立方米量級(jí)光學(xué)相干層析(OCT)
OCT成像通常限制在幾厘米的范圍之內(nèi),這就不可避免地限制了研究人員設(shè)想的某些潛在應(yīng)用。現(xiàn)在,來自MIT和Thorlabs等的合作團(tuán)隊(duì)極大程度地突破了這個(gè)限制,并在實(shí)驗(yàn)上成功證明了立方米體積3D成像能力。這一成果發(fā)表在2016年12期optica雜志上,下方所示為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的James Fujimoto是OCT技術(shù)的先驅(qū),他說:我們創(chuàng)造了立方米體積成像的世界紀(jì)錄,相比過去的3D OCT技術(shù),我們的成像深度和體積提升了最少一個(gè)量級(jí),而且在原理上證明了在這個(gè)新范圍內(nèi)使用OCT的可能。 該OCT系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組件是MEMS調(diào)諧的垂直腔面發(fā)射(VCSEL)激光器,它由Thorlabs和Praevium專門研發(fā),中心波長是1310 nm,具有實(shí)驗(yàn)要求的長相干長度。Thorlabs對(duì)先進(jìn)VCSEL結(jié)構(gòu)的研究指出了一些方法,可以抵消掃頻OCT對(duì)相干長度的不良影響。VCSEL的相干長度比其它掃頻激光技術(shù)高幾個(gè)數(shù)量級(jí),說明長距離OCT成像的可能。下圖所示為VCSEL的結(jié)構(gòu)和實(shí)物以及放大后的測(cè)量光譜。 同樣重要的是光探測(cè)和數(shù)據(jù)采集的最新發(fā)展,研究中首次使用了一種工作在1310 nm的硅光子學(xué)集成電路(PIC)系統(tǒng),PIC集成光波導(dǎo)、偏振分束器、90度移相器和波導(dǎo)耦合器,可進(jìn)行偏振及同相和正交(I/Q)雙平衡探測(cè),其光帶寬達(dá)370 nm,電帶寬高達(dá)25 GHz。下圖所示為PIC結(jié)構(gòu)和實(shí)物。 |