用於雙波長oct系統的聚焦鏡頭的製作方法
2023-06-21 04:48:41
專利名稱：：用於雙波長oct系統的聚焦鏡頭的製作方法
技術領域：
：本發明屬於光學鏡頭
技術領域：
，特別涉及用於雙波長OCT系統的聚焦鏡頭。
背景技術：
：OCT(OpticalCoherenceTomography,光學相干層析技術)是一種基於幹涉測量法的無損層析成像技術，綜合了相干門技術和空間門技術的優點，能夠有效濾除與信號光無關的各種雜散光，成為一種很有發展前景的成像診斷技術。採用不同波長的光對生物組織進行0CT探測，獲得的圖像和探測深度等參數可能會不同。利用OCT技術研究生物組織的光譜特性，就形成了一種新的功能OCT技術——波長相關OCT技術。多波長OCT技術是波長相關OCT技術的一種，其中研究者最普遍採用的是雙波長OCT技術。OCT系統的橫向解析度主要取決於聚焦在生物組織樣品上的光斑的大小。如果透鏡系統的聚焦性能良好，我們便可以將從光纖發散的雷射在樣品和反射鏡上會聚成很小的光斑，這樣便可以得到在儘量小的生物組織範圍內的幹涉圖像從而提高系統的橫行解析度。對於單波長OCT系統，由於聚焦鏡頭存在除色差外的各種像差，會降低系統的解析度，使得到的圖像質量下降，這就需要我們很好的校正除色差外的各種像差。對於雙波長OCT系統，在系統的樣品臂端，兩個波長的光需要使用同一光路，才能實現對樣品同一位置的兩個波長的同時測量。為獲得樣品的準確的波長相關信息，樣品臂聚焦透鏡需要將不同的光聚焦至同一位置，一般來說兩個波長的間隔較大，且OCT系統的光源為寬帶光源，這樣就需要在單波長OCT系統的基礎上進行色差的校正。樣品臂的聚焦透鏡對於不同波長雷射的焦距是不同的，使用單一透鏡不可能將兩個波長的雷射會聚到同一位置，也就是不能在同一位置同時得到兩種雷射的最小的光斑，這樣就失去了同時採用兩個波長的雷射的意義。
發明內容本發明的目的在於提供一種用於雙波長OCT系統的聚焦鏡頭。它對球差等像差進行了很好的校正，可以得到較小的光斑，有效地提高了OCT系統的解析度，更重要的是，它還對色差進行了較好地校正，可用於雙波長乃至多波長的OCT系統探測成像。其結構簡單，成本低，像差小，成像清晰。本發明的解決方案是一種用於雙波長OCT系統的聚焦鏡頭。該鏡頭包括兩個雙膠合透鏡，自光線入射方向依次為凸凹透鏡l、凸透鏡2、凸透鏡3、凸凹透鏡4，各透鏡排列在一條中軸線上。在所述鏡頭中，可以使用兩種不同型號的光學玻璃材料，型號為F2型、BK7型。各透鏡的光學玻璃型號凸凹透鏡1為F2型，凸透鏡2為BK7型，凸透鏡3為BK7型，凸凹透鏡4為F2型。圖1是本發明的一實施例結構示意圖。圖2是本發明的一實施例的空間頻率曲線圖。圖3是本發明的一實施例的焦斑的能量分布示意圖。具體實施例方式以下結合附圖和實施例進一步說明本發明。為了滿足雙波長OCT系統中兩個波長對樣品的同一位置同時測量的要求，我們必須對雙波長OCT系統的樣品臂聚焦鏡頭進行特殊的加工設計。本發明正是針對以上的應用要求，進行雙波長OCT系統的樣品臂聚焦鏡頭的特殊發明設計，此鏡頭可應用於雙波長OCT系統乃至多波長OCT系統。本發明的聚焦鏡頭的設計採用光線追跡的原理，通過改變鏡片的厚度及其之間的間距、鏡片的材料，並進行優化設計，以減少鏡片的數量和使用材料的數量，以最少的成本獲得良好的聚焦效果。圖1為本發明的一實施例結構示意圖，由4片透鏡組成，包括兩個雙膠合透鏡。自光線入射方向依次為凸凹透鏡l、凸透鏡2、凸透鏡3、凸凹透鏡4，各透鏡排列在一條中軸線上。圖中鏡片1的左端為OCT系統樣品臂光纖出射光位置，鏡片4的右邊為聚焦位置。OCT系統樣品臂光纖的出射光經過本發明實施例的鏡頭聚焦在樣品中。本發明的一實施例總長度為60ram(毫米)，直徑10mm(毫米)，工作距離14mm(毫米)，解析度小於20um(微米)，光纖出射光波長分別為980nm和1300nm。其作用在於(1)將光纖出射的光聚焦到樣品中(2)收集樣品的背向散射光並返回聚焦至光纖端面。鏡頭的材料採用兩種常用的光學玻璃材料，對應的玻璃牌號分別為F2、BK7。鏡頭的材料順序為F2—BK7—BK7—F2。在本發明的聚焦鏡頭的一優選實施例中，各鏡片所採用的具體設計尺寸及排列如下表所示(單位毫米)。以下結構尺寸的變化範圍為土0.02mm(毫米)。tableseeoriginaldocumentpage5圖2是本發明的一實施例的空間頻率曲線圖。圖中橫軸為空間頻率，縱軸為光學傳遞函數的幅值。圖中在空間頻率為30線對處，對應物方解析度17微米時，光學傳遞函數的幅值大於0.3。圖3是本發明的一實施例的焦斑的能量分布示意圖。圖中橫軸為光斑半徑，縱軸為相對強度。圖中在半徑為10微米內，焦斑的能量大於50%。通過釆用以上方法特殊發明設計的聚焦鏡頭，滿足了雙波長OCT系統對聚焦鏡頭的特殊要求。權利要求1、一種用於雙波長OCT系統的聚焦鏡頭，其特徵在於，該鏡頭包括兩個雙膠合透鏡，自光線入射方向依次為凸凹透鏡1、凸透鏡2、凸透鏡3、凸凹透鏡4，各透鏡排列在一條中軸線上。2、根據權利要求1所述的聚焦鏡頭，其特徵在於，使用兩種不同型號的光學玻璃材料，型號為F2型、BK7型，各透鏡的光學玻璃刑號凸凹透鏡1為F2型，凸透鏡2為BK7型，凸透鏡3為BK7型，凸凹透鏡4為F2型。3、根據權利耍求1所述的聚焦鏡頭，其特徵在於，總K度為60mm(毫米),，直徑lmm(毫米)，工作距離14mm(毫米)，解析度小於20um(微米),入射光波長分別為980nm和1300nm。4、根據權利要求1所述的聚焦鏡頭，其特徵在於，各鏡片所採用的具體設計尺寸及排列如下表所示(單位毫米)，以下結構尺寸的變化範圍0.02mm(毫米)。鏡頭表面序號曲率半徑頂點間距材料表面半徑122.157.64F227.745.54BK75-10.1620空氣全文摘要本發明涉及用於雙波長OCT系統的聚焦鏡頭。該鏡頭對球差等像差進行了很好的校正，可以得到較小的光斑，有效地提高了OCT系統的解析度，更重要的是，它還對色差進行了較好地校正，可用於雙波長乃至多波長的OCT系統探測成像。其結構簡單，成本低，像差小，成像清晰。文檔編號A61B5/00GK101354477SQ20081005355公開日2009年1月28日申請日期2008年6月18日優先權日2008年6月18日發明者宇劉,青葉,周文遠,田建國申請人:南開大學