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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供了一种基于积分变换原理的OCT成像系统及方法，在传统OCT系统的基础上，在样品臂中首先使用调制器对光束进行调制以得到特定的照明分布，可以是一维照明或二维照明，照明图案经透镜组投射到样品上，样品不同深度的返回光与参考回光进入干涉仪发生干涉，再经探测装置探测、采集模块采集后，由计算机完成数据处理并显示出样品的二维或三维结构图像。相比于传统OCT的单点测量方法，本发明基于积分变换原理，无需用振镜等装置对样品进行扫描，系统结构简单，且允许使用更高的样品光功率，显著提高了OCT成像的信噪比，同时可以实现欠采样情况下样品的高质量成像。

主权项：1.一种基于积分变换原理的OCT成像系统，包括光源单元、干涉仪、探测装置、采集模块以及计算机；其中，光源单元用于发射照射待测样品的光到干涉仪的样品臂和参考臂；探测装置用于检测干涉仪输出的干涉信号，将干涉信号转换为电信号；采集模块用于采集探测装置输出的电信号，将电信号转换为数字信号；计算机用于接收并处理所述数字信号，得到样品的结构图像，其特征在于，所述样品臂中包括调制器，所述调制器将光束的空间分布调制为积分变换的核函数，产生照明图案，照明图案投射至待测样品，在照明图案的照射下待测样品不同深度反射及散射的光沿原路返回至干涉仪；计算机通过对所述数字信号进行积分变换的逆过程，并在样品深度方向上进行逆Fourier变换，得到样品的结构图像；所述积分变换的核函数为一维积分变换的核函数或二维积分变换的核函数；所述积分变换的核函数为一维积分变换的核函数时，所述照明图案为一维照明图案，所述样品臂还包括一维聚焦器件，用于产生线聚焦作用，将平行光束在一个方向上会聚，以进行线照明，所述调制器只需在这一个照明维度上调制此光线；所述积分变换的核函数为二维积分变换的核函数时，所述照明图案为二维照明图案，所述调制器对样品臂的平行光束进行二维调制；所述一维聚焦器件为消色差双胶合柱透镜；所述一维积分变换的定义式为：其中，Kx,u为积分变换的核函数，取一系列不同的u值时，积分变换核表现为一系列的一维空间分布函数，所述一维空间分布函数决定调制器所产生的一维照明图案；x方向为一维照明的方向，[a,b]为一维照明图案在待测样品上的照射范围，u为变换域上的坐标，fx表示待变换的函数，gu表示变换后的函数，I[]表示积分变换；积分变换的逆过程的表达式为：其中I-1[]表示积分变换的逆过程，为此逆过程的核函数；基于一维积分变换采集数据时，对应于不同u值所确定的照明图案，测量干涉仪所输出的若干组干涉信号，得到一系列与u值相关的干涉信号，表示为：其中，Rx,k为x处样品臂返回光与参考臂返回光的干涉光谱，k为波数，Kx,u为u值所确定的调制器所产生的一维照明图案；使用一维积分变换时，所述计算机处理数字信号的过程如下：由计算机完成数据处理，进行样品的重建，得到样品的二维结构图像，该过程表示为：或者其中，F-1表示在样品深度方向即z方向上的逆Fourier变换，为样品的二维结构图像；所述二维积分变换的定义式为：其中，Kx,y,ux,uy为积分变换的核函数，取一系列不同的ux,uy值时，积分变换的核函数就表现为一系列的二维空间分布函数，所述二维空间分布函数决定调制器所产生的二维照明图案；x,y为二维照明的横纵坐标，S为二维照明图案在待测样品上的照射范围，ux,uy为变换域上的坐标，fx,y表示待变换的函数，gux,uy表示变换后的函数；I2D[]表示积分变换，基于二维积分变换原理的逆过程表达式为：其中I2D-1[]表示积分变换的逆过程，为此逆过程的核函数；基于二维积分变换采集数据时，在不同ux,uy值下，对应于不同ux,uy值所确定的照明图案，测量干涉仪所输出的若干组干涉信号，得到一系列与ux,uy值相关的干涉信号，表示为：其中，Rx,y,k为x,y处样品臂返回光与参考臂返回光的干涉信号，k为波数，Kx,y,ux,uy为ux,uy值所确定的调制器所需产生的二维照明图案；使用二维积分变换时，所述计算机处理数字信号的过程如下：由计算机完成数据处理，进行样品的重建，得到样品的三维结构图像，该过程表示为：或者其中，F-1表示在样品深度方向即z方向上的逆Fourier变换，为样品的三维结构图像。

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