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全光纤高速时域OCT系统研制

梁雨  
【摘要】:光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)技术是一种新型的医学成像方法,其基于低相干干涉原理,可获得生物组织表层下高分辨率的截面图像。OCT系统具有高分辨率、高灵敏度、无辐射、无损伤等优点,已广泛应用于眼科、皮肤科、心脏科、牙科等多个医学诊断领域,具有广阔的临床和研究前景。 OCT系统成像速度的提高有利于实现对生物组织的在线检测,降低生物组织的生命活动对OCT系统的影响。本论文在实验室前期研究的基础上,根据OCT系统的基本原理,完成了全光纤高速时域OCT系统的研制,可以对生物组织进行准确、高速的成像。 本文完成的主要工作如下: 1、设计了全光纤高速时域OCT系统的光路结构,对系统迈克尔逊干涉仪进行光程匹配,测试光纤拉伸器的性能,选择适当的工作条件。 2、提出了一种基于频域干涉及非线性曲线拟合对全光纤OCT系统迈克尔逊干涉仪两臂色散差进行在线测量的方法,根据测量结果在干涉仪一臂中加入非零色散位移光纤对色散差进行了补偿。 3、依据全光纤高速时域OCT系统信号的特点设计了包括滤波电路、对数放大电路和放大电路的信号处理电路。 4、按照OCT系统的同步控制理论,设计了基于FPGA的同步控制电路,使系统中数据采集、纵向扫描、横向扫描等部分能够同步工作。同时FPGA与计算机进行通信,方便系统的远程控制和实际使用。 5、使用人离体牙齿、离体牙齿人工龋、龋损牙齿和牙齿充填修复体材料作为样品进行了实验,并与原低速OCT系统的实验结果进行了对比。


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