针对微流控芯片检测的谱域光学相干层析成像实验研究
发布时间：2020-12-16 02:42
光学相干层析成像技术（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种非接触、无损伤的新型光学成像诊断技术,能实现对散射组织内部结构的快速、实时的高分辨率光学成像检测。谱域光学相干层析成像技术（Spectral domain OCT,SDOCT）基于迈克尔逊干涉仪与光谱仪系统的结合,是频域光学相干层析成像技术（Frequency domain OCT,FD-OCT）重要的分支,属于第二代OCT技术。相对于第一代时域光学相干层析技术（TD-OCT）,频域OCT技术具有更高的灵敏度和更快的成像速度,在生物医学方面具有重要的临床应用。本论文基于OCT技术层析成像优势以及快速的图像处理技术,研究将谱域光学相干层析成像方法用于测量微米级的微通道深度。主要研究用于微流控芯片检测的谱域OCT成像方法,对微流控芯片通道进行谱域OCT成像实验研究,对充有不同液体的毛细管进行成像实验,以及对充以流动液体的微通道成像研究。论文主要包括以下内容:首先,阐述谱域OCT系统的配置和功能,并针对微流控芯片实验优化了实验系统。其次,对微流控芯片的微通道进行谱域OCT成像实验研究,阐述了一种利用...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弱相干原理示意图
图 2-2 光学相干层析原理示意图Fig. 2-2 Schematic diagram of optical coherence tomography参考光和物光在光程几乎相等（光程差在相干长度以内）的情信号，参考臂的光波 a2和光波列 a11或者光波 a2和光波列 a13大于相干长度而没有出现干涉，所以只有光波 a2和光波列 a12内可以产生干涉。，通过前后移动平面镜，改变参考臂光波 a2的光程，来匹配样同层的位置进行成像，而其他层的信息将被滤掉，就可以将样各个位置反射或散射的光信号“读出”，这就是层析成像。来说，OCT 系统主要结合了弱相干原理，其保证了轴向分辨结合层析原理，在干涉信号对比度最大的地方对应着系统的零光程差的增加，对比度会迅速锐减。通过调节光程差匹配，可置得到对比度很好的层析图像，因此对不同深度上每一层结构果。OCT 系统利用其干涉的优势，可以确定样品的反射位置和
北京工业大学工学硕士学位论文析成像（FD-OCT）技术中，使用光谱仪接收一个深度方向上的干涉光谱，从而省去了在 TD-OCT 中的深度扫描过程。因此，频域 OCT 在探测灵敏度和成像速度方面具有显著优势。频域 OCT 又分为谱域 OCT（SD-OCT）和扫频光源 OCT（SS-OCT），谱域OCT 和扫频光源 OCT 系统的基本原理相同，但是它们分别结合了不同的技术方法来产生OCT干涉光谱图。SD-OCT系统是通过利用光谱仪收集干涉光谱信号，其可以通过采用高速线阵相机来实现高成像速度和高探测灵敏度。SS-OCT 技术则是通过采用一个输出波长随时间高速扫描的扫频光源，再通过探测器记录下每一波长的信号，进而得到干涉光谱信号。一套完整 SD-OCT 系统通常由宽带光源、参考臂、光束扫描装置（样品臂）和光谱仪组成的迈克尔逊（Michelson）干涉仪，以及信号采集控制系统与图像处理几大部分组成，谱域光学相干层析成像系统的基本结构如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]OCT血流成像技术的现在与未来[J]. 俞素勤,李欣馨,许迅. 中华眼视光学与视觉科学杂志. 2017 (10)
[2]Advances in Doppler OCT[J]. Gangjun Liu,Zhongping Chen. Chinese Optics Letters. 2013(01)
[3]用于频域光学相干层析成像的深度分辨色散补偿方法[J]. 黄炳杰,步鹏,王向朝,南楠. 光学学报. 2012(02)
