DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-369-376


УДК681.78

ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ СПЕКТРАЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО КОГЕРЕНТНОГО ТОМОГРАФА

Гуров И. П., Пименов А. Ю.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Гуров И.П., Пименов А.Ю. Оценка энергетической эффективности оптико-электронной системы спектрального оптического когерентного томографа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. 369–376. С. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-369-376

Аннотация
 Предмет исследования. Исследованы методы оптической когерентной томографии, основанные на освещении исследуемого объекта с определением степени отражения излучения по глубине микроструктуры объекта. При этом выбор метода освещения определяет основные характеристики системы, в том числе чувствительность и быстродействие при исследовании биологических тканей. При создании систем оптической когерентной томографии без механического сканирования объекта по полю использованы методы освещения полного и линейного поля в сочетании с перестраиваемым по длине волны лазерным источником. Цель данной работы состоит в получении количественной оценки энергетической эффективности оптической системы томографа с линейным полем освещения и перестраиваемым источником излучения, а также сравнении данного метода с методом полного поля. Метод. На основе модели оптической системы томографа проведена трассировка лучей и определено распределение энергии излучения, отраженного от исследуемого объекта и зарегистрированного приемником излучения. Оценена величина фотоэлектрического сигнала и отношение сигнал-шум. Основные результаты. Показано, что система с линейным освещением обладает существенно более высокой чувствительностью (97 дБ) по сравнению с системой полного поля (78 дБ). При этом система с линейным полем освещения позволяет отказаться от подвижных механических элементов при получении B-скана. Предложена оригинальная схема осветительного канала томографа, позволяющая получить равномерное распределение интенсивности вдоль линии освещения без снижения чувствительности на краях поля изображения. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для создания компактной спектральной системы оптической когерентной томографии реального времени.

Ключевые слова: оптическая когерентная томография, ОКТ, лазер с перестраиваемой длиной волны, микроинтерферометр Линника, отношение сигнал-шум, трассировка лучей

Благодарности. Исследования выполнены при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (Проект №8.2501.2017/4.6).

Список литературы

 

  1. Гуров И.П. Оптическая когерентная томография: принципы, проблемы и перспективы. В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики / Под ред. И.П. Гурова, С.А. Козлова. СПб.: СПбГУИТМО, 2004. С. 6–30.
  2. Drexler W., Liu M., Kamali T., Unterhuber A., Leitgeb R.A. Optical coherence tomography today: speed, contrast, and multimodality // Journal of Biomedical Optics. 2014. V. 19. N 7. Art. 071412. doi: 10.1117/1.JBO.19.7.071412
  3. Зимняков Д.А., Тучин В.В. Оптическая томография тканей // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. № 10. С. 849–867.
  4. Drexler W., Fujimoto J.G. Optical Coherence Tomography Technology and Applications. Springer, 2008. 1346 p. doi: 10.1007/978-3-540-77550-8
  5. BernsteinJ.J., Lee T.W., Rogomentich F.J. et al. Scanning OCT endoscope with 2-axis magnetic micromirror //Proceedings of SPIE.2007. V. 6432. Art. 64320L. doi: 10.1117/12.701266
  6. Dubois A., Moneron G., Boccara C. Thermal-light full-field optical coherence tomography in the 1.2µm wavelength region // Optics Communication. 2006. V. 266. N 2. P. 738–743. doi: 10.1016/j.optcom.2006.05.016
  7. Oh W.Y., Bouma B.E., Iftimia N.et al. Spectrally-modulated full-field optical coherence microscopy for ultrahigh-resolution endoscopic imaging // Optics Express. 2006. V. 14. N 19. P. 8675–8684. doi: 10.1364/OE.14.008675
  8. Ford H.D., Beddows R., Casaubieilh P., Tatam R.R. Comparative signal-to-noise analysis of fiber-optic based optical coherence tomography systems // Journal of Modern Optics. 2005. V. 52. N 14. P. 1965–1979. doi: 10.1080/09500340500106774
  9. Bonin T., Koch P., Hüttmann G. Comparison of fast swept source full-field OCT with conventional scanning OCT //Proceedings of SPIE. 2011. V. 8091. Art. 80911K. doi: 10.1117/12.889630
  10. Hammer D.X., Ferguson R.D., Ustun T.E., Bigelow C.E., Iftimia N.V., Webb R.H. Line-scanning laser ophthalmoscope // Journal of Biomedical Optics. 2006. V. 11. N 4. Art. 041126. doi: 10.1117/1.2335470
  11. Nakamura Y., Makita S., Yamanari M. et al. High-speed three-dimensional human retinal imaging by line-field spectral domain optical coherence tomography // Optics Express. 2007. V. 15. N 12. P. 7103–7116. doi: 10.1364/OE.15.007103
  12. Wanga J., Dainty C., Podoleanu A., Line-field spectral domain optical coherence tomography using a 2D camera // Proceedings of SPIE. 2008. V. 7372. Art. 737221. doi: 10.1117/12.831791
  13. Yasuno Y., Endo T., Makita S. et al. Three-dimensional line-field Fourier domain optical coherence tomography for in vivo dermatological investigation // Journal of Biomedical Optics. 2006. V. 11. N 1. Art. 014014. doi: 10.1117/1.2166628
  14. FechtigD., Kumar A., Grajciar B. et al. Line field off axis swept source OCT utilizing digital refocusing // Proceedings of SPIE. 2014. V. 9129. Art. 91293S. doi: 10.1117/12.2052195
  15. Chroma M.A., Sarunic M.V., Yang C., Izatt J.A. Sensitivity advantage of swept source and Fourier domain optical coherence tomography // Optics Express. 2003. V. 11. N 18. P. 2183–2189.
  16. Yaqoob Z., Wu J., Yang C. Spectral domain optical coherence tomography: a better OCT imaging strategy // BioTechniques. 2005. V. 39. N 6. P. S6–13. doi: 10.2144/000112090
  17. Vadivambal R., Jayas D.S. Bio-Imaging: Principles, Techniques, and Applications. NY: CRC Press, 2016. 381 p.
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика