全光纤频域光学相干层析成像系统优化研究.doc

全光纤频域光学相干层析成像系统优化研究 第31卷第3期 2010年5月 应用光学 JournalofAppliedOptics Vol_31No.3 May2010 文章编号:1002—2082(2010)03—0467—06 全光纤频域光学相干层析成像系统优化研究 戴翠霞,BRAEULERTobias,席鹏,吴晓唯,任秋实 (1.上海应用技术学院,上海200235;2.上海交通大学生命科学技术学院,上海200240) 摘要:针对频域光学相干层析(SD—OCT)系统特有硬件(线阵CCD及分光光栅)参数对成像 质量造成的影响,展开了对基于光纤的频域OCT系统中硬件参量的模拟和优化工作,分析了分光 计中CCD线列阵像素数及数字化深度,CCD安装偏差等因素对OCT成像质量的影响,并对光谱 像素图定位进行了修正.研究表明:纵向分辨率不受CCD线列阵像素数的影响,CCD线列阵像 素数的增多将线性地增大最大测量深度;CCD数字化深度小于6bit将直接导致系统纵向分辨率 的锐减;线阵CCD偏离聚焦透镜焦面将导致点扩展函数的强度减弱,系统分辨率降低;在较小角 度内转动CCD,将使纵向分辨率得到提高;采用氖灯光谱进行像素图定位校正之后,可以相应地 提高系统分辨率.部分模拟结论得到实验验证.采用此模拟优化结果,可根据OCT成像的具体要 求对系统硬件参量进行优化选择. 关键词:频域OCT;分辨率;数值模拟;视网膜成像 中图分类号:TN25;TN911.74文献标志码:A Optimizationoffiber-basedspectraldomainoptical coherencetomographysystem DAICui—xia,BRAEULERTobias.,XIPeng,WUXiao—wei,RENQiu—shi (1.ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai200235,China; 2.DepartmentofBiomedicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China) Abstract:ThehardwareparametersofaspectraldomainOCT(SD—OCT)systemareanalyzed fortheoptimalOCTimaging.Theseparametersincludepixelnumberanddigitizationdepthof thelineCCDinthespectrometer,andthetoleranceofCCDinstallation.Calibrationofthe spectrumlocalizationiscarriedout.ThedepthresolutionisnotaffectedbytheCCDlineararray pixelnumber,butwiththeincreasingofCCDlineararraypixelnumber,themaximumprobing depthincreaseslinearly.IfthedigitizationdepthofCCDishigherthan6bit,itispossibletO calculateusefuldepthcanswithgoodresolutions.WhentheCCDiSmovedsevera1millimeters awayfromthefocalplane,thevalueofpointspreadfunction(PSF)willdecrease,andthe resolutionwilldegrade.WhentheCCDrotatesseveraldegree,fullwidthathalfmaximum (FWHM)ofthePSFwilldecrease,denotingtheincreasingoftheaxialresolution.After calibrationusingNelampspectrum,thequalityoftheimagewillbeobviouslyimproved.Some oftheresultsareexperimentallyverified.ForSD—OCTsystem,theoptimalsystemparameters canbeselectedforspecificapplication. Keywords:spectraldomainOCT;axialresolution;numericalsimulation;retinaimaging 收稿日期:2009—10—26;修回日期:2010—01—12 基金项目