光學相干斷層掃描(英文: Optical coherence tomography,簡稱OCT)是一種光學信號獲取與處理的方式。它可以對光學散射介質(zhì)如生物組織等進行掃描,獲得的三維圖像分辨率可以達到微米級。光學相干斷層掃描技術利用了光的干涉原理,通常采用近紅外光進行拍照。由于選取的光線波長較長,可以穿過掃描介質(zhì)的一定深度。另一種類似的技術,共焦顯微技術,穿過樣品的深度不如光學相干斷層掃描。
在全世界范圍內(nèi),有數(shù)個研究組織從采用白光干涉對活體內(nèi)人眼進行測量開始對人體組織,尤其是眼睛的成像進行研究。1990年的 ICO-15 SAT 會議上,首先展示了一張基于白光干涉深度掃描原理的對活體內(nèi)人眼眼底沿眼水平子午線的二維圖像。1990年,丹野直弘對這個方案進行了進一步的研究,隨后日本山形大學的一位教授也對此展開了研究。這些研究使得光學相干斷層掃描技術擁有了微米級的分辨率和毫米級的穿透深度。
光學相干斷層掃描是基于弱相干干涉學理論發(fā)展的。在傳統(tǒng)的干涉學中需要使用相干長度很長的光源,因此通常選用激光作為干涉光源,相干長度通常達到數(shù)米。而在光學相干斷層掃描技術中,由于使用了寬帶光源,相干長度被縮短到了幾個微米。寬帶光源通??梢允褂贸椛浒l(fā)光二極管或超短脈沖的激光來實現(xiàn)。白光也是一種功率較低的寬帶光源。
光學相干斷層掃描使用的光源包括超輻射發(fā)光二極管與超短脈沖激光。根據(jù)光源性質(zhì)的不同,這種掃描方式甚至可以達到亞微米級的分辨率,這時需要光源的頻譜非常寬,波長的變化范圍在100納米左右。
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光學相干斷層掃描的基礎理論是白光或低相干光的干涉。在這種技術中,光學設備包括一個干涉儀(在圖1中,使用了典型的邁克耳孫干涉儀),和低相干的寬帶光源。光線被分成兩束,分別稱為參考光臂和樣品光臂,然后又將這兩束光合并以產(chǎn)生干涉圖樣。
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