时域OCT(TD-OCT)的光路如图1。4所示,宽带光源发出的通常几十纳米谱线宽度的宽带光经过耦合器后把光分到参考臂和测量臂上,参考臂光路到达纵向扫描反射镜反射回到耦合器,测量臂经过扫描镜转向入射到生物组织上后也反射回到耦合器中,2束光在耦合器中干涉并被探测器接收。由于使用的是宽带光源,使得光源的相干长度在微米级别,参考光和测量光必须在光程匹配的情况下才能发生干涉,否则在耦合器中相遇的两列光不是由原子的同一次震动所发出,不能干涉。移动参考臂上的反射镜时参考光路的光程与测量光路中不同深度的反射光的光程相匹配,从而进行纵向扫描(A-scan),通过旋转测量臂上的扫描扫描镜来探测不同方向上的信息。
图 2。1 时域OCT(TD-OCT)光路图
频域OCT(FD-OCT)则不需要移动参考臂,宽带光中不同波长的光会在不同深度上反射,直接使用光谱仪来解析不同波长光的位置信息,因此成像速度大大提高,大约500-100倍,同时信噪比也大大提高却不能随心所欲地探测组织的任意深度。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
图 2。2 频域OCT(FD-OCT)光路图
其中SS-OCT把宽带光源变成了一个可调频的快速扫描激光器,光源不断发出不同波长的红外激光,通过光源对频率的扫描得到干涉图谱,因此省掉了光谱仪,接收器也能够更加简单。
图 2。3 SD-OCT 和 SS-OCT 的基本结构对比
2。1。1 OCT系统的成像深度
参考臂和测量臂发生的干涉可表示为:
其中,波矢k=2π/波长,其频率的变化为:
Z是光能到达的组织深度,因此干涉信号可以看成是系统光谱仪在波矢空间的采样。对波矢方程微分:
在纵向空间上的间隔表示:
δλ 就是光谱分辨率,因此光谱仪对应的在K空间的采样频率为Fk=1/δk,由奈奎斯特采样定律可知,光谱仪在K空间采集干涉信号时,最大频率应为Fk /2,所以:
其中Zmax为OCT系统的最大探测深度。可以看出,SD-OCT 的成像深度与光谱仪的分辨率有关,δλ越高,系统成像深度越大。而光谱仪的分辨率与光栅刻线数,聚焦透镜焦距以及 CCD 像素尺寸有关。