新型全光纤OCT实验系统的控制及数据采集

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OCT(Optical Coherence Tomography,光学相干层析技术)是一种基于白光干涉技术的新型光学成像技术。它具有分辨率高,非接触测量等众多优点,被广泛应用于医学、生物学等领域。基于OCT的基本原理,本课题组提出了一种新型全光纤OCT系统,系统中的信号光和参考光均通过干涉仪两臂,探头位置改变不再需要重新匹配两臂光程。系统中干涉仪两臂的法拉第旋转镜消除了偏振态变化对干涉的影响。此外,该系统引入一个窄带光源作为参考光,利用窄带光干涉波形计算层析深度,提高了OCT图像中轴向定位准确度。本论文的主要工作就是实现该系统的控制及数据采集与波形显示功能。本论文主要完成以下工作:1、基于新型全光纤OCT系统的基本结构和基本原理,研究了该系统控制所要实现的主要功能,并将控制系统分为数据采集、波形显示与保存控制模块,光强匹配控制模块,轴向扫描控制模块,同步控制模块,层析深度计算与波形显示模块,确立了控制系统最终设计目标,初步建立了系统控制方案。2、实现了OCT实验系统中的数据采集、波形显示与保存控制模块,光强匹配控制模块,轴向扫描控制模块,同步控制模块,层析深度计算与波形显示模块的控制功能,完成了系统搭建过程中所需的OCT实验系统软件的设计,成功建立了系统搭建完成后的新型全光纤OCT系统的控制、数据采集与数据初步处理系统。3、对新型全光纤OCT实验系统的控制与数据采集及显示系统进行了数据同步采集测试,通过理论分析和实验确定了合适的轴向扫描的速率,并且对系统控制过程中光程随电压变化的线性度和稳定性进行了测试与分析,测试结果表明,整个控制系统实现了数据的同步采集,在控制过程中光程随电压接近于线性变化,线性度约为6%,五次测量得到的曲线基本重合,其重复性约为0.2%,表明系统稳定性非常高。最后利用整个系统对厚度为150μm的波片进行了波片厚度测量实验,测得波片厚度为147μm,与波片实际厚度非常接近。
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