频域光学相干层析成像系统及成像特性优化研究

发布时间：2017-07-30 17:18

  本文关键词：频域光学相干层析成像系统及成像特性优化研究

  更多相关文章： 层析成像 色散补偿 相移法去镜像 折射率测量 医学成像

【摘要】：光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,简称OCT)是一种非接触、非破坏性的三维成像技术,该技术相比于其他光学层析成像手段具有高分辨率、高成像深度的优势,在生物医学、光学检测等领域都有着广泛的应用前景。频域光学相干层析成像技术基于迈克尔逊干涉仪和光谱仪技术,无需进行轴向扫描即可获得样品内部的层析结构,频域OCT在成像速度和灵敏度上相对于时域OCT有很大优势,已逐渐成为光学相干层析成像的主流技术之一。本文对频域光学相干层析的成像特性和影响因素进行了实验研究。采用中心波长为840nm的超辐射半导体激光器(SLD)作为光源,搭建了光纤光路的频域OCT实验系统,并且自主编写用于实验系统测控的LabVIEW软件,可实现对实验过程的自动化测控,并初步实现了层析图的实时采集、重建和显示。对影响层析图成像质量的因素进行了初步探索,编写完整的层析图重建算法程序,包括均匀波数重采样算法、相移去镜像算法、色散补偿算法在内的优化成像质量的算法。采用移位复用复频域光学相干层析成像方法,通过将参考镜虚像位置依次移到样品特定待测深度,获取整个样品感兴趣深度区域的高质量成像。进一步结合横向扫描,对多层堆叠的盖玻片样品进行了移位复用层析成像实验。本文对层析图畸变进行了定义和分类,对不同种畸变形成的原因进行了分析。通过分析层析图的畸变与折射率关系,得到一种准确快速测量的折射率方法,并且对盖玻片的折射率进行验证实验。对多层错位堆叠的盖玻片进行折射率测量实验,只需要一幅层析图就可获得多组数据,从而可快速获得准确测量结果。并且,通过算法对畸变的层析图进行矫正,从而获得样品结构正确的层析图。
【关键词】：层析成像 色散补偿 相移法去镜像 折射率测量 医学成像
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O439;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 光学相干层析成像技术研究意义8
• 1.2 光学相干层析成像技术的发展8-10
• 1.3 光学相干层析成像技术的优势与应用10-12
• 1.3.1 光学相干层析成像技术的特点10-11
• 1.3.2 光学相干层析成像的主要应用11-12
• 1.4 本文的研究工作及意义12-14
• 第2章 频域光学相干层析成像基本理论14-26
• 2.1 频域光学相干层析成像原理14-16
• 2.2 频域光学相干层析成像系统的性能16-20
• 2.2.1 频域光学相干层析成像系统的成像深度16-18
• 2.2.2 频域光学相干层析成像系统的空间分辨率18-19
• 2.2.3 频域光学相干层析成像系统的探测灵敏度19-20
• 2.3 频域光学相干层析成像技术的缺陷20-25
• 2.3.1 共轭像逡逑21-22
• 2.3.2 波数空间非均匀采样22-24
• 2.3.3 混叠现象24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 频域光学相干层析成像系统搭建与自动化控制26-40
• 3.1 频域光学相干层析成像系统硬件分析26-33
• 3.1.1 SLD光源28-29
• 3.1.2 CCD探测器29-30
• 3.1.3 闪耀光栅30-31
• 3.1.4 横向扫描器件31-33
• 3.2 基于LabVIEW的频域OCT成像实验控制系统开发33-38
• 3.2.1 Lab VIEW软件简介33
• 3.2.2 频域光学相干层析成像系统硬件控制部分开发33-34
• 3.2.3 频域光学相干层析成像系统软件开发34-38
• 3.3 本章小结38-40
• 第4章 频域OCT图像重建算法与成像质量优化研究40-54
• 4.1 相移去镜像算法40-43
• 4.2 波数空间重采样算法43-47
• 4.3 色散补偿算法47-49
• 4.4 移位复用复频域光学相干层析成像49-53
• 4.4.1 移位复用复频域光学相干层析成像方法原理49-51
• 4.4.2 移位复用复频域光学相干层析成像方法实验51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 频域光学相干层析图像畸变应用及其矫正54-60
• 5.1 频域光学相干层析成像技术图像畸变原理54-55
• 5.2 图像畸变在样品折射率测量中的应用55-59
• 5.2.1 频域光学相干层析成像法测量折射率原理55-56
• 5.2.2 利用层析图畸变对盖玻片折射率测量56-57
• 5.2.3 频域光学相干层析成像技术层析图畸变矫正57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-68
• 致谢68

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本文编号：595323