[4]基于成像光谱仪的频域OCT的实验研究[J]. 孙创伟,忽满利,高爱华,张群喜,马志博,王策. 光电工程. 2009(09)
[5]基于光学相干层析术的组织光学性质测量[J]. 王凯,丁志华,王玲. 光子学报. 2008(03)
[6]OCT纵向图像形成分析[J]. 曾绍群,骆清铭,刘贤德,徐海峰,李再光. 电子学报. 1996(10)
硕士论文
[1]OCT扫描装置在体组织成像中的应用研究[D]. 王磊.天津大学 2012
[2]频率域光学相干层析术成像特性分析及实验研究[D]. 黄润.南京理工大学 2009
本文编号：2919374
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弱相干原理示意图
图 2-2 光学相干层析原理示意图Fig. 2-2 Schematic diagram of optical coherence tomography参考光和物光在光程几乎相等（光程差在相干长度以内）的情信号，参考臂的光波 a2和光波列 a11或者光波 a2和光波列 a13大于相干长度而没有出现干涉，所以只有光波 a2和光波列 a12内可以产生干涉。，通过前后移动平面镜，改变参考臂光波 a2的光程，来匹配样同层的位置进行成像，而其他层的信息将被滤掉，就可以将样各个位置反射或散射的光信号“读出”，这就是层析成像。来说，OCT 系统主要结合了弱相干原理，其保证了轴向分辨结合层析原理，在干涉信号对比度最大的地方对应着系统的零光程差的增加，对比度会迅速锐减。通过调节光程差匹配，可置得到对比度很好的层析图像，因此对不同深度上每一层结构果。OCT 系统利用其干涉的优势，可以确定样品的反射位置和
北京工业大学工学硕士学位论文析成像（FD-OCT）技术中，使用光谱仪接收一个深度方向上的干涉光谱，从而省去了在 TD-OCT 中的深度扫描过程。因此，频域 OCT 在探测灵敏度和成像速度方面具有显著优势。频域 OCT 又分为谱域 OCT（SD-OCT）和扫频光源 OCT（SS-OCT），谱域OCT 和扫频光源 OCT 系统的基本原理相同，但是它们分别结合了不同的技术方法来产生OCT干涉光谱图。SD-OCT系统是通过利用光谱仪收集干涉光谱信号，其可以通过采用高速线阵相机来实现高成像速度和高探测灵敏度。SS-OCT 技术则是通过采用一个输出波长随时间高速扫描的扫频光源，再通过探测器记录下每一波长的信号，进而得到干涉光谱信号。一套完整 SD-OCT 系统通常由宽带光源、参考臂、光束扫描装置（样品臂）和光谱仪组成的迈克尔逊（Michelson）干涉仪，以及信号采集控制系统与图像处理几大部分组成，谱域光学相干层析成像系统的基本结构如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]OCT血流成像技术的现在与未来[J]. 俞素勤,李欣馨,许迅. 中华眼视光学与视觉科学杂志. 2017 (10)
[2]Advances in Doppler OCT[J]. Gangjun Liu,Zhongping Chen. Chinese Optics Letters. 2013(01)
[3]用于频域光学相干层析成像的深度分辨色散补偿方法[J]. 黄炳杰,步鹏,王向朝,南楠. 光学学报. 2012(02)
[4]基于成像光谱仪的频域OCT的实验研究[J]. 孙创伟,忽满利,高爱华,张群喜,马志博,王策. 光电工程. 2009(09)
[5]基于光学相干层析术的组织光学性质测量[J]. 王凯,丁志华,王玲. 光子学报. 2008(03)
[6]OCT纵向图像形成分析[J]. 曾绍群,骆清铭,刘贤德,徐海峰,李再光. 电子学报. 1996(10)
硕士论文
[1]OCT扫描装置在体组织成像中的应用研究[D]. 王磊.天津大学 2012
[2]频率域光学相干层析术成像特性分析及实验研究[D]. 黄润.南京理工大学 2009
本文编号：2919374
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