基于單相機的微米譜域偏振光學相干層析成像方法

仇志遠，高萬榮，陳朝良，常穎

（1 南京理工大學 電子工程與光電技術學院，南京 210094）

（2 東南大學 電子科學與工程學院，南京 210096）

0 引言

光學相干層析（Optical Coherence Tomography，OCT）技術是一種能夠對薄層組織進行層析成像的醫學成像技術，具有無創、高分辨等特點，成像深度達到毫米量級，縱向分辨率可至1 μm［1］。譜域光學相干層析（Spectral Domain Optical Coherence Tomography，SDOCT）是OCT 技術分類中的一種，相較于時域OCT，SDOCT 參考臂中無需添加掃描機構，具有更快的成像速度、更高的信噪比和靈敏度［2］。OCT 已被廣泛應用于眼科［3］、皮膚科［4］等醫學檢測領域，同時該技術也被應用于材料科學領域［5-6］。

偏振敏感光學相干層析成像技術（Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography，PSOCT）是OCT 技術的功能擴展，它在光學相干層析技術的基礎上添加了測量并分析樣品偏振信息的功能。其不僅能夠反應樣品內部的微觀結構信息，還能夠探測偏振光入射到樣品后不同深度偏振態的改變情況，采用相關偏振矩陣計算表征偏振特性，如相位延遲、光軸方向等，從而可以辨別普通OCT 無法區分的特性結構［7-8］。PSOCT 技術已被用于檢測皮膚燒傷程度［9］、牙齒修復檢測［10］、人體肺部腫瘤評估［11］以及視網膜病變檢測［12］等醫學領域，具有重要的應用價值。

一般的OCT 系統軸向分辨率在3 μm 以上，為了能夠看清組織更細微的結構，需要實現更高的分辨率功能。SDOCT 系統軸向分辨率與光源的帶寬和中心波長有關，為了有效提高系統分辨率，需要使用中心波長較短或者帶寬更寬的光源，但由于生物光學窗口的限制，常用方法即增加成像的光源帶寬。具體做法是采用光譜拼接［13］和使用超連續譜激光器（Super-continuum Light Source，SCL）［14］，隨著分辨率的提高，能夠實現活體組織亞細胞成像［15-16］等功能。……