色散补偿 迭代补偿算法 纵向分辨率 image processing dispersion compensation iterative compensation algorithm longitudinal resolution
长春理工大学, 光电工程学院, 吉林 长春 130022
光学相干层析成像(optical coherence tomography, OCT)技术是继X射线成像、核磁共振成像、超声成像等之后的一种新型的成像技术, 其可光纤化的特点使得它易于医用电子内窥镜相结合。OCT内窥镜技术可实现对人体内部器官的高速率、高分辨率、无损伤、实时成像。主要介绍了OCT技术的种类、基本原理以及包括探测深度和纵向分辨率等的参数; 简述了OCT内窥镜的发展历史以及最新成果, 重点分析了光源对OCT内窥镜的影响。总结了OCT内窥镜的主要应用。
光学相干层析成像 内窥镜 纵向分辨率 光源 optical coherence tomography endoscope axial resolution light source
1 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
研究了径向偏振型飞秒脉冲激光并将其引入基于双光子吸收理论的微纳加工系统,得到了 更高纵向分辨率、更低长径比的二维微纳尺度聚合物结构。对聚焦光场内光强分布的理论模拟表 明:径向偏振型飞秒脉冲激光在提高纵向分辨率的同时会在一定程度上降低聚合物结构的横向分 辨率,使聚合物结构的长径比降低。用扫描电子显微镜表征聚合物结构得到的结果与理论模拟 结果具有良好的一致性。径向偏振型飞秒脉冲激光提高了微纳尺度聚合物结构的纵向 分辨率,在激光光刻领域有良好的应用前景。
非线性光学 纵向分辨率 双光子加工 径向偏振 微纳聚合物结构 nonlinear optics longitudinal resolution two-photon fabrication radial polarization micro/nano polymer structure
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
利用自聚焦透镜和单模光纤搭建了基于光纤旋转连接器的内窥式扫频光源光学相干层析成像系统.利用Zemax模拟了内窥探头的光学性能, 分析了光纤到自聚焦透镜的距离和自聚焦透镜节距对探头性能参量的影响.在综合考虑元器件成本以及成像要求后, 选择无需定制, 节距为0.24 Pitch的自聚焦透镜, 确定光纤与自聚焦透镜之间的距离为0.7 mm.经实验测得该系统的横向分辨率约为19.5 μm, 纵向分辨率约为9 μm, 工作距离约为7 mm, 成像深度为6.2 mm(空气中), 与理论值接近.为了验证该系统对生物组织的成像性能, 利用该系统对猪食道进行离体成像, 重建后的层析图中可以明显地观察到猪肠道的表皮层和固有层.测量系统的各项成像性能参量以及对生物组织的成像性能表明该探头在内窥成像中是可行的.
光学相干层析成像 扫频光源 干涉 内窥成像 横向分辨率 工作距离 成像深度 纵向分辨率 自聚焦透镜 Optical coherence tomography Swept light source Interference Endoscopic imaging Lateral resolution Working distance Imaging depth Axial resolution Grin lens
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
频域光学相干层析成像技术是一种新型的医学成像技术，其传统的图像重构算法主要是基于傅里叶变换。但这种重构算法的主要缺陷在于其纵向分辨率随着深度位置的变化而明显下降。为了使频域光学相干层析成像系统的纵向分辨率在整个成像深度内基本保持不变，提出了一种基于观察矩阵的图像重构法，并用该法重构了平面镜以及皮肤信号。结果表明，这种图像重构法能够使频域光学相干层析成像系统保持纵向分辨率不变。与文献报道相比，这种方法在保持系统简单性的同时，还保持了高的纵向分辨率，并在成像深度范围内使得纵向分辨率基本保持不变。
成像系统 频域光学相干层析成像 纵向分辨率 矩阵 图像重构
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
针对扫频光源相干层析成像系统(SSOCT)光谱的非高斯型分布,对采样到的干涉光谱实施了基于汉明窗函数的光谱整形。利用选用的汉明窗整形算法,成功地实现了对样品(镀膜的塑料卡片)上界面层析成像纵向分辨率的提升,使其上界面膜层的分辨率从128.9 μm提高至109.4 μm。由于更好地压缩纵向扫描(Ascanning)信号的展宽,因此基于汉明窗算法的光谱整形的方法比传统对原始数据直接快速傅里叶变换(FFT),能够实现更高的纵向层析分辨率。基于这个选定的算法,通过光谱整形后,软件呈现了样品的实时结构层析图像。
光学相干层析技术 窗函数 纵向分辨率 optical coherence tomography window function axial resolution
1 华中科技大学同济医学院附属协和医院,武汉,430022
2 华中科技大学光电子工程系,武汉,430074
利用光学相干层析(OCT-Optical Coherent Tomography)技术可以透过低透明介质,特别是生物组织成像.介绍了基于1310 nm波长稳定光源的OCT实验装置,实验装置采用SLD超辐射二极管光源.利用该装置对番茄皮进行了实际OCT图样采集,研制成的实验系统具有10μm左右的纵向分辨率.最后对进一步提高眼检OCT系统的性能进行了研究.
光学相干层析 SLD超辐射二极管 纵向分辨率 optical coherence tomography super luminance diode longitudinal resolution